JPS605396B2

JPS605396B2 - サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス

Info

Publication number: JPS605396B2
Application number: JP51072465A
Authority: JP
Inventors: 睦夫中西; 憲夫勝本
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1976-06-18
Publication date: 1985-02-09
Also published as: JPS52155153A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、鋼のサプマージアーク溶接において、高鋤性
溶接金属を得ることのできる溶接用フラツクスに関する
。

近年、高張力鋼などのサプマージアーク溶接においては
、熔接金属に高級性を要求されることが多く、このため
使用するフラツクスとしては、溶接金属内の酸素含有量
を低くできる塩基度１以上の高塩基性フラックスが必要
とされている。

ところで、サブマージアーク溶接用フラックスは、これ
を大別すれば、焼成型フラックスと溶融型フラックスの
二種類に分けられ、前者は粉状のフラックス原材料を水
ガラスと混合し、乾燥後粉化してつくるものであり、後
者は、原材料を加熱溶融し、ガラス状に凝固させたもの
を粉砕粒化してつくるものである。そして、高塩基性フ
ラックスとしては焼成型フラックスが実用されているの
がほとんどである。これは、溶融型フラックスをつくる
場合、高塩基性原材料は高融点物質の混合比率が高くな
り、加熱しても溶融し簸た〈、溶融しても冷却の際にガ
ラス化しないという問題があり、ガラス化せずに結晶化
した場合は粉砕粒化しても適当な粒度構成が得られず、
溶接作業が著しく悪くなるので、溶融型フラックスは高
塩基性フラックスとして使用されないのが通例であった
。

一方、焼成型フラックスは、フラックス製造法に起因し
て、成分の完全な均一化がなされ難いためフラックスの
組成が局部的に異り、一般に溶接作業性とビード外観に
劣り、溶接速度もｌｍ／分以下に制限されるばかりでな
く、溶接金属の性能のばらつきも大きい等の問題があっ
た。

以上述べた理由から、従来は高塩基性組成でかつ熔接作
業性が良好であり、さらに均一な高靭性溶接金属を得ら
れるフラックスは実用化されてし、なかつた。

そこで本発明は、これらの欠点をなくした、高塩基性で
ガラス化されているため作業性が良好であり、又フラッ
クス中に＆０３を均一に含有するため、均一な高靭性溶
接金属を得ることが出来る溶融型フラツクスを提供しよ
うとするものである。

即ち、フラックス組成と溶融型フラツクス製造過程での
冷却時におけるガラス化の度合との関係を詳細に検討し
た結果、高塩基性の成分組成でも、フラックス組成原料
の熔融、ガラス化が容易に行われる組成範囲を見出し、
高塩基性溶融型フラックスの実用化を可能にした。冷却
の際の溶融フラックスのガラス化には、フラックス組成
要素であるＳｉ０２量、Ｎ２０３量および塩基度が大き
く影響しており、これらを適当な値にコントロールする
ことにより上記のガラス化の問題点が解決されたのであ
る。

そして本発明のもう一つの大きな特徴はこのガラス化を
容易にしたフラツクス中に、ボロンを＆０３としてフラ
ツクス原料中に添加して加熱溶融し、それがガラス状に
凝固した後に粉砕粒化することにある。

Ｂ２０３はフラックス溶解時融点を下げフラックスのガ
ラス化を促進する以外にフラックス中に全く均一に含有
されるので溶接金属中のＢ含有量も均一になり、安定し
た高鋤性溶接金属が得られるのである。即ち従来のよう
に金属ボロンやボロン合金鉄を、他の原料と焼成したり
、単に混合するのみであると焼成後にボロン含有量の多
い粒や金属ボロン、ボロン合金鉄の比重が重いため運搬
乾燥等で境拝されると下方に沈降しフラツクス中の含有
量のばらつきが多くなり、その結果溶接金属中のＢ含有
量もばらつき、均一な高靭性が得られず、又散布時の沈
降により、選択消費されることになり、残りフラックス
を回収して使用するとＢ量が少く溶接金属の鰍性が劣化
する欠点を有していたが、本方法であると溶融時に完全
に均一に含有されるためフラックスは均一な比重をもち
これらの欠点を解消出来均一な高鞠性な溶鍍金属が得ら
れるのである。以下、本発明フラツクスの特徴を示すと
重量パーセントでＳｊ０２１５〜３０％、Ｍｎ０２〜１
５％、Ｃａｏ１５〜３０％、Ｍｇ０３〜２０％、Ｔｉ０
２２〜１０％、Ａｌ２０３５〜２５％、ＣａＦ２３〜１
３％、舷０１〜５％および＆０３０．３〜１．５％を主
成分として含有し、これに更に＆０３０．３〜１．５％
を添加し、かつ塩基度＝Ｃａ○（重量％）十Ｍｇ○（重
量％）が１．０〜２．０であるサＳｉ０２Ｇ重量％）フ
マージアーク溶接用フラツクスである。

ここで、各成分組成と塩基度の値を限定した理由は次の
ようである。

Ｓｉ０２は、１５％未満ではフラックスのガラス化が困
難になり、３０％を越えると塩基度が下って溶接金属の
鋤性が低下する。Ｍｎ０は、スラグの流動性を良くし、
ビード外観を滑らかにするために必要であるが、２％未
満では効果が得られず、１５％を越えると溶接金属の鞠
性が低下する。Ｃａ０は、１５％未満では塩基度が低く
なり過ぎ、よって溶接金属の靭性が低下し、３０％を越
えると溶接作業性が悪化する。

Ｍｇ０は、３％未満ではＣａ○と同様に塩基度の低下に
よる溶接金属の鞠性劣化がおこり、２０％を越えると融
点が高すぎて熔接作業性が悪化する。

Ｔｉ０２は、スラグの融点と流動性を調整するのに必要
であるが、２％未満では効果がなく、１０％を越えると
溶接金属の鞠性が低下する。山２０３は、溶接作業性の
向上およびフラックス製造時のガラス化の点かな重要な
成分であるが、５％未満では効果がなく、２５％を越え
ると熔接金属の鞠性が低下するとともにビード外観が悪
くなる。

ＣａＦ２は、スラグの流動性を調整し熔接金属の酸素含
有量を低減することによって鋤性の向上に有効であるが
３％未満だとその効果がなく、１３％を越えるとァーク
が不安定になってビード外観が悪化する。

母０は、スラグの融点と流動性を調整するのに必要であ
るが、１％未満では効果がなく、５％を越えるとビード
外観が悪化する。

Ｂ２０３は、フラックス溶解時融点を下げ、フラックス
のガラス化を促進すると共に、フラックス中に均一に分
布し、溶接金属中で還元されてＢとなり、このＢが溶接
金属の焼入性を高め、微細な均一組織にするため高靭化
が計れる。

高塩基性フラックスの酸素含有量低減効果と＆０３添加
効果を併用することにより、より一層安定した高数一性
溶接金属を得ることができる。しかし、Ｂ２０３量は０
．３％未満ではその効果がなく、１．５％を越えると溶
接金属に割れを発生させるので好ましくない。塩基度＝
Ｃａｑ重量％）十Ｍｇ○（重量％単についＳｉ０２Ｑ重
量％）ては、１．０未満では高轍性溶接金属が得られず
、２０を越えるとフラックス製造時のガラス化が困難と
なり、フラックス使用時の溶接作業性が著しく悪化する
。

本発明のフラックスは、上記組成の原料を混合し、加熱
熔融して後にガラス状に凝固せしめ、これを粉砕粒化し
て製造するものであって、溶接金属への高靭性付与成分
としてのＢ２０３を、フラックス中に極限的な均一分布
状態で溶け込ませるものであるから、溶接作業時に溶接
金属へ安定してＢを添加せしめ、よって目的とする高靭
性が確実安定して得られるのである。

次に本発明を実施例により説明する。

本実施例においては、第１表に表示する１５重類＊＊の
フラックスを用い、従来例フラックスと改良フラツクス
および本発明例フラックスとをそれぞれ使用したサブマ
ージアーク溶接を施したときの溶接金属の性質、ビード
外観に及ぼす影響を比較した。

従釆例フラックスはＮＯ．１〜６であり、Ｎｏ．１、２
、３が溶融型フラツクス、ＮＯ．４、５、６が焼成型フ
ラックスである。ＮＯ．７〜１３のフラツクスは従来の
問題点を解決せんとした改良フラツクスであり、Ｎｏ．
１４、１５は本発明のフラツクスであって、特に良好な
結果が得られたものである。第１表扮塩基度＝ ○ａ○十Ｍｇ○ Ｓｉ０２但し、単位は重量％（夫＊）ピ−ド外観 ○良好、△やや悪い×悪い溶接は第２表に示す成分組成を有する板厚１４帆の鋼板
に、深さ５側の７０度Ｖ型開先を加工し、該開先部に同
第２表に示すワイヤ一成分を有する２本のワイヤ一を用
いて、一層のタンデム溶接を行った。

溶接条件を第３表に示す。第２第３表熔接試験結果は、使用フラックスに対応して第１表に示
されている。

なお、同表の衝撃値はＪＩＳＺ３１１２による試験結
果である。第１表の試験結果によればＮＯ．１のフラッ
クスは塩基度が低いため溶接金属の含有酸素量が多く衝
撃値は低い。

ＮＯ．２はＮ２０３が含まれていないために、フラック
ス製造時のガラス化が十分行われておらず、溶接作業性
が悪いため得られたピードの外観はや）悪い。Ｎｏ．３
は塩基度が高過ぎ溶接作業性が悪く、得られたビードは
凸型で悪く、アンダーカットも発生している。Ｎｏ．４
〜６は焼成型フラックスであるが、ともに衝撃値は良好
であるとしても、ビード外観が悪くなっている。

Ｎｏ．７〜１３は改良になるフラックスであるが、使用
後得られたビードは衝撃値、ビード外観とも好ましい結
果を示している。

そして本発明のフラックスＮｏ．１４、１５は＆０３を
０．５％、１．２％添加した場合であり、溶接金属の靭
性は添加しないものに比べ特に良好となっている。

以上説明したように、本発明のサブマージアーク溶接用
フラックスは従釆のフラックスに比べ、溶接作業性が良
好で、しかも溶接金属に高鞠性を付与するための成分で
あるＢ２０３が、フラックス製造過程中のガラスイＱ段
階でフラックス全体に均−して溶け込み、その添加状態
は分子的段階にまで極限的な均一分布を保ち、よって溶
接金属に安定した高靭性を確保せしめることができるの
で、工業的価値が大である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量パーセントでＳｉＯ＿２：１５〜３０％、Ｍｎ
Ｏ：２〜１５％、ＣａＯ：１５〜３０％、ＭｇＯ：３〜
２０％、ＴｉＯ＿２：２〜１０％、Ａｌ＿２Ｏ＿３：５
〜２５％、ＣａＦ＿２：３〜１３％、ＢａＯ：１〜５％
およびＢ＿２Ｏ＿３：０．３〜１．５％を主成分として
含有し、かつ次式で示される塩基度が１．０〜２０であ
ることを特徴とする鋼のサブマージアーク溶接用溶融型
フラツクス。塩基度＝（ＣａＯ（重量％）＋ＭｇＯ（重量％））／（
ＳｉＯ＿２（重量％））