JPS5970495A - 低水素、低酸素溶接用フラックス - Google Patents
低水素、低酸素溶接用フラックスInfo
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- JPS5970495A JPS5970495A JP17891182A JP17891182A JPS5970495A JP S5970495 A JPS5970495 A JP S5970495A JP 17891182 A JP17891182 A JP 17891182A JP 17891182 A JP17891182 A JP 17891182A JP S5970495 A JPS5970495 A JP S5970495A
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- JP
- Japan
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- flux
- basicity
- amount
- components
- melt
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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
Landscapes
- 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、溶接金属の低酸素化と低水素化を同時に実現
することを可能にした溶接フラックスの製造方法に関す
るものである。
することを可能にした溶接フラックスの製造方法に関す
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名ことが一つの有力な手段であ
る。サブマージド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、フラッ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。
□の酸素量を減少させ名ことが一つの有力な手段であ
る。サブマージド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、フラッ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フラックスの物
性の調整が困難になシ、ビードの形状が悪化した９、ス
ラグ巻込み、アパタ、その他諸々の溶接欠陥が発生する
などのトラブルが発生し高塩基度低酸素フラックスの実
現を困難にしてきた。
性の調整が困難になシ、ビードの形状が悪化した９、ス
ラグ巻込み、アパタ、その他諸々の溶接欠陥が発生する
などのトラブルが発生し高塩基度低酸素フラックスの実
現を困難にしてきた。
本発明者らは高塩基反フラックスについて、これらの問
題全種々検討した結果次のような知見を得た。すりわち
、フラックス成分がビード形状やスラグ巻込み、７バタ
などの溶接欠陥に影響を及ぼす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。
題全種々検討した結果次のような知見を得た。すりわち
、フラックス成分がビード形状やスラグ巻込み、７バタ
などの溶接欠陥に影響を及ぼす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、粘度、表・
界面張力などのフラックスの溶融物性を変化させること
であり、他の一つはフラックス成分がアークの状態に影
響をおよぼすことである。
界面張力などのフラックスの溶融物性を変化させること
であり、他の一つはフラックス成分がアークの状態に影
響をおよぼすことである。
たとえば、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３ 、５１０２の
４成分系においてＡｔ２０５ 、．５ｉ０２が少（Ｃａ
Ｏの多い組成領域において凝固波が粗くなったシ、ビー
ド余盛形状が不安定になることや逆にＡｔ２ｏ５が多（
ＣａＯが少い領域においてアパタが発生したり、ビード
中央部に馬背状の突起物が生成することは溶融温度、粘
度などの物性の調整が不調であることに原因かめるもの
と考えられる。また、ＭｇＯが多い領域でビード形状が
不安定になったりスラグ巻込みが多発することや、前記
４成分にさらにＣａＦｚ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
因が多くの溶接欠陥の発生やビード形状の不安定の原因
と考えられるが、その他に多量のＣａ Ｆ ２を配合し
た場合のようにＣａＦ２などのガス化がヘリンぎ−ンや
アパタの発生の原因になることもある。
４成分系においてＡｔ２０５ 、．５ｉ０２が少（Ｃａ
Ｏの多い組成領域において凝固波が粗くなったシ、ビー
ド余盛形状が不安定になることや逆にＡｔ２ｏ５が多（
ＣａＯが少い領域においてアパタが発生したり、ビード
中央部に馬背状の突起物が生成することは溶融温度、粘
度などの物性の調整が不調であることに原因かめるもの
と考えられる。また、ＭｇＯが多い領域でビード形状が
不安定になったりスラグ巻込みが多発することや、前記
４成分にさらにＣａＦｚ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
因が多くの溶接欠陥の発生やビード形状の不安定の原因
と考えられるが、その他に多量のＣａ Ｆ ２を配合し
た場合のようにＣａＦ２などのガス化がヘリンぎ−ンや
アパタの発生の原因になることもある。
高塩基度の低酸素溶接フラックスの実現を困難にしてき
た問題点としてもう一つの重要な問題がある。フラック
スの原料を電気炉などで溶解し、冷却後に適当サイズに
粉砕し乾燥して製造する溶融型の７ラツクスでは製造時
に水分を吸収する。
た問題点としてもう一つの重要な問題がある。フラック
スの原料を電気炉などで溶解し、冷却後に適当サイズに
粉砕し乾燥して製造する溶融型の７ラツクスでは製造時
に水分を吸収する。
そのため溶接金属の拡散性水素量が増加し、溶接金属の
低１部割れや、ビットの発生の原因ど々る。
低１部割れや、ビットの発生の原因ど々る。
〕、ラックスの塩基度が大きくなるほど、すなわち、溶
接金、属中の酸素量を減少させようとすればするは、ど
水素の問題は大きくなる。すなわち、フラック、スは溶
融状、態で空気中などの水分を吸収するが、水１分吸収
量はフラッフ１スの塩基度が中性程度の場合最、も少く
、それよシ塩基度が小さくても大きくても水分吸堅量は
増加する。フラックスが中性よシ壺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
ためにフラックスρ楊基度を大きくするほどフラックス
、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や量が多
く、なる。
接金、属中の酸素量を減少させようとすればするは、ど
水素の問題は大きくなる。すなわち、フラック、スは溶
融状、態で空気中などの水分を吸収するが、水１分吸収
量はフラッフ１スの塩基度が中性程度の場合最、も少く
、それよシ塩基度が小さくても大きくても水分吸堅量は
増加する。フラックスが中性よシ壺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
ためにフラックスρ楊基度を大きくするほどフラックス
、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や量が多
く、なる。
第、、１図、に下記の塩基度式で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＝ ６５ＯＮＢ、ｏ＋６．０５Ｎｃ、。＋４８ＮＩｌ
ｌＩｎｏ＋４．ＯＮＭ、。＋ ３．４ＮＦ、。
ｌＩｎｏ＋４．ＯＮＭ、。＋ ３．４ＮＦ、。
＋５．１Ｎｏ、、 ＋０３Ｎ２ｒ。−０２ＮＡ１２ｏ３
−２．２ＮＴｌｏ−６，３Ｎｓ、ｏ２゛ただし、Ｎｋ：
成分にのモル分率。
−２．２ＮＴｌｏ−６，３Ｎｓ、ｏ２゛ただし、Ｎｋ：
成分にのモル分率。
（５）
同図は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
却して製造した空冷フラックスの両者の場合を示すもの
である。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。一方、空冷フラックスの場合は、塩基度が
ある限度までは拡散性水素が増加己ないが、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。しかして後に述べるように溶接金属中の拡散
性水素量は６ ｃｃ／１００ Ｄ Ｍ以下にする必要が
６Ｄ、そのためには空冷フラックスでは塩基度（Ｒ）が
大よそ３．０超になる・と、また、水冷フラックス童は
塩基度（Ｂ）がおよそ２．７超になると拡散性水素の量
は容認できない程度に達する゛ことが第１図から分る。
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
却して製造した空冷フラックスの両者の場合を示すもの
である。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。一方、空冷フラックスの場合は、塩基度が
ある限度までは拡散性水素が増加己ないが、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。しかして後に述べるように溶接金属中の拡散
性水素量は６ ｃｃ／１００ Ｄ Ｍ以下にする必要が
６Ｄ、そのためには空冷フラックスでは塩基度（Ｒ）が
大よそ３．０超になる・と、また、水冷フラックス童は
塩基度（Ｂ）がおよそ２．７超になると拡散性水素の量
は容認できない程度に達する゛ことが第１図から分る。
今、溶接金属の酸素量をある量値以下にするフラックス
成分が設計されたとき、その塩基度が大きくてフラック
ス製造時に多量の水分を吸収し、拡散性水素量をある電
値以下に抑えることができない場合、そのフラックス成
分を実現するフラックス原料を２つのグループ、すなわ
ち製造時に吸収する水分が充分少いある限度以下の塩基
度を有するグループと、製造時に多量の水分を吸収する
ある限度以上の塩基度を有するグループに支分は分離す
ることができる。前者のグループの原料を電気炉などで
溶解しても製造時に吸収する水分量は充分少い。それに
後者のグループの原料を非溶解のまま混合して溶接用フ
ラックスとすれば、水素量が充分少くかつ、目的とする
少い酸素量を実現するに充分なフラックス塩基度を確保
することができる。
成分が設計されたとき、その塩基度が大きくてフラック
ス製造時に多量の水分を吸収し、拡散性水素量をある電
値以下に抑えることができない場合、そのフラックス成
分を実現するフラックス原料を２つのグループ、すなわ
ち製造時に吸収する水分が充分少いある限度以下の塩基
度を有するグループと、製造時に多量の水分を吸収する
ある限度以上の塩基度を有するグループに支分は分離す
ることができる。前者のグループの原料を電気炉などで
溶解しても製造時に吸収する水分量は充分少い。それに
後者のグループの原料を非溶解のまま混合して溶接用フ
ラックスとすれば、水素量が充分少くかつ、目的とする
少い酸素量を実現するに充分なフラックス塩基度を確保
することができる。
本発明者らは、高塩基度の低酸素溶接用フラックスにつ
いてのこれらの問題点を種々検討した結果、ビード形状
が良好で溶接欠陥も発生しない低水素低酸素溶接用フラ
ックスの発明を行ったものであり、その要旨はＣａＯｌ
ＭｇＯｅ １１２０５．８１０２の４成分系において、
これらの成分の合計量を１００としたとき、それらの成
分量が ＣａＯ： １０〜６０ ％ ＭｇＯ： ３０≠以゛Ｆ Ａｚ２ｏ３ ： ２０〜７０％ ５ｔｏ２ ： ５〜４０チ の組成を有し、それらの合計量がｃｏ２成分を除くフラ
ックス重量の３５−以上を占め、かつＣ０２成分を除く
フラックス重量に対しＣａＦ２ ： ６〜６０ ％ を含み、かつ 下記式で計算されるフラックス塩基度（Ｂ）が１．５以
上であるフラックス成分のうち、一部の成分の原料を溶
解して溶解物とし、当該一部の成分以外の残部の成分の
原料を溶解しない非溶解物としたとき、溶解物の塩基度
（Ｂ）は２．７以下に制限され、かつ、非溶解物の塩基
度（Ｂ）は溶解物のそれより大きく、かつ、非溶馳中の
炭酸塩鉱物のＣＯ２ガス成分はｃｏ２ガス量に換算して
、Ｃ０２ガス成分を除くフラックス重量の５−以下に制
限されるような溶解物と非溶解物とを混合することを特
徴とする低水素低酸素溶接用フラックスの製造方法にあ
る。
いてのこれらの問題点を種々検討した結果、ビード形状
が良好で溶接欠陥も発生しない低水素低酸素溶接用フラ
ックスの発明を行ったものであり、その要旨はＣａＯｌ
ＭｇＯｅ １１２０５．８１０２の４成分系において、
これらの成分の合計量を１００としたとき、それらの成
分量が ＣａＯ： １０〜６０ ％ ＭｇＯ： ３０≠以゛Ｆ Ａｚ２ｏ３ ： ２０〜７０％ ５ｔｏ２ ： ５〜４０チ の組成を有し、それらの合計量がｃｏ２成分を除くフラ
ックス重量の３５−以上を占め、かつＣ０２成分を除く
フラックス重量に対しＣａＦ２ ： ６〜６０ ％ を含み、かつ 下記式で計算されるフラックス塩基度（Ｂ）が１．５以
上であるフラックス成分のうち、一部の成分の原料を溶
解して溶解物とし、当該一部の成分以外の残部の成分の
原料を溶解しない非溶解物としたとき、溶解物の塩基度
（Ｂ）は２．７以下に制限され、かつ、非溶解物の塩基
度（Ｂ）は溶解物のそれより大きく、かつ、非溶馳中の
炭酸塩鉱物のＣＯ２ガス成分はｃｏ２ガス量に換算して
、Ｃ０２ガス成分を除くフラックス重量の５−以下に制
限されるような溶解物と非溶解物とを混合することを特
徴とする低水素低酸素溶接用フラックスの製造方法にあ
る。
Ｂ＝ ６．５０ＮＢＩＬ。＋ ６．０５Ｎｃｍ。＋ ４
．８ ＮＭｎｏ＋ ４．ＯＮＭｇｏ＋ ３．４ Ｎ、、
。
．８ ＮＭｎｏ＋ ４．ＯＮＭｇｏ＋ ３．４ Ｎ、、
。
＋５．ＩＮｃ＆、 ＋０．３Ｎ２ｒｏ２−０．２ＮＡｔ
□。、−２，２ＮＴ、。−６，３Ｎｓ、ｏ２２ま ただし、Ｎｋ：成分にのモル分率。
□。、−２，２ＮＴ、。−６，３Ｎｓ、ｏ２２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
物性の調整には好ましいが酸性度の大きいＳｉＯ２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Ａｔ２０３を主成分とするようにし、それ
に代表的な塩基性成分であるＣａＯ、ＭｇＯを加えたＣ
ａＯｒ ＭｇＯ＋ １１２０． ｒＳ１０２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あるが、上記４成
分の合計１を１００としたとき、ＣａＯ量が６０％を超
えると粘度が大きくなり過ぎビード余盛形状が不安定に
なる。また、ＣａＯ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り過ぎ溶接スラグを通しての
ガス抜けが困難になりアパタが発生したｊ）、ＣａＯの
減少分増加したＭｇＯやｈｔ２ｏ３の作用でビード中央
部に馬背状の突起物やアンダカットが発生する。
を高塩基度に保たねばならない。そのため、フラックス
物性の調整には好ましいが酸性度の大きいＳｉＯ２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Ａｔ２０３を主成分とするようにし、それ
に代表的な塩基性成分であるＣａＯ、ＭｇＯを加えたＣ
ａＯｒ ＭｇＯ＋ １１２０． ｒＳ１０２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あるが、上記４成
分の合計１を１００としたとき、ＣａＯ量が６０％を超
えると粘度が大きくなり過ぎビード余盛形状が不安定に
なる。また、ＣａＯ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り過ぎ溶接スラグを通しての
ガス抜けが困難になりアパタが発生したｊ）、ＣａＯの
減少分増加したＭｇＯやｈｔ２ｏ３の作用でビード中央
部に馬背状の突起物やアンダカットが発生する。
Ａｔ２０ｓ量が７０チを超える領域では、ＣａＯ量が１
０％未満の領域と同様のビード形状、溶接欠陥上の問題
が発生し、Ａｔ２０３量が２０−未満の領域ではＣａＯ
ｉが６０１ｅ超える領域とほぼ同様の問題が発生する。
０％未満の領域と同様のビード形状、溶接欠陥上の問題
が発生し、Ａｔ２０３量が２０−未満の領域ではＣａＯ
ｉが６０１ｅ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
不安に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３０１ｅ超えるとビード余盛
形状も不安定になる。８ｉ０２はフラックス物性を調整
し、良好なビードを得るためには好ましい成分でおるが
、４０％を超えると溶接金属の酸素量を後に述べるよう
な電値３００ ｐｐｍ以下にすることが困難になる。ま
た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。したがって、ＣａＯ。
化物であるが、その量が３０チを超えると溶込み形状が
不安に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３０１ｅ超えるとビード余盛
形状も不安定になる。８ｉ０２はフラックス物性を調整
し、良好なビードを得るためには好ましい成分でおるが
、４０％を超えると溶接金属の酸素量を後に述べるよう
な電値３００ ｐｐｍ以下にすることが困難になる。ま
た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。したがって、ＣａＯ。
ＭｇＯ、Ａｚ２ｏ５７たは５１０２の量は本発明の範囲
にすべきである。また、これら４成分の合計量は３５チ
以上にすべきである。３５−未満ではこの成分系の有す
る効果を発揮することができなくなり、前述のような溶
接欠陥を防止し、良好なビード形状を保持することがで
きなくなる。
にすべきである。また、これら４成分の合計量は３５チ
以上にすべきである。３５−未満ではこの成分系の有す
る効果を発揮することができなくなり、前述のような溶
接欠陥を防止し、良好なビード形状を保持することがで
きなくなる。
ＣａＦ２は塩基性の弗化物でフラックスを高塩基度にす
るのに有効な成分である。またＣａＦ２はフラックスの
粘度、軟化溶融温度全低下させるので適量配合すれば、
良好なビードを得るために好ましい成分である０さらに
ＣａＦ２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。これらの目的、特に、
スラグ巻込みを防止するためには、ＣＯ２ガス成分を除
くフシックス重量の６９６以上゛を添加しないと充分な
効果を発揮しない。ＣａＦ２は比較的低温度でその一部
がＣａＦ２ 。
るのに有効な成分である。またＣａＦ２はフラックスの
粘度、軟化溶融温度全低下させるので適量配合すれば、
良好なビードを得るために好ましい成分である０さらに
ＣａＦ２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。これらの目的、特に、
スラグ巻込みを防止するためには、ＣＯ２ガス成分を除
くフシックス重量の６９６以上゛を添加しないと充分な
効果を発揮しない。ＣａＦ２は比較的低温度でその一部
がＣａＦ２ 。
Ｓ％Ｆ４ 、 ＡｌＦ２の形で揮発する。ＣａＦ２１が
６０−を超えるとビード表面にこれらのガスに起因する
ヘリン、で＝ンが発生し、ビード形状も不安定になる。
６０−を超えるとビード表面にこれらのガスに起因する
ヘリン、で＝ンが発生し、ビード形状も不安定になる。
したがってＣａＦ２の量は６〜６０％にすべきである。
次に本発明において前出の式で計算されるフラックス成
分の塩基度（Ｂ）を１．５以上と定めた理由について述
べる。溶接フラックスの塩基度が大きくなると溶接金属
の酸素量は減少するが、従来の市販フラックスでｒま、
特にサブマージドアーク溶接フラックスでは、前述のビ
ード形状不良、諸々の溶接欠陥の発生、または後に述べ
るような拡散性水素の問題があシ、酸素量を３００ ｐ
ｐｍ以下にすることは困難でめった。本発明フラックス
では、これらの問題全解決し溶接金属の酸素量を３００
ｐｐｍ以下にしようとするものである。
分の塩基度（Ｂ）を１．５以上と定めた理由について述
べる。溶接フラックスの塩基度が大きくなると溶接金属
の酸素量は減少するが、従来の市販フラックスでｒま、
特にサブマージドアーク溶接フラックスでは、前述のビ
ード形状不良、諸々の溶接欠陥の発生、または後に述べ
るような拡散性水素の問題があシ、酸素量を３００ ｐ
ｐｍ以下にすることは困難でめった。本発明フラックス
では、これらの問題全解決し溶接金属の酸素量を３００
ｐｐｍ以下にしようとするものである。
第２図は、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３，５ｉ０２系の
４成分フ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成分系の代表的な組成点においてＣａＦ２ｒ
ＢａＯ＊ ＭｎＯ＋ ＺｒＯ２，ＴｉＯ２＊ Ｋ２Ｏ
などを添加しそれらの量を変化させた場合のフラックス
塩基度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が認められるが大略塩基度
の増大に伴って酸素量は低下しており酸素量が８０ ｐ
ｐｍ以下の場合も見られる。同図で見るとおυ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む
と、フラックスの塩基度（Ｂ）を１．５以上にすれば、
溶接金属の酸素′！７ｋを３００ ｐｐｍ以下にするこ
とができる。
４成分フ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成分系の代表的な組成点においてＣａＦ２ｒ
ＢａＯ＊ ＭｎＯ＋ ＺｒＯ２，ＴｉＯ２＊ Ｋ２Ｏ
などを添加しそれらの量を変化させた場合のフラックス
塩基度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が認められるが大略塩基度
の増大に伴って酸素量は低下しており酸素量が８０ ｐ
ｐｍ以下の場合も見られる。同図で見るとおυ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む
と、フラックスの塩基度（Ｂ）を１．５以上にすれば、
溶接金属の酸素′！７ｋを３００ ｐｐｍ以下にするこ
とができる。
これらのフラックス成分、ＣａＯ＋ ＭｇＯ＋ ｋ！−
２０ｓ。
２０ｓ。
Ｓ、ｉ０２ 、 、ＣａＦ２の原料としては、ＣａＯ成
分にＩｄＣａＣ０３（石灰石）、Ｃａｊｉｌ！ｇ（Ｃ０
５）２ （ドロ？イト） 、ＣａＳ １０５（硅灰石）
など、ＭｇＯ成分にはＭｇＯ（マグネシアクリンカ−）
、ＭｇＣＯ３（マグ坏サイト）、ＣａＪｌｇＣＣＯｓ）
（ドロマイト）、Ｍｇ２ＳｉＯ４（カンラン石）など
、Ａｌ２Ｏ３成分にはｈｔ２ｏ５ （コランダム）、Ｍ
ｇ９−Ａｔ２０ｓ （スピネル）など、８１０２成分に
は５１０２（硼砂）など、ＣａＦ２成分にはＣａＦ２
（はたる石）がある・しかし、例えばＣａＯ、ＭｇＯ成
分のための原料ＣａＳｉＯ３、Ｍｇ２ＳｉＯ４などは同
時に５ｉ０２に含んでいるので使用量が制限される。し
たがって、これらの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ＣａＣＯ３、ＭｇＯま
たはＭｇＣＯ３を選択する必要がある。
分にＩｄＣａＣ０３（石灰石）、Ｃａｊｉｌ！ｇ（Ｃ０
５）２ （ドロ？イト） 、ＣａＳ １０５（硅灰石）
など、ＭｇＯ成分にはＭｇＯ（マグネシアクリンカ−）
、ＭｇＣＯ３（マグ坏サイト）、ＣａＪｌｇＣＣＯｓ）
（ドロマイト）、Ｍｇ２ＳｉＯ４（カンラン石）など
、Ａｌ２Ｏ３成分にはｈｔ２ｏ５ （コランダム）、Ｍ
ｇ９−Ａｔ２０ｓ （スピネル）など、８１０２成分に
は５１０２（硼砂）など、ＣａＦ２成分にはＣａＦ２
（はたる石）がある・しかし、例えばＣａＯ、ＭｇＯ成
分のための原料ＣａＳｉＯ３、Ｍｇ２ＳｉＯ４などは同
時に５ｉ０２に含んでいるので使用量が制限される。し
たがって、これらの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ＣａＣＯ３、ＭｇＯま
たはＭｇＣＯ３を選択する必要がある。
ところがＣａＣＯ３のような炭酸塩原料を用いた場き鉱
物形態がそのままフラックスに保存式れるデ（１３） ンド型ないし焼成型フラックスにしたのでは、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ｌい本発明の趣旨に合致しない。し
たがって溶接金属中の低酸素化全目的とするフラックス
では、フラックス原料を電気炉などで溶解して製造する
浴融型フラックスとしＣ０２を製造時に除去しフラック
スに持込まないことが必要になるが、高塩基度の溶融フ
ラックスでは前述のように製造時に吸収する水分による
拡散性水素の増加が問題になる。本発明においてはこの
拡散性水素の問題全同時に解決しようとするものである
。
物形態がそのままフラックスに保存式れるデ（１３） ンド型ないし焼成型フラックスにしたのでは、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ｌい本発明の趣旨に合致しない。し
たがって溶接金属中の低酸素化全目的とするフラックス
では、フラックス原料を電気炉などで溶解して製造する
浴融型フラックスとしＣ０２を製造時に除去しフラック
スに持込まないことが必要になるが、高塩基度の溶融フ
ラックスでは前述のように製造時に吸収する水分による
拡散性水素の増加が問題になる。本発明においてはこの
拡散性水素の問題全同時に解決しようとするものである
。
溶接金属の低温割れやピットなどの水素起因の溶接欠陥
を防止するためには、拡散性水素量を６ ｃｃ／１００
．ｌｉｌＤＭ（４８時間測定）以下にする必要がある。
を防止するためには、拡散性水素量を６ ｃｃ／１００
．ｌｉｌＤＭ（４８時間測定）以下にする必要がある。
そのため本発明での溶解物は製造時の水分吸収を防止す
るため、その塩基度を制限する必要がある。空冷方式で
処理した溶解物を使用するフラックスでは、第１図に見
るとおシ、溶解物の塩基度（Ｂ）が３．０程度でも充分
上記の拡散性水素量の要請を満足する。しかし水冷方式
で処理した溶解物では第１図に見るとおシ塩基度（Ｂ）
が２．７を超えると水素量が６ ｃｃ／１００ ｆｌ
ＤＭをオーバーするので、水冷方式で処理した溶解物と
非溶解物とを混合するフラックスでは溶解物の塩基度を
２．７以下に抑えねばならない。溶解物の塩基度をこの
ようにコントロールすれば、実際のフラックスでは非溶
解の原料によってフラックスの水分が希釈されるので、
拡散性水素量をより低位に保つことができる。この場合
、溶解しないで原料のままフラックスに添加する非溶解
物は塩基度への寄与率が大きい成分としてＣａＯｒ Ｍ
ｇＯ、Ｂａ０１０ａＦ２などを含む。したがって、塩基
性の非溶解物としてはＣＩＬＣＯ３（石灰石）、Ｍｇ０
（マグネシアクリンカ−）、ＢａＣ０ｇ （炭酸バリウ
ム）、ＣａＦ２ （はたる石）などが用いられる。こ
れらのうちＣａＣＯ３やＢａＣＯ３などのように００２
を含む原料を多量に添加すると溶接金属の酸素量が増加
してしまいフラックスを高塩基度にして酸素量を引下げ
るという本発明の目的が損われる。溶接金属の酸素量を
３００ ｐｐｍ以下にするためには非溶解物の原料から
持ち込まれるＣＯ２量を、ＣＯ２成分を除くフラックス
の重量の５−以下になるように、Ｃ０２を含む炭酸塩鉱
物の添加量を制限しなければならない。また、非溶解物
として添加ぢれる原料全体の塩基度（Ｂ）は、溶解物の
それより大きくなければ本発明の趣旨が実現されないこ
とは言うまでもない。
るため、その塩基度を制限する必要がある。空冷方式で
処理した溶解物を使用するフラックスでは、第１図に見
るとおシ、溶解物の塩基度（Ｂ）が３．０程度でも充分
上記の拡散性水素量の要請を満足する。しかし水冷方式
で処理した溶解物では第１図に見るとおシ塩基度（Ｂ）
が２．７を超えると水素量が６ ｃｃ／１００ ｆｌ
ＤＭをオーバーするので、水冷方式で処理した溶解物と
非溶解物とを混合するフラックスでは溶解物の塩基度を
２．７以下に抑えねばならない。溶解物の塩基度をこの
ようにコントロールすれば、実際のフラックスでは非溶
解の原料によってフラックスの水分が希釈されるので、
拡散性水素量をより低位に保つことができる。この場合
、溶解しないで原料のままフラックスに添加する非溶解
物は塩基度への寄与率が大きい成分としてＣａＯｒ Ｍ
ｇＯ、Ｂａ０１０ａＦ２などを含む。したがって、塩基
性の非溶解物としてはＣＩＬＣＯ３（石灰石）、Ｍｇ０
（マグネシアクリンカ−）、ＢａＣ０ｇ （炭酸バリウ
ム）、ＣａＦ２ （はたる石）などが用いられる。こ
れらのうちＣａＣＯ３やＢａＣＯ３などのように００２
を含む原料を多量に添加すると溶接金属の酸素量が増加
してしまいフラックスを高塩基度にして酸素量を引下げ
るという本発明の目的が損われる。溶接金属の酸素量を
３００ ｐｐｍ以下にするためには非溶解物の原料から
持ち込まれるＣＯ２量を、ＣＯ２成分を除くフラックス
の重量の５−以下になるように、Ｃ０２を含む炭酸塩鉱
物の添加量を制限しなければならない。また、非溶解物
として添加ぢれる原料全体の塩基度（Ｂ）は、溶解物の
それより大きくなければ本発明の趣旨が実現されないこ
とは言うまでもない。
以上の要件が全て満足されれば、その他のフラックス成
分としてＢａＯ＊ ＭｎＯ、ＴｉＯ２＋ ＺｒＯ２＋に
２０ 、 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、溶解物と非溶解の原料とは混
合しただけの混合型フラックスとして使用することがで
きるが、非溶解物の粒度が細か過ぎ両者の偏析が懸念さ
れるような場合には両者に少量の水ガラス、アルミン酸
ソーダなどの結合剤を添加して造粒したがンド型フラッ
クスとしても使用することができる。ゲンド型フラック
スでは水ガラスなどから持ち込まれる水分量が僅かに増
加するが、通常の？ンド型または焼成型フラックスのよ
うに造粒後３００〜６００℃程度の温度で焼成ずればそ
の童は殆んど無視してもよい程度のものである。
分としてＢａＯ＊ ＭｎＯ、ＴｉＯ２＋ ＺｒＯ２＋に
２０ 、 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、溶解物と非溶解の原料とは混
合しただけの混合型フラックスとして使用することがで
きるが、非溶解物の粒度が細か過ぎ両者の偏析が懸念さ
れるような場合には両者に少量の水ガラス、アルミン酸
ソーダなどの結合剤を添加して造粒したがンド型フラッ
クスとしても使用することができる。ゲンド型フラック
スでは水ガラスなどから持ち込まれる水分量が僅かに増
加するが、通常の？ンド型または焼成型フラックスのよ
うに造粒後３００〜６００℃程度の温度で焼成ずればそ
の童は殆んど無視してもよい程度のものである。
なお通常フラックス原料は僅かに水分を含んでいる。そ
の主なものは液体包有物としての水分、鉱物の結晶構造
中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〜ｌ ０００′Ｃで放出される。した
がって、高張力鋼の厚もの材など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に使用するとき
には非溶解の原料を３００〜６００℃の温度で２時間程
度焼成することが望ましい。
の主なものは液体包有物としての水分、鉱物の結晶構造
中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〜ｌ ０００′Ｃで放出される。した
がって、高張力鋼の厚もの材など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に使用するとき
には非溶解の原料を３００〜６００℃の温度で２時間程
度焼成することが望ましい。
以下に不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１Ｑは使用したフラックスの成分および形態管、第２
表はそれらフラックスを用いて溶接した結果を示す。溶
接は入熱５０．４ ｋＪ／ｃｍ、浴接速度１４０ｉ１ｎ
、交流電流の３電極によるサブマージドアーク溶接で
２０ｍ厚の５Ｍ５０１ｉ１１板にピードオングレートで
行った。また、拡散性水素量の測定は（１７） ＪＩＳＺ３１１６で行った。Ａｌ〜６は本発明例であり
、ム７〜１５は比較例である。
表はそれらフラックスを用いて溶接した結果を示す。溶
接は入熱５０．４ ｋＪ／ｃｍ、浴接速度１４０ｉ１ｎ
、交流電流の３電極によるサブマージドアーク溶接で
２０ｍ厚の５Ｍ５０１ｉ１１板にピードオングレートで
行った。また、拡散性水素量の測定は（１７） ＪＩＳＺ３１１６で行った。Ａｌ〜６は本発明例であり
、ム７〜１５は比較例である。
扁１〜３は空冷処理した溶解物と塩基性の非溶解物との
混合フラックスの例を示す。いずれの場合も、ビード形
状は良好で、諸々の浴接欠陥もなく、拡散性水素量、酸
素量はそれぞれ、６ａｃ／１１００９Ｄ、 ３００ ｐ
ｐｍ以下であった。ム４はＡ１と同じ成分のフラックス
であるが溶解物を水冷処理したものでおる。拡散性水素
量は若干増加したが、充分容認できる程度のものである
。
混合フラックスの例を示す。いずれの場合も、ビード形
状は良好で、諸々の浴接欠陥もなく、拡散性水素量、酸
素量はそれぞれ、６ａｃ／１１００９Ｄ、 ３００ ｐ
ｐｍ以下であった。ム４はＡ１と同じ成分のフラックス
であるが溶解物を水冷処理したものでおる。拡散性水素
量は若干増加したが、充分容認できる程度のものである
。
Ａ５は扁ｌのフラックスをペースに非溶解物として３．
１ ％ （外敵）のＣＯＺを含む石灰石を添加したもの
である。溶接金属の酸素量は若干増加したが、ＣＯ２量
が充分少いので３００ ｐｐｍ以下に抑えることができ
た。
１ ％ （外敵）のＣＯＺを含む石灰石を添加したもの
である。溶接金属の酸素量は若干増加したが、ＣＯ２量
が充分少いので３００ ｐｐｍ以下に抑えることができ
た。
一方、７１１ｉＬ１５もＡ１の７ラツクスをペースＫＬ
。
。
て非溶解物として石灰石を添加したものであるが、多量
のｃｏ２を含んでいるので酸素量は顕著に増加した。
のｃｏ２を含んでいるので酸素量は顕著に増加した。
Ａ６は屋１フラックスに４５ Ｂｅ’のソーダ水ガラｒ
１只） スｔ’８０ｃｃ／ｋｇ−フラックス添加して造粒しプン
ト型フラックスとしたものであるが拡散性水素量は混合
型フラックス（＄１ ）の場合と殆んど同程度であった
。
１只） スｔ’８０ｃｃ／ｋｇ−フラックス添加して造粒しプン
ト型フラックスとしたものであるが拡散性水素量は混合
型フラックス（＄１ ）の場合と殆んど同程度であった
。
ＡｌはＣａＯ量が本発明の上限を超えＡｚ２ｏ３量がそ
の下限未満で非溶解成分を含まない例であるが、ビード
の余盛形状が凸形でしかも不安定でおった。
の下限未満で非溶解成分を含まない例であるが、ビード
の余盛形状が凸形でしかも不安定でおった。
ム８はＣａＯ量が本発明の下限未満で、Ａｚ２ｏ３量が
その上限を超え非溶解成分を含まない溶融型フラックス
である。ビード中央部に馬背状突起、アンダカット、ア
パタが発生しビード外形も巾の狭い凸形を示した。
その上限を超え非溶解成分を含まない溶融型フラックス
である。ビード中央部に馬背状突起、アンダカット、ア
パタが発生しビード外形も巾の狭い凸形を示した。
４９はＭｇＯ量が本発明の上限を超えた例である。
ビードは不安定であり、多数のスラグ巻込みが発生した
。
。
屋１０およびＡｌ ｌ （４１１は非溶解成分を含まな
い）Ｌｌそれぞれ、５ｔｏｚ量が本発明の下限未満、そ
の上限奪超えるフラックスである。前者ではビード形状
が不安定になシ、後者では塩基度（Ｂ）も小さく溶接金
属の酸素量が３００ ｐｐｍを超えた。
い）Ｌｌそれぞれ、５ｔｏｚ量が本発明の下限未満、そ
の上限奪超えるフラックスである。前者ではビード形状
が不安定になシ、後者では塩基度（Ｂ）も小さく溶接金
属の酸素量が３００ ｐｐｍを超えた。
Ａｌ２．１３は、それぞれ、Ｃａ Ｆ２量が本発明の下
限未満、その上限を超え非溶解成分を含まない溶融型フ
ラックスの例である。前者ではスラダ巻込みが多発Ｌ、
Ｍ者ではビード表面にヘリン＆ −ンが発生しビード形
状もやや不安定になった。
限未満、その上限を超え非溶解成分を含まない溶融型フ
ラックスの例である。前者ではスラダ巻込みが多発Ｌ、
Ｍ者ではビード表面にヘリン＆ −ンが発生しビード形
状もやや不安定になった。
扁１４けＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ５、５ｉ０２の合計
量が本発明の下限に満たない溶融型フラックスの例であ
る。ビードの余盛形状が不安定であった。
量が本発明の下限に満たない溶融型フラックスの例であ
る。ビードの余盛形状が不安定であった。
第 １ 表 （２）
注：その他成分とはＢａＯ＋ ＭｎＯｒ ＺｒＯ２＋
ＴｉＯ２＊に２０ 、 Ｎａ２Ｏなどの成分を一活して
示す。
ＴｉＯ２＊に２０ 、 Ｎａ２Ｏなどの成分を一活して
示す。
（２２）
第 ２ 表
（２３）
１図はフラックスの塩基度と拡散性水素量のを示す図で
あり、第２図はフラックスの塩基溶接金、属の酸素量の
関係を示す図である。 １図において： 拡散性水素量の測定時間（Ｈｒ） ４８ ９６ 冷フラックス Ｏ△ 冷フラックス − ム
あり、第２図はフラックスの塩基溶接金、属の酸素量の
関係を示す図である。 １図において： 拡散性水素量の測定時間（Ｈｒ） ４８ ９６ 冷フラックス Ｏ△ 冷フラックス − ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｔ２０３ 、５１０２の４成分系に
おいてこれらの４成分の合計ｔを１（）Ｏとしたとき、
それらの成分量が ＣａＯ： １０〜６０９Ｇ ＭｇＯ：空０チ以下 ＾Ｌ２０ｓ ： ２０〜．７０チ ５ｓｏ２ ： ５〜４０ ％ の組成を有し、それらの合計量がｃｏ２成分を除くフラ
ックス重量の３５−以上を占め、かっＣ０２成分を除く
フラックス重量に対しＣａＦ２ 、’ ６〜６．０ ｆ
ｂ を含み、かつ 下記式で計算されるフラックス塩基度（Ｂ）が１．５以
上であるフラックス成分のうち、一部の成分め原料を溶
解して溶解物とし、当該一部の成分以外の残部の成分の
原料を溶解しない非溶解物とじたとき、溶解物の塩基度
（Ｂ）は２．７以下に制限され、かつ、非溶解物の塩基
度（Ｂ）は溶解物のそれよシ大きく、かつ、非溶解物中
の炭酸塩鉱物のＣ０２ガス成分は、ＣＯ２が重量に換算
して、Ｃ０２ガス成分を除くフラックス重量の５％以下
に制限されるような、溶解物と非溶解物とを混合するこ
とを特徴とする低水素、低酸素溶接用フラックスの製造
方法。 Ｂ＝６．５ＯＮＢ、。＋６．０５Ｎｃ、。＋４．８ＮＭ
ｎｏ＋４ＯＮＭｇｏ＋３．４Ｎ、、。 ＋５．ＩＮＣ，Ｆ２＋０．３ＮｚｒＯ□−０，２ＮＡｔ
２０．−２・２ ＮＴ、０２−６・３ＮＳ、０゜ただし
、Ｎｋ：成分にのモル分率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891182A JPS5970495A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素、低酸素溶接用フラックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17891182A JPS5970495A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素、低酸素溶接用フラックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5970495A true JPS5970495A (ja) | 1984-04-20 |
| JPH0118837B2 JPH0118837B2 (ja) | 1989-04-07 |
Family
ID=16056821
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17891182A Granted JPS5970495A (ja) | 1982-10-12 | 1982-10-12 | 低水素、低酸素溶接用フラックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5970495A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108098181A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-01 | 蒋才银 | 一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法 |
| CN113695789A (zh) * | 2021-10-28 | 2021-11-26 | 东北大学 | 用于焊接hsla钢的烧结焊剂及其制备方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7678203B2 (en) | 2005-03-04 | 2010-03-16 | Lincoln Global, Inc. | Welding flux |
-
1982
- 1982-10-12 JP JP17891182A patent/JPS5970495A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108098181A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-01 | 蒋才银 | 一种一剂多带不锈钢堆焊用增材产品及其制备方法 |
| CN113695789A (zh) * | 2021-10-28 | 2021-11-26 | 东北大学 | 用于焊接hsla钢的烧结焊剂及其制备方法 |
| CN113695789B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-02-22 | 东北大学 | 用于焊接hsla钢的烧结焊剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0118837B2 (ja) | 1989-04-07 |
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