JPS5970493A - 低水素，低窒素，低酸素溶接用溶融型フラツクス - Google Patents
低水素，低窒素，低酸素溶接用溶融型フラツクスInfo
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- JPS5970493A JPS5970493A JP17891282A JP17891282A JPS5970493A JP S5970493 A JPS5970493 A JP S5970493A JP 17891282 A JP17891282 A JP 17891282A JP 17891282 A JP17891282 A JP 17891282A JP S5970493 A JPS5970493 A JP S5970493A
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- flux
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、溶接金属の低水素、低窒素化、低酸素化を同
時に夾現することを可能にする溶接用溶融型フラックス
に関するものである。
時に夾現することを可能にする溶接用溶融型フラックス
に関するものである。
溶接金属の靭性を向上させるには、溶接金属中の酸素量
を減少させることが一つの有力な手段である。サオマー
シトアーク溶接のようにフラックスを使用する溶接にお
いては、２ラツクスの塩基度を高めると溶接金属中の酸
素量は効果的に減少する。そのため、溶接金属の靭性を
向上させる目的で溶接用フラックスの塩基度を大きくす
る努力が行なわれてきた。
を減少させることが一つの有力な手段である。サオマー
シトアーク溶接のようにフラックスを使用する溶接にお
いては、２ラツクスの塩基度を高めると溶接金属中の酸
素量は効果的に減少する。そのため、溶接金属の靭性を
向上させる目的で溶接用フラックスの塩基度を大きくす
る努力が行なわれてきた。
しかし、フラックスの塩基度を高めると諸々の問題が生
ずる。
ずる。
第一の問題は、フラックスの物性の調整が困難になシ、
ビード形状が悪化したシ、スラグ巻込み。
ビード形状が悪化したシ、スラグ巻込み。
アパタ、その他諸々の溶接欠陥が発生するなどのトラブ
ルが生ずることである。
ルが生ずることである。
第二の問題は、フラックス原料を電気炉などで溶解し、
冷却後に適当なサイズに粉砕し乾燥して製造する溶融型
フラックスでは、製造時に大気中の湿分々どの水分を吸
収し、溶接金属の拡散性水素量が増加し溶接金属の低温
割れやピット発生の原因になることである。スラックス
は溶融状態で空気中などの水分を吸収するが水分吸収量
は、フラックスが中性程度で最も少く、それよシ塩基度
が小さくても大きくても、増加するスラックスが中性よ
シ高塩基度側では、塩基度が大きくなればなるほど水分
の吸収量は増加する。したがって溶融型フラックスの場
合溶接金属の低酸素化のために２ラツクスの塩基度を大
きくすればする＃１どスラックス原料を電気炉などで溶
解するとき、または溶解したフラックスを冷却している
ときに吸収する水分量が多くなるという問題が生ずる。
冷却後に適当なサイズに粉砕し乾燥して製造する溶融型
フラックスでは、製造時に大気中の湿分々どの水分を吸
収し、溶接金属の拡散性水素量が増加し溶接金属の低温
割れやピット発生の原因になることである。スラックス
は溶融状態で空気中などの水分を吸収するが水分吸収量
は、フラックスが中性程度で最も少く、それよシ塩基度
が小さくても大きくても、増加するスラックスが中性よ
シ高塩基度側では、塩基度が大きくなればなるほど水分
の吸収量は増加する。したがって溶融型フラックスの場
合溶接金属の低酸素化のために２ラツクスの塩基度を大
きくすればする＃１どスラックス原料を電気炉などで溶
解するとき、または溶解したフラックスを冷却している
ときに吸収する水分量が多くなるという問題が生ずる。
第三の問題は、フラックスの成分系によっては溶接金属
中の酸素量が減少すると、窒累量が増加するという問題
が生ずる。これは酸素量の減少によってｑ＋ｏ→ＣＯ↑
の反応が減少し大気中の窒素を巻込むことを防止するＣ
Ｏシールド作用が阻害されることが一つの原因と考えら
れている。窒素は溶接金属の靭性向上を阻害する元素で
ある。低酸素化によって窒素が増加するということは低
酸素化の本来の目的が損われるという問題が発生する。
中の酸素量が減少すると、窒累量が増加するという問題
が生ずる。これは酸素量の減少によってｑ＋ｏ→ＣＯ↑
の反応が減少し大気中の窒素を巻込むことを防止するＣ
Ｏシールド作用が阻害されることが一つの原因と考えら
れている。窒素は溶接金属の靭性向上を阻害する元素で
ある。低酸素化によって窒素が増加するということは低
酸素化の本来の目的が損われるという問題が発生する。
本発明者らは、これらの諸問題を解決するため種々検討
した結果次のような知見を得た。
した結果次のような知見を得た。
フラックス成分がビード形状やスラグ巻込み。
アバタなどの溶接欠陥に影響を及ばず原因はいろいろあ
るが、特に重要なものとして次の２つが考えられる。一
つはフラックス成分が軟化溶融温度。
るが、特に重要なものとして次の２つが考えられる。一
つはフラックス成分が軟化溶融温度。
粘度１表・界面張力などの７ラツクス溶融物性を変化さ
せることであシ、他の一つはフラックス成分がアークの
状態に影響をおよほすことである。
せることであシ、他の一つはフラックス成分がアークの
状態に影響をおよほすことである。
たとえば、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．５ｌｙ２の４
成分系においてｈｔ２ｏ、 、 ５ｔｏ２が少（ＣａＯ
の多い組成領域において凝固波が粗くなったシ、ビード
の余盛形状が不安定になることや、逆にＡｔ２０３が多
（ＣａＯが少い領域においてアバタが発生したシビード
中央部に馬背状の突起物が生成することは、フラックス
の軟化溶融温度、粘度などの物性の調整が不調であるこ
とに原因があると考えられる。また、ＭｇＯの多い領域
でビード形状が不安定になったシ、スラグ巻込みが一発
することや、前記４表分にさらＫ ＣａＦ２を添加した
場合にスラグ巻込みを防止することはフラックス成分が
アークの安定性を変化させることに原因があると考えら
れる。この２つの要因の他にＣａ Ｆ２を多量に配合し
た場合のように、Ｃａ Ｆ２などのガス化がヘリンが一
部やアバタの発生の原因になることもある。
成分系においてｈｔ２ｏ、 、 ５ｔｏ２が少（ＣａＯ
の多い組成領域において凝固波が粗くなったシ、ビード
の余盛形状が不安定になることや、逆にＡｔ２０３が多
（ＣａＯが少い領域においてアバタが発生したシビード
中央部に馬背状の突起物が生成することは、フラックス
の軟化溶融温度、粘度などの物性の調整が不調であるこ
とに原因があると考えられる。また、ＭｇＯの多い領域
でビード形状が不安定になったシ、スラグ巻込みが一発
することや、前記４表分にさらＫ ＣａＦ２を添加した
場合にスラグ巻込みを防止することはフラックス成分が
アークの安定性を変化させることに原因があると考えら
れる。この２つの要因の他にＣａ Ｆ２を多量に配合し
た場合のように、Ｃａ Ｆ２などのガス化がヘリンが一
部やアバタの発生の原因になることもある。
第１図は下記の塩基度式によって計算した種々の塩基度
の溶融型フラックスで溶接したときの溶接金属中の拡散
性水素量を示す。
の溶融型フラックスで溶接したときの溶接金属中の拡散
性水素量を示す。
Ｂ ＝ ６．５ ＯＮＢ、。＋６．０５Ｎｃ、。＋ ４
．８ Ｎ、ｎｏ＋４．０ ＮＭ、。＋ ３．４ Ｎ、、
。
．８ Ｎ、ｎｏ＋４．０ ＮＭ、。＋ ３．４ Ｎ、、
。
＋ ５．Ｉ Ｎｃ、Ｆ２＋０．３ Ｎ、、０２−０．２
Ｎ Ａ１２ ｏ３−２．２ＮＴ、。、 −６，３Ｎ、
、。まただし、Ｎｋ：成分にのモル分率。
Ｎ Ａ１２ ｏ３−２．２ＮＴ、。、 −６，３Ｎ、
、。まただし、Ｎｋ：成分にのモル分率。
同図Ｌフラックス原料を電気炉で溶解した後水中に投入
し水冷方式で冷却して製造した水冷フラックスと鉄板上
に流し大気中で冷却して製造した（５） 空冷フラックスの両者の場合、さらに、多量のＣａＦ
２を含む空冷スラックスの場合を示す。
し水冷方式で冷却して製造した水冷フラックスと鉄板上
に流し大気中で冷却して製造した（５） 空冷フラックスの両者の場合、さらに、多量のＣａＦ
２を含む空冷スラックスの場合を示す。
水冷フラックスの場合、拡散性水素量は、塩基度の増大
とともに増加している。この水素はフラックス原料を電
気炉で溶解しているとき大気などから吸収した水分と水
中で冷却しているときに吸収した水分に起因するもので
ある。空冷スラックスの場合は塩基度がある限度までは
拡散性水素量が増加しないがある限度を超えると急激に
増加する。この水素はフラックス原料を電気炉で溶解し
ているときに吸収した水分に起因するものである。
とともに増加している。この水素はフラックス原料を電
気炉で溶解しているとき大気などから吸収した水分と水
中で冷却しているときに吸収した水分に起因するもので
ある。空冷スラックスの場合は塩基度がある限度までは
拡散性水素量が増加しないがある限度を超えると急激に
増加する。この水素はフラックス原料を電気炉で溶解し
ているときに吸収した水分に起因するものである。
一方Ｃａ Ｆ２を２５％以上含む空冷フラックスでは前
記のＣａＦ２量が２５％未満の空冷スラックスに比べ拡
散性水素量は大巾に少くなっている。これはＣａＦ ２
を２５チ以上含むフラックスでは、フラックス原料を電
気炉で溶解しているときＣａＦ ２の一部がガス化し水
分の吸収を防止していること、さらには、溶接時にＣａ
Ｆ ２がガス化してアーク空洞中の水素分圧を下げ溶接
金属への水素侵入を防止していることに原因があると考
えられる。このように（６） Ｃａ Ｆ ２を２５チ以上含む空冷フラックスでは高塩
基度であっても拡散性水素量を充分低位に保つことがで
きる。
記のＣａＦ２量が２５％未満の空冷スラックスに比べ拡
散性水素量は大巾に少くなっている。これはＣａＦ ２
を２５チ以上含むフラックスでは、フラックス原料を電
気炉で溶解しているときＣａＦ ２の一部がガス化し水
分の吸収を防止していること、さらには、溶接時にＣａ
Ｆ ２がガス化してアーク空洞中の水素分圧を下げ溶接
金属への水素侵入を防止していることに原因があると考
えられる。このように（６） Ｃａ Ｆ ２を２５チ以上含む空冷フラックスでは高塩
基度であっても拡散性水素量を充分低位に保つことがで
きる。
第２図は４種の組成の２ラツクスにおいてＣａ Ｆ ２
配合量を変化させた場合のＣａ Ｆ ２配合量と溶接金
属中の窒素量の関係を示すものである。同図に示すよう
に２ラツクス中のＣａＦ ２配合量が増加すると溶接金
属中の窒素量が減少していることが分る。これは溶接時
にＣａＦ ２がガス化しアーク空洞への大気の巻込みを
防止するシールド効果に起因するものと考えられる。溶
接金属中の窒素貴社酸素量の場合と異なシ、被溶接の鋼
材やワイヤの發素量の影響を大きく受けるので鋼材やワ
イヤの窒素量を少くすることを先ず考えねばならないが
、＃接技術の観点からは溶接時に大気などから吸収する
窒素量、すなわちΔＮを少くする技術が必要となる。
配合量を変化させた場合のＣａ Ｆ ２配合量と溶接金
属中の窒素量の関係を示すものである。同図に示すよう
に２ラツクス中のＣａＦ ２配合量が増加すると溶接金
属中の窒素量が減少していることが分る。これは溶接時
にＣａＦ ２がガス化しアーク空洞への大気の巻込みを
防止するシールド効果に起因するものと考えられる。溶
接金属中の窒素貴社酸素量の場合と異なシ、被溶接の鋼
材やワイヤの發素量の影響を大きく受けるので鋼材やワ
イヤの窒素量を少くすることを先ず考えねばならないが
、＃接技術の観点からは溶接時に大気などから吸収する
窒素量、すなわちΔＮを少くする技術が必要となる。
フラックス中にＣａＦ ２を多量に配合することは、第
２図よシ、このΔＮを少くする効果が極めて大きいこと
が分る。
２図よシ、このΔＮを少くする効果が極めて大きいこと
が分る。
本発明者らはこれらの知見よシ溶接金属の低水素、低窒
素、低酸素を同時に実現することを可能にする発明を行
なったものであシ、その要旨はＣａＯｅ ＭｇＯ、Ａｚ
２ｏ、 、Ｓ ｉｏ２の４成分系において、それらの合
計量を１００としたとき、それらの成分量は、 ＣａＯ： １０〜６０ ％ ＭｇＯ：３０％以下 Ａｔ２０３：２０〜７０チ ＳｉＯ２：５〜４０チ の組成を有し、それらの合計量が７ラツクス重量の３５
チ以上を占め、かつ、 フラックス重量に対し ＣａＦ：２５％以上 を含み、かつ 下記式で計算されるフラックス塩基度０）が１．５以上
であシ、かつ、空冷処理されたことを特徴とする低水素
、低窒素、低酸素溶融型フラックスにおる。
素、低酸素を同時に実現することを可能にする発明を行
なったものであシ、その要旨はＣａＯｅ ＭｇＯ、Ａｚ
２ｏ、 、Ｓ ｉｏ２の４成分系において、それらの合
計量を１００としたとき、それらの成分量は、 ＣａＯ： １０〜６０ ％ ＭｇＯ：３０％以下 Ａｔ２０３：２０〜７０チ ＳｉＯ２：５〜４０チ の組成を有し、それらの合計量が７ラツクス重量の３５
チ以上を占め、かつ、 フラックス重量に対し ＣａＦ：２５％以上 を含み、かつ 下記式で計算されるフラックス塩基度０）が１．５以上
であシ、かつ、空冷処理されたことを特徴とする低水素
、低窒素、低酸素溶融型フラックスにおる。
Ｂ ＝ ６．５０Ｎｌｌ、。＋６．０５Ｎｃ、。＋４．
８ＮＭｎｏ＋ ４．ＯＮＭ、ｏ＋ ３．４ Ｎ、、。
８ＮＭｎｏ＋ ４．ＯＮＭ、ｏ＋ ３．４ Ｎ、、。
＋ ５．Ｉ Ｎ、、、 ＋０．３ Ｎ２ｒ０２−０．２
ＮＡ、、 ｏ３−２．２ＮＴ、ｏ２−６．３Ｎ、 １０
まただし、Ｎｋ：成分にのモル分率。
ＮＡ、、 ｏ３−２．２ＮＴ、ｏ２−６．３Ｎ、 １０
まただし、Ｎｋ：成分にのモル分率。
以下に本発明の詳細な説明する。
溶接金属の低酸素化を図るためにはフラックスの塩基度
を高塩基度に保たねばならない。そのためフラックスの
物性の調整には好ましいが酸性度の大きい５ｉｎ２の使
用量を制限し、物性調整に必要な酸性成分としては中性
〜酸性を示すＡｔ２０．を主成分とするようＫＬ、それ
に代表的な塩基性成分でおるＣａＯ、ＭｇＯを加えｆｃ
、 ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０． 、 Ｓ ｉ０２系を
基本とするものである。
を高塩基度に保たねばならない。そのためフラックスの
物性の調整には好ましいが酸性度の大きい５ｉｎ２の使
用量を制限し、物性調整に必要な酸性成分としては中性
〜酸性を示すＡｔ２０．を主成分とするようＫＬ、それ
に代表的な塩基性成分でおるＣａＯ、ＭｇＯを加えｆｃ
、 ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０． 、 Ｓ ｉ０２系を
基本とするものである。
ＣａＯはフラックスの高塩基度を維持するために使用さ
れる塩基性酸化物でおるが、上記の４成分の合計量をｉ
ｏｏとしたとき、ＣａＯ量が６０チを超えると粘度が大
きくなシ過ぎビード余盛形状が不安定になる。また、Ｃ
ａＯ量が１０−未満になると粘度が大きく、軟化溶融温
度が高くなシ過ぎ溶接スラグを通してのガス抜けが困難
になシアパタが発生したＪ、ＣａＯの減少分増加したＭ
ｇＯ＋Ａｔ２０゜の作用も加ってビード中央部に馬背状
の突起物やアンダカットが発生する。Ａｔ２０５ｉが７
０チを超（９） える領域ではＣａＯ量が１０％未満の領域とｔ１ホ同様
のビード形状、溶接欠陥上の問題が発生し、Ａｔ２０５
が２０９６未満の領域ではＣａＯ量が６０％を超える領
域とほぼ同様の問題が発生する。
れる塩基性酸化物でおるが、上記の４成分の合計量をｉ
ｏｏとしたとき、ＣａＯ量が６０チを超えると粘度が大
きくなシ過ぎビード余盛形状が不安定になる。また、Ｃ
ａＯ量が１０−未満になると粘度が大きく、軟化溶融温
度が高くなシ過ぎ溶接スラグを通してのガス抜けが困難
になシアパタが発生したＪ、ＣａＯの減少分増加したＭ
ｇＯ＋Ａｔ２０゜の作用も加ってビード中央部に馬背状
の突起物やアンダカットが発生する。Ａｔ２０５ｉが７
０チを超（９） える領域ではＣａＯ量が１０％未満の領域とｔ１ホ同様
のビード形状、溶接欠陥上の問題が発生し、Ａｔ２０５
が２０９６未満の領域ではＣａＯ量が６０％を超える領
域とほぼ同様の問題が発生する。
ＭｇＯもフラックスを高塩基度にするため使用される酸
化物であるが、その量が３０チを超えると溶込み形状が
不安定になってスラグ巻込みが増加し、後に述べるよう
にＣａＦ２の添加によってもスラグ巻込みを防止できな
くなる。また、ＭｇＯ量が３０チを超えるとビード余盛
形状も不安定になる。８１０□は物性を調整し良好なビ
ードを得るためには好ましい成分であるが、４０チを超
えると溶接金属の酸素量を後に述べるような量値３００
ｐｐｍ以下にすることが困難になる。また、５１０２
量が５％未満ではビード形状がやや不安定になるし、塩
基度が大きくなるにも係わらず溶接金属の酸素量が若干
増加する。したかッ？、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．
８１０２の量れ前記の範囲にすべきである。またこれら
の４成分の合計量はフラックス重量の３５−以上にすべ
きである。３５％未満では、この成分系の有（１０） する効果を発揮することができなくなシ良好なビードを
保持することができなくなる。
化物であるが、その量が３０チを超えると溶込み形状が
不安定になってスラグ巻込みが増加し、後に述べるよう
にＣａＦ２の添加によってもスラグ巻込みを防止できな
くなる。また、ＭｇＯ量が３０チを超えるとビード余盛
形状も不安定になる。８１０□は物性を調整し良好なビ
ードを得るためには好ましい成分であるが、４０チを超
えると溶接金属の酸素量を後に述べるような量値３００
ｐｐｍ以下にすることが困難になる。また、５１０２
量が５％未満ではビード形状がやや不安定になるし、塩
基度が大きくなるにも係わらず溶接金属の酸素量が若干
増加する。したかッ？、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．
８１０２の量れ前記の範囲にすべきである。またこれら
の４成分の合計量はフラックス重量の３５−以上にすべ
きである。３５％未満では、この成分系の有（１０） する効果を発揮することができなくなシ良好なビードを
保持することができなくなる。
ＣａＦ ２は本発明２ラツクスでは種々の働きをしてい
る。先ず、ＣａＦ２は塩基性の弗化物でフラックスを高
塩基にするのに有効な成分である。Ｃａ Ｆ ２はフラ
ックスの粘度、軟化溶融温度を低下させるので適量配合
すれば良好なビードな得るために好ましい成分である。
る。先ず、ＣａＦ２は塩基性の弗化物でフラックスを高
塩基にするのに有効な成分である。Ｃａ Ｆ ２はフラ
ックスの粘度、軟化溶融温度を低下させるので適量配合
すれば良好なビードな得るために好ましい成分である。
さらに、ＣａＦ’ｚは溶込み形状を安定化し、スラグ巻
込みを防止する顕著な効果をもっている。これら目的、
特に、スラグ巻込みを防止するために祉、フラックス重
量の６％以上あれば充分である。
込みを防止する顕著な効果をもっている。これら目的、
特に、スラグ巻込みを防止するために祉、フラックス重
量の６％以上あれば充分である。
しかし、以下に述べるように、溶接金属のｉ１素吸収量
と拡散性水素量を同時に減少させようとするとこの量の
Ｃａ Ｆ２量では不充分である。
と拡散性水素量を同時に減少させようとするとこの量の
Ｃａ Ｆ２量では不充分である。
先ず第２図に見るとおＪ） 、ＣａＦ２は溶接金属の窒
素吸収量ΔＮを減少させる顕著な効果をもっている。溶
接金属の窒素量は被溶接鋼材、ワイヤから持込まれるこ
とが避けられないので溶接金属の靭性向上が要求される
場合には、ΔＮを２０ ｐｐｍ以下に抑えることが必要
になる。このためにはフラックス中のＣａＦ Ｚ量を少
なくとも２０％以上にする必要がある。しかしながら、
拡散性水素をも同時に減少させるには、ＣａＦ２を２０
％にしてもまだ充分とは言えない。しかるに前述の第１
図に見るとお、り ＣａＦｚは高塩基度フラックスにお
いても拡散性水素量を減少させる効果をもっている。溶
接金属の低温割れやピットの発生を防止するためには水
素量を６ ｃｃ／１００ｇＤＭ以下にする必要があるが
Ｃａ Ｆ’２を多量に含むフラックスはこの目的に充分
対処し得るものであるととは既に述べた通シである。し
かしＣａ Ｆ ２量が２５％未満ではこの効果を充分発
揮することができないのでＣａＦ ２量は２５チ以上に
する必要がある。
素吸収量ΔＮを減少させる顕著な効果をもっている。溶
接金属の窒素量は被溶接鋼材、ワイヤから持込まれるこ
とが避けられないので溶接金属の靭性向上が要求される
場合には、ΔＮを２０ ｐｐｍ以下に抑えることが必要
になる。このためにはフラックス中のＣａＦ Ｚ量を少
なくとも２０％以上にする必要がある。しかしながら、
拡散性水素をも同時に減少させるには、ＣａＦ２を２０
％にしてもまだ充分とは言えない。しかるに前述の第１
図に見るとお、り ＣａＦｚは高塩基度フラックスにお
いても拡散性水素量を減少させる効果をもっている。溶
接金属の低温割れやピットの発生を防止するためには水
素量を６ ｃｃ／１００ｇＤＭ以下にする必要があるが
Ｃａ Ｆ’２を多量に含むフラックスはこの目的に充分
対処し得るものであるととは既に述べた通シである。し
かしＣａ Ｆ ２量が２５％未満ではこの効果を充分発
揮することができないのでＣａＦ ２量は２５チ以上に
する必要がある。
以上のようにＣａＦ２のスラグ巻込み防止、拡散性水素
量の減少、窒素量の減少に対する効果を全て満足させる
ためにはＣａＦ２の配合量を２５チ以上にすべきである
。
量の減少、窒素量の減少に対する効果を全て満足させる
ためにはＣａＦ２の配合量を２５チ以上にすべきである
。
次に本発明においてフラックスの塩基度Φ）を１．５以
上と定めた理由について述べる。溶接７ラツクスの塩基
度が大きくガると溶接金属の酸素量は減少するが、従来
の市販フラックス、特にサブマージドアーク溶接フラッ
クスでは前述の諸々の問題のため３００ ｐｐｍ以下に
することは困難であった。
上と定めた理由について述べる。溶接７ラツクスの塩基
度が大きくガると溶接金属の酸素量は減少するが、従来
の市販フラックス、特にサブマージドアーク溶接フラッ
クスでは前述の諸々の問題のため３００ ｐｐｍ以下に
することは困難であった。
本発明フラックスでは前述の対策によってこの困難は取
除かれた。第３図はＣａＯ、ＭｇＯ、Ａ４２０． 。
除かれた。第３図はＣａＯ、ＭｇＯ、Ａ４２０． 。
５ＩＯ２系の４成分ンラックスにおいてそれらの成分を
変化させた場合、この４成分系の代表的組成点において
ＣａＦ２＊ ＢａＯｐ ＭｎＯ、ＺｒＯ２，ＴｌＯ２ｒ
Ｋ２Ｏなどを添加しそれらの成分量を変化させた場合
の７ラツクス塩基度（Ｂ）と溶接金属の酸素量との関係
を示したものである。添加する成分によって差異は認め
られるが大略塩基度の増大に伴って酸素量は減少して、
お夛酸素量が８０ ｐｐｍ以下の場合も認められる。同
図で見るとおシ、フラックス成分の種類による酸素量の
差およびバラツキを見込んでも、フラックス塩基度（Ｂ
）を１．５以上にする辷とによって溶接金属の酸素量を
３００ ｐｐｍ以下にするととができる。
変化させた場合、この４成分系の代表的組成点において
ＣａＦ２＊ ＢａＯｐ ＭｎＯ、ＺｒＯ２，ＴｌＯ２ｒ
Ｋ２Ｏなどを添加しそれらの成分量を変化させた場合
の７ラツクス塩基度（Ｂ）と溶接金属の酸素量との関係
を示したものである。添加する成分によって差異は認め
られるが大略塩基度の増大に伴って酸素量は減少して、
お夛酸素量が８０ ｐｐｍ以下の場合も認められる。同
図で見るとおシ、フラックス成分の種類による酸素量の
差およびバラツキを見込んでも、フラックス塩基度（Ｂ
）を１．５以上にする辷とによって溶接金属の酸素量を
３００ ｐｐｍ以下にするととができる。
さらに本発明において空冷処理された溶融型フ（１３）
ラックスとした理由を述べる。
前述の７ラツクス成分ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．８
１０２゜Ｃａ Ｆ２の原料としてはＣａＯ成分にはＣａ
Ｃ０５（石灰石）。
１０２゜Ｃａ Ｆ２の原料としてはＣａＯ成分にはＣａ
Ｃ０５（石灰石）。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ （ドロマイト）、Ｃａ５１０３
（珪灰石）など、’ＭｇＯ成分にはＭｇＯ（マダネシア
クリンカー）など、ＣａＭｇ（Ｃｏｘ） ２ （ドロマ
イ ト ） 、 Ｍｇ２５ｉＯ４（カンラン石）など、
Ａｔ２０３成分にはｈｔ２ｏ、 （コランダム） Ｔ
Ｍｇ０Ａ７２０３ （スピネル）など、Ｅ！ｌｏ２成分
には５ＩＯ２（砕砂）など、ＣａＦ２成分にはＣａＦ
２ （はたる石）がある。しかし、例えばＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ成分のための原料Ｃａ５ｉＯ、Ｍｇ ８１０ など
は同時に５ｔｏ２を含ん５ ２ ４ でいるので使用量が制限される。したがってとれら５つ
の成分を自由に配合するためにはＣａＯ，ＭｇＯ成分の
ためにはＣａＣＯ５ｌＭｇＯまたはＭｔＣＯ，を使用す
る必要がある。ところがＣａＣＯｓのような炭酸塩原料
を用いた場合、原料の鉱物形態がそのままフラ。
（珪灰石）など、’ＭｇＯ成分にはＭｇＯ（マダネシア
クリンカー）など、ＣａＭｇ（Ｃｏｘ） ２ （ドロマ
イ ト ） 、 Ｍｇ２５ｉＯ４（カンラン石）など、
Ａｔ２０３成分にはｈｔ２ｏ、 （コランダム） Ｔ
Ｍｇ０Ａ７２０３ （スピネル）など、Ｅ！ｌｏ２成分
には５ＩＯ２（砕砂）など、ＣａＦ２成分にはＣａＦ
２ （はたる石）がある。しかし、例えばＣａＯ、Ｍｇ
Ｏ成分のための原料Ｃａ５ｉＯ、Ｍｇ ８１０ など
は同時に５ｔｏ２を含ん５ ２ ４ でいるので使用量が制限される。したがってとれら５つ
の成分を自由に配合するためにはＣａＯ，ＭｇＯ成分の
ためにはＣａＣＯ５ｌＭｇＯまたはＭｔＣＯ，を使用す
る必要がある。ところがＣａＣＯｓのような炭酸塩原料
を用いた場合、原料の鉱物形態がそのままフラ。
ジス中に保存されるがンド型ないし焼成型７ラツクスに
したのでは、溶接時に炭酸塩が分解して発生するＣ０２
ガスのため溶接金属の酸素量が増加してしまい本発明の
趣旨に合致しない。したがって（１４） 溶接金属の低酸素化を目的とするフラックスではフラッ
クス原料を電気炉で溶解して製造する溶解型フラックス
としＣＯ２を製造時に除去してフラックスに持込まない
ことが必要になる。溶融型フラックスによって問題とな
る拡散性水素の問題は第１図に関連して前に述べたよう
に多量のＣａ Ｆ ２を配合するととによって解決する
ととができる。しかし、電気炉で溶解した後フラックス
を水冷処理したのではその際吸収する水分のため拡散性
水素量を充分減少させることは＋きない。ＣａＦ２を多
量に配合し第１図の効果を挙げるためにはフラックス原
料を電気炉などで溶解した後、大気中で冷却する空冷処
理とする必要がある。
したのでは、溶接時に炭酸塩が分解して発生するＣ０２
ガスのため溶接金属の酸素量が増加してしまい本発明の
趣旨に合致しない。したがって（１４） 溶接金属の低酸素化を目的とするフラックスではフラッ
クス原料を電気炉で溶解して製造する溶解型フラックス
としＣＯ２を製造時に除去してフラックスに持込まない
ことが必要になる。溶融型フラックスによって問題とな
る拡散性水素の問題は第１図に関連して前に述べたよう
に多量のＣａ Ｆ ２を配合するととによって解決する
ととができる。しかし、電気炉で溶解した後フラックス
を水冷処理したのではその際吸収する水分のため拡散性
水素量を充分減少させることは＋きない。ＣａＦ２を多
量に配合し第１図の効果を挙げるためにはフラックス原
料を電気炉などで溶解した後、大気中で冷却する空冷処
理とする必要がある。
以上の全ての要件が満足されればその・他の７シツクス
成分とｔてＢａＯｒ ＭｎＯ、Ｔ １ｏ２＠ ＺｒＯ２
＊ Ｋ２Ｏ＊Ｎａ２Ｏなどの成分を適宜物性調整用に使
用することができる。また、フラックス原料は通常僅か
の水分を含んでいる。その主なものは液体包有物として
含まれる水分、鉱物の結晶構造に組み込まれた構造水や
結晶水である。これらの水分の大部分は２００〜１００
０℃で放出される。したがって高張力鋼の厚もの材の溶
接などのように特に拡散性水素に敏感な溶接用フラック
スのためには使用する原料を３００〜６００℃の温度で
２時間程度焼成することが望ましい。
成分とｔてＢａＯｒ ＭｎＯ、Ｔ １ｏ２＠ ＺｒＯ２
＊ Ｋ２Ｏ＊Ｎａ２Ｏなどの成分を適宜物性調整用に使
用することができる。また、フラックス原料は通常僅か
の水分を含んでいる。その主なものは液体包有物として
含まれる水分、鉱物の結晶構造に組み込まれた構造水や
結晶水である。これらの水分の大部分は２００〜１００
０℃で放出される。したがって高張力鋼の厚もの材の溶
接などのように特に拡散性水素に敏感な溶接用フラック
スのためには使用する原料を３００〜６００℃の温度で
２時間程度焼成することが望ましい。
以下に本発明の効果を実施例によシさらに具体的に示す
。
。
実施例
第１表に使用したフラックス成分、形態、溶接結果を示
す。溶接は入熱５０．４ ｋＪ／ｚ 、溶接速度１４０
ｃｑｙ／ｍｉｎ 、交流電流の３電極によるサノマージ
ドアーク溶接で２０ｍ厚の５Ｍ５０鋼板にビードオンプ
レートで行なった。との溶接によってビード形状、溶接
欠陥の観察を行ない酸素量、窃素量を分析した。また、
拡散性水素量の測定はＪＩＳＺ３１１６で行なった。
す。溶接は入熱５０．４ ｋＪ／ｚ 、溶接速度１４０
ｃｑｙ／ｍｉｎ 、交流電流の３電極によるサノマージ
ドアーク溶接で２０ｍ厚の５Ｍ５０鋼板にビードオンプ
レートで行なった。との溶接によってビード形状、溶接
欠陥の観察を行ない酸素量、窃素量を分析した。また、
拡散性水素量の測定はＪＩＳＺ３１１６で行なった。
Ａ１〜５は本発明例であｊ９、Ａ７〜１４は比較−であ
る。
る。
Ａ１〜５は２種類のＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．８１
０□系の組成をペースにＣａＦ ２の量を３水準変化さ
せた本発明フラックスの溶接結果である。いずれの場合
もピード形状は良好で、溶接欠陥もなく、溶接金属中の
拡散性水素量は６ＣＣ／１１００Ｄ以下、窒素吸収量Δ
Ｎは２０ ｐｐｍ以下、酸素量は３００ ｐｐｍ以下で
問題はなかった。
０□系の組成をペースにＣａＦ ２の量を３水準変化さ
せた本発明フラックスの溶接結果である。いずれの場合
もピード形状は良好で、溶接欠陥もなく、溶接金属中の
拡散性水素量は６ＣＣ／１１００Ｄ以下、窒素吸収量Δ
Ｎは２０ ｐｐｍ以下、酸素量は３００ ｐｐｍ以下で
問題はなかった。
Ａ７はＣａＯ量が本発明の上限を超え、Ａｔ２０３量が
その下限未満でＣａＦ２が本発明の下限未満の例である
がビード余盛形状が不安定であった。またＣ ａＦ２量
が少いので拡散性水素量も極めて多量であ多窒素吸収量
も多量であった。
その下限未満でＣａＦ２が本発明の下限未満の例である
がビード余盛形状が不安定であった。またＣ ａＦ２量
が少いので拡散性水素量も極めて多量であ多窒素吸収量
も多量であった。
Ａ８はＣａＯ量が本発明の下限未満で、Ａ／、２０．量
がその上限を超えＣａ Ｆ ２が下限未満の７ラツクス
である。ビード中央部に馬背状突起、アンダカット。
がその上限を超えＣａ Ｆ ２が下限未満の７ラツクス
である。ビード中央部に馬背状突起、アンダカット。
アパタが発生し、ピード形状も巾の狭い凸形を示した。
窒素吸収量２０ ｐｐｍを超えた。
Ａ９はＭｇＯ量が本発明の上限を超えた例である。
ピード形状は不安定であシ、多数のスラグ巻込みが発生
した。
した。
Ａ１０はｓｉｏ量が本発明の上限を超え、ＣａＦｚ量が
下限未満で塩基度が本発明の下限未満の例であ（１７） る。ピード形状は良好で溶接欠陥もなく水素量。
下限未満で塩基度が本発明の下限未満の例であ（１７） る。ピード形状は良好で溶接欠陥もなく水素量。
窒素吸収量も充分少かったが酸素量が３００ ｐｐｍを
超えたＯ Ａ １１ 、１２はいずれもＣａＦ２量が本発明の下限
未満の例である。いずれの場合も窒素吸収量が２０ｐｐ
ｍを超えた。特に屋１２ではＣａ Ｆ ２が極端に少く
スラグ巻込みの発生も見られた。
超えたＯ Ａ １１ 、１２はいずれもＣａＦ２量が本発明の下限
未満の例である。いずれの場合も窒素吸収量が２０ｐｐ
ｍを超えた。特に屋１２ではＣａ Ｆ ２が極端に少く
スラグ巻込みの発生も見られた。
扁１３はＡ３と同じ成分の７シツクスであるがフラック
ス原料を電気炉で溶解した後の冷却を水冷によって行な
ったものである。拡散性水素の量が６ＣＣ／１１００Ｄ
を大巾に上廻った。
ス原料を電気炉で溶解した後の冷却を水冷によって行な
ったものである。拡散性水素の量が６ＣＣ／１１００Ｄ
を大巾に上廻った。
Ａ１４はＣａ Ｆ ２の少い７シツクス原料に４５ Ｂ
ｅ’のソーダ水ガラスを８０ ｃｃ／ｋｇ−フラックス
添加して造粒、焼成し？ンド型フラックスとしたもので
ある。これには１５．７％（外敵）の００２が含まれて
いる。そのため溶接金属の酸素量が非常に増加した。
ｅ’のソーダ水ガラスを８０ ｃｃ／ｋｇ−フラックス
添加して造粒、焼成し？ンド型フラックスとしたもので
ある。これには１５．７％（外敵）の００２が含まれて
いる。そのため溶接金属の酸素量が非常に増加した。
（１８）
第１図はフラックスの塩基度と溶接金属の拡散性水素量
との関係を示す図（○印水冷フラックス。 Δ印Ｃａ Ｆ ２添加量２５チ未満の空冷フラックス、
×Ｃａ Ｆ ２添加量２５％以上の空冷フラックス）、
第２図はフラックス中のＣａ Ｆ２配合量と溶接金属の
窒素吸収量との関係を示す図、第３図はフラックスの塩
基度と溶接金属の酸素量との関係を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵株式會社 （２０） ４８４−
との関係を示す図（○印水冷フラックス。 Δ印Ｃａ Ｆ ２添加量２５チ未満の空冷フラックス、
×Ｃａ Ｆ ２添加量２５％以上の空冷フラックス）、
第２図はフラックス中のＣａ Ｆ２配合量と溶接金属の
窒素吸収量との関係を示す図、第３図はフラックスの塩
基度と溶接金属の酸素量との関係を示す図である。 特許出願人 新日本製鐵株式會社 （２０） ４８４−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３．８１０２の４成分系にお
いてとれらの４成分の合計量を１００としたとき、それ
らの成分量が Ｃａｏ ： １ ”０〜６０ ％ ＭｇＯ： ３０％以下 Ａｔ２０３：２０〜７０％ ８１０ ：５〜４０チ の組成を有し、それらの合計量が７ラツクス重量の３５
％以上を占め、かつ、 フ２ツクス重量に対し ＣａＦ２’ ： ２５％以上 を含み、かつ、 下記式で計算されるフラックス塩基度の）が１．５以上
であシ、かつ、空冷処理されたことを特徴とする低水素
、低窒素、低酸素溶接用溶融型フラックス〇 Ｂ ：＝ ６．５０ Ｎ ＢａＯ＋ ６．０５ Ｎ ｃ
ａｏ ＋ ４．８ Ｎ 、ｎｏ＋ ４．ＯＮ 、、ｏ＋
３．４ Ｎ、、。 ＋５”ＮＣａＦｚ＋０””Ｚｒ０２−０．２ＮＡＩ２０
３−２２ＮＴｉ０２ ””８ｉ０まただし、Ｎｋ：成分
にのモル分率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891282A JPS5970493A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素，低窒素，低酸素溶接用溶融型フラツクス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891282A JPS5970493A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素，低窒素，低酸素溶接用溶融型フラツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970493A true JPS5970493A (ja) | 1984-04-20 |
| JPS6110236B2 JPS6110236B2 (ja) | 1986-03-28 |
Family
ID=16056836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17891282A Granted JPS5970493A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素，低窒素，低酸素溶接用溶融型フラツクス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970493A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107214438A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-29 | 江苏龙麒橡塑有限公司 | 一种高强度地埋石油管道用埋弧焊剂的制备工艺 |
| CN107225341A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-03 | 江苏龙麒橡塑有限公司 | 一种加油站地埋式石油管道用埋弧焊剂的制备工艺 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4951136A (ja) * | 1972-09-19 | 1974-05-17 | ||
| JPS5189850A (ja) * | 1975-02-04 | 1976-08-06 | Senkoyosetsuyoyojugatafuratsukusunoseizohoho |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP17891282A patent/JPS5970493A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4951136A (ja) * | 1972-09-19 | 1974-05-17 | ||
| JPS5189850A (ja) * | 1975-02-04 | 1976-08-06 | Senkoyosetsuyoyojugatafuratsukusunoseizohoho |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107214438A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-09-29 | 江苏龙麒橡塑有限公司 | 一种高强度地埋石油管道用埋弧焊剂的制备工艺 |
| CN107225341A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-10-03 | 江苏龙麒橡塑有限公司 | 一种加油站地埋式石油管道用埋弧焊剂的制备工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110236B2 (ja) | 1986-03-28 |
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