JPS597495A - 潜弧溶接用フラツクス - Google Patents

潜弧溶接用フラツクス

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JPS597495A
JPS597495A JP11550782A JP11550782A JPS597495A JP S597495 A JPS597495 A JP S597495A JP 11550782 A JP11550782 A JP 11550782A JP 11550782 A JP11550782 A JP 11550782A JP S597495 A JPS597495 A JP S597495A
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flux
slag
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submerged arc
welding
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JP11550782A
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JPS6336879B2 (ja
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Isao Sugioka
杉岡 勲
Saneji Nishimura
西村 実治
Akitomo Sueda
明知 末田
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection 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
    • B23K35/3601Selection 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 with inorganic compounds as principal constituents
    • B23K35/3602Carbonates, basic oxides or hydroxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主にCr−Mo系低合金鋼の潜弧溶接に使用す
るフラックスに関するものであって、特に、溶接金属の
高い靭性を保有しつつ溶接作業性を顕著に改善すること
を目的とした潜弧溶接用フラックスに係るものである。
従来からたとえば、1 ”/ Cr −0,5Mo 、
 2 ”/4 Cr −1Meおよび3Cr−IMo@
を代表例とするC r−Mo系低合金鋼は、石油精製用
反応塔をはじめとする化学工業用各種高温高圧容器等を
製作する材料として広く使用されている。
これらの構造物は近年益々犬型化、厚肉化の傾向にあシ
、溶接長および溶接層数の増加にともない溶接作業性、
特にスラグ剥離性の一層の改善が産業界から強く要請さ
れている。スラグ剥離性のみを達成すれば十分であるな
らば課題の解決は比較的容易であるが、良好なスラグ剥
離性と同時に溶接金属の十分な靭性を備えることが脆性
破壊を防止するために必要とされる。
本発明者らの経験によると、Cr−Mo系低合金鋼の潜
弧溶接におけるスラグ剥離性に影響する要因として、7
ラツクスの組成(塩基度)は大きなものの一つである。
つまヤ、Cr−Mo系低合金鋼および組合せる潜弧ワイ
ヤにはCr f O,45〜IIJ含んでオシ、さらに
は高強度を得るために、V、Nb、Ti等を含む場合も
あり、これらCr+V、Nb、T1等は溶接時、微蓋ス
ラグ中に酸化物として入シ、スラグを結晶化し砕けにく
くすると同時に、スラグが溶接金属表面に焼付き、溶接
金属とスラグとの分離を困難にする。つまり、スラグ剥
離性を悪くするのである。この傾向はフラックス塩基度
が高いほど大きく、塩基度の低いほど小さくなる。しか
しながら、塩基度を低くすればスラグ剥離性は良好とな
るが同時に溶接金属中の酸素量が多くなυ靭性を著しズ
低下させる。
本発明者らは、前記経験を基にフラックスの塩基度が高
い所、つまシ溶接金属の靭性を確保した壕まで、スラグ
剥離性の良好なフラックスを新たに開発すべく、S 1
0□−CaO−MgO−kt20.系を主成分とする種
々のペースフラックスの成分検討と、種種の金属粉の混
合添加の検討を行った結果、良好なスラグ剥離性と同時
に良好な靭性の溶接金属が得られるスラックスを見いだ
したものである。
即ち、本発明は主にCr−Me系低合金鋼の潜弧溶接で
の諸問題を一挙に解決できる新規の潜弧溶接用フラック
スを提供するものであって、その要旨とするところは、
重量%で810□:10〜30%。
CaO二 2 5 〜4 5  %  、  MgO:
  5 〜1 5  % 、  ht2o 3:9〜3
5% 、 CaF2: 3〜12% 、 Na2O+に
20+LI20の1種または2種以上の合計で5%以下
を含有し、且つ下記(1)式でもとめた塩基度Bが1.
40以上である溶融型ペーススラックスにAtがAt粉
もしくはAt合金粉の1種または2fii以上の合計で
Atに換算して1%未満、混合添加されていることを%
徴とする潜弧溶接用7ラツクスにある。
5jO2+0.5At20゜ (重量%) 以下に本発明について詳細に述べる。
まず、ベースフラックスの組成で基本組成となるS 1
02は、10%未満では拡散性水素量が著しく高くなシ
ビット、ブロホールが発生する。また30%を超えると
塩基度が低くなシ溶接金属の靭性が低下する〇 CaOは25%未満では塩基度が低くなシ、やはシ溶接
金属の靭性が低下する□また451sを超えると拡散性
水素量の増加によルピット、ブロホールが発生する。M
gOは5チ未満ではやはシ拡散性水素量の増加によシピ
ット、ブロホールが発生する。15%を超えると融点が
高くなヤス2グ巻込み欠陥が生じ易くなる0 At203は9チ未満では拡散性水素量が増加しビ、ト
ウブロホールが発生する。35%を超えるとスラグ粘性
が高くなるためと思われるスラグ巻込み欠陥が溶接金属
上部にみられる◇ CaF 2は3%未満では溶接金属中の酸素量が増加し
、靭性が低下する。また、12%!超えると著しく拡散
性水素量が増加しピット、ブロホールが発生するととも
にアークが不安定となってビード形状が不良となる。
アルカリ酸化物は一般に潜弧溶接用スラックスに靭性の
向上とアーク安定の意味で添加される場合が多いが、本
発明のペース72ツクスもNa 20 *に20 、 
L120の1mまたは2種以上の合計で5%以下であれ
ば添加が可能である。
本発明のペース7ラツクスの%徴の一つは示される塩基
度Bが1.40以上の組成にする点にあるが、この塩基
度は溶接金属の靭性を支配する基本゛的要件でオシ、こ
れ未満では7う、クスの酸素ポテンシャルが高くなって
良好な靭性が得られなくなる。
なお、ベースフラックスには一般作業性改善および調整
の意味から、MnO+ TlO2、ZrO2,BaOな
どの金属酸化物を少量添加してもさしつかえなく、その
場合MnOは2%以下、TlO2r ZrO2tは夫々
5チ以下、BaOは10チ以下の添加が可能である。
本発明に用いられるベースフラックスを製造する場合に
はスラックス原材料を配合、混合して電気炉で溶解する
などの通常の手段で製造することができる・ 次に本発明フラックスの必須条件であるAtの混合添加
は、ベースフラックスを高塩基性とし、溶接金属の靭性
を確保したもののスラグの結晶化と、焼付によるスラグ
剥離性の劣化を補うためになされるものである。すなわ
ち、前述のとと(Cr−M。
系低合金鋼の溶接に際しては、スラグ剥離性の問題が存
在するが、これらの問題はAtをAL粉もしくはAt合
金粉の形で微量混合添加することにより解決されるもの
でチシ、これによってスラグをガラス化し、さらにスラ
グ焼付きを防止し以ってスラグ剥離性を良好とするもの
である。しかし、AL粉もしくはAt合金粉の1mまた
は2株以上の合計がAtに換算して1%以上になると、
アークが吹き上け、アークが不安定となってビード形状
が不良となるとともに127巻込み欠陥が生じやすくな
る。
ここでAt合金粉とはFe−AL 、 At−Mg 、
 At−Mn 。
At−81等でAtを40%以上含有するものをいう。
なお、一般に溶融型スラックスにCa COsなどの金
属炭酸塩単体を10%以下、Fe−81、Fe −Mn
 。
81−Mn 、 Cm−81などの脱酸剤単体を1−以
下程度混合添加して、溶接作業性および機械的性質改善
を計ることも知られているが、本発明7ラツクスにもそ
のような手段を適用することは勿論可能である。
以下に実施例に基づいて本発明の効果をさらに具体的に
説明する。
第1表に示す化学成分の板厚50mの3Cr−IM。
鋼を、第1図に示すU溝開先とし、第2表に示す化学成
分の3Cr−IMo系潜弧ワイヤ(ワイヤ径4.01φ
)を用いて第3表に示す組成の本発明フラックスおよび
比較のために試作した各種のスラックスとを組合せて、
多層溶接(パス数18〜2゜・母ス)を行なった。溶接
条件はAC電源+ 600Amp;28 Volt 、
 30η佃n *入熱k 、33.6 kJ /cIn
+予熱。
ノ臂ス間温度200℃である。溶接時スラグ剥離性。
ビード外観を観察し、また、XM透過試験を行なったQ 次にX線透過試験で欠陥のなかった試験板については6
90℃X10hrの熱処理後、その溶接金属中央部から
、J I SAI号丸棒引張試片およびJIS4号シャ
ルピー試験片を採取し、各試験に供した。
それらの結果を第4表にまとめて示す。
溶接作業性およびX線透過試験の結果、本発明に従った
ペースフラックスの範囲に組成、塩基度ともに入るベー
スフラックスA1〜6にAtを1チ未満混合添加した7
−7、クス記号B 、 C、E 、 H、J。
LおよびNの本発明7シツクスによシ得られた溶接金属
は、スラグ剥離性、ビード外観、X線透過試験およびシ
ャルピー値ともにすべて良好な結果が得られた。
比較フラックス中、ベースフラックスAl〜6そのまま
であるフラックス記号A、D、G、I、に訃よびMは、
本発明に従ったイースフ2ツクスの範囲に組成、塩基度
ともに入るが、Atが混合添加されていないためスラグ
が結晶化し、砕けにくく、また、スラグが焼付き、スラ
グ剥離性が悪かった。
なお、シャルピー値は塩基度が高いので良好であったO ペースフラックス屋2にAtを1.4チ混合添加したフ
ラックス記号FはAtの量が多いためアークが吹き上げ
アーク不安定となってビード形状が不良となった。さら
にX線透過試験でスラグ巻込みもみられた。
ペース7ラツクス47そのままであるフラックス記号O
およびペーススラックスA7にAtを混合添加したスラ
ックス記号Pは、ベースフラックスA7の組成は本発明
に従ったベースフラックスの範囲に入るが塩基度が低い
ためどちらもスラグ剥離性、ビード外観およびX線透過
試験は良好であったもののシャルピー値は非常に低かっ
た。
ペース7う、クスA8そのままであるスラックス記号Q
およびベースフラックス扁8にAtを混合添加した72
ックス記号Rは、ベースフラックス扁8の5I02が高
く、CaOが低くさらに塩基度が低いのでどちらもスラ
グ剥離性、ビード外観およびX線透過試験は良好であっ
たものの、シャルピー値は非常に低値であった。
ペース7′″)ツクスA9そのままである72ックス記
号Sは塩基度が高く、Atが混合添加されていないため
スラグ剥離性が不良で、さらK MgOおよびCaF 
2が高いのでビード形状が不良でピット発生と同時にブ
ロホールおよびスラグ巻込みもみられた。フラックス記
号Tはペースフラックス黒9にAtを混合添加したもの
であシスラグ剥離性は良好となったものの、フラックス
記号S同様ピード形状が不良でビット発生と同時にブロ
ホールおよびスラグ巻込みもみられた。
ペース7う、クス屋10そのままであるフラックス記号
Uは塩基度が高<Atが混合添加されていないためスラ
グ剥離性が不良でさらにCaOが高< 、MgOが低い
のでピットおよびブロホールが発生した。7ラツクス記
号Vは、ペースフラックス屋10にAtを混合添加した
ものであシ、スラグ剥離性は良好となったもののフラッ
クス記号U同様ピットおよびブロホールが発生した。
ペース7ラツクスAllそのままであるフラックス記号
Wは塩基度が高く、Atが混合添加されていないため、
スラグ剥離性が不良でさらにAt20.が高いので微小
なスラグ巻込みがみられた。
フラックス記号Xは、ペースフラックスAllにAtを
混合添加したものであシスラグ剥離性は良好となったも
のの、フラックス記号W同様微小なスラグ巻込みがみら
れた。
以上のごとく、本発明フラックスは、主にCr−Mo系
低合金鋼の溶接においてスラグ剥離性が良好で、しかも
、高衝撃靭性の溶接金属が得られるものであり、本発明
の工業的価値は極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例における鋼板の開先形状を示す
図である。 第1回 1−4°) 重信mm 452

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 重量%で5S02:10〜30%、CaO:25〜45
    %、 MgO: 5〜15%e A/−20s : 9
    〜35%。 CaF2:3〜12%、 Na2O、K2O、L120
    の1種または2種以上の合計で5−以下を含有し、且つ
    、下記(1)式でもとめた塩基度Bが1.40以上であ
    る溶融型ペース7ラツクスにAtがAt粉もしくはAt
    合金粉の、1種または2種以上の合計でAtに換算して
    1チ未満混合添加されていることを特徴とする潜弧溶接
    用フラックス。 (重量%)
JP11550782A 1982-07-05 1982-07-05 潜弧溶接用フラツクス Granted JPS597495A (ja)

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