JPS61126993A - サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス - Google Patents
サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクスInfo
- Publication number
- JPS61126993A JPS61126993A JP24587784A JP24587784A JPS61126993A JP S61126993 A JPS61126993 A JP S61126993A JP 24587784 A JP24587784 A JP 24587784A JP 24587784 A JP24587784 A JP 24587784A JP S61126993 A JPS61126993 A JP S61126993A
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- JP
- Japan
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- amount
- hydrogen
- weld metal
- flux
- basicity
- Prior art date
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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
- B23K35/3601—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 with inorganic compounds as principal constituents
- B23K35/361—Alumina or aluminates
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
サブマージアーク溶接用溶融型フラックスの改良に関し
てこの明細書で述べる技術内容は、とくに高じん性と耐
水素割れ性の要求される溶接部を得るために用いて溶接
作業性の優れたサブマージアーク溶接用溶融型7ラツク
スの組成についての開発研究の成果を提案するところに
ある。
てこの明細書で述べる技術内容は、とくに高じん性と耐
水素割れ性の要求される溶接部を得るために用いて溶接
作業性の優れたサブマージアーク溶接用溶融型7ラツク
スの組成についての開発研究の成果を提案するところに
ある。
(技来の技術)
溶接金属の高じん化は全ての溶接構造物において必須の
条件であるが、溶接金属のしん性を向上させる方法とし
ては大別してつぎの2方法がある。
条件であるが、溶接金属のしん性を向上させる方法とし
ては大別してつぎの2方法がある。
(1) Mn 、 No 、 Ti 、 Bなどを添
加し1溶接金属の組織を微細化することにより、高じん
性を得るO (2ン 溶接金属の酸素量を大幅に低減することによ
り、合金元素の添加猷が少くても良好なしん性を得る。
加し1溶接金属の組織を微細化することにより、高じん
性を得るO (2ン 溶接金属の酸素量を大幅に低減することによ
り、合金元素の添加猷が少くても良好なしん性を得る。
(2)の方法は(1)の方法に比較してコスト面から有
利であるため、高じん性溶接金属を得るための方法とし
て注目されてきている。
利であるため、高じん性溶接金属を得るための方法とし
て注目されてきている。
ここに溶接金m中の酸素量を低減するためには7ラツク
スの塩基度を上げS、io、の活量を低下させて510
2の還元を抑制することが一般的に行われ、例えば特開
昭54−4255号公報において低酸素化のできる7ラ
ツクスが開示されている。
スの塩基度を上げS、io、の活量を低下させて510
2の還元を抑制することが一般的に行われ、例えば特開
昭54−4255号公報において低酸素化のできる7ラ
ツクスが開示されている。
しかしながら同号公報中の実施例に示されている通り1
この7ラツクスで達成できる酵素レベルはせいぜい25
01)pin程度である。
この7ラツクスで達成できる酵素レベルはせいぜい25
01)pin程度である。
また、CaF、を多量に添加した7ラツクスによりアー
ク雰囲気中のFガス分圧を上昇させることにより酵素量
を低減させようとする方法についても特開昭58−55
197号公報に開示されているが、Fガスは刺激臭を発
生するため添加量が30%以上になると作業環境面での
問題が生じる。
ク雰囲気中のFガス分圧を上昇させることにより酵素量
を低減させようとする方法についても特開昭58−55
197号公報に開示されているが、Fガスは刺激臭を発
生するため添加量が30%以上になると作業環境面での
問題が生じる。
(発明が解決しようとする問題点)
ところで溶融型7ラツクスにあっては、塩基度を上げて
いくと7ラツクス中水素量が増加し、その結果溶接金属
中波散性水素量が増加するという問題もある。つまり溶
接金属中酸素量を大幅に低減しようとすると、7ラツク
ス中水素量の低減策も同時に考慮する必要がある。
いくと7ラツクス中水素量が増加し、その結果溶接金属
中波散性水素量が増加するという問題もある。つまり溶
接金属中酸素量を大幅に低減しようとすると、7ラツク
ス中水素量の低減策も同時に考慮する必要がある。
また一方において塩基度の高いフラックスは一般的に高
速溶接性が劣り、あえて、高速溶接を行うとビード幅の
せまい凸状ビードになりやすいという問題もある。
速溶接性が劣り、あえて、高速溶接を行うとビード幅の
せまい凸状ビードになりやすいという問題もある。
このように溶接金民の酸素量を大幅に低減することを目
的に、フラックス塩基度を高くすると拡散性水素量が増
加し、同時に溶接能率上不可欠の具備条件である高速溶
接性も劣化するためこれらを同時に解決できる7ラツク
スを作ることはむずかしいと考えられて来たのである。
的に、フラックス塩基度を高くすると拡散性水素量が増
加し、同時に溶接能率上不可欠の具備条件である高速溶
接性も劣化するためこれらを同時に解決できる7ラツク
スを作ることはむずかしいと考えられて来たのである。
(問題解決のための手段)
発明者らはこれらに関して種々実験を行い1以下に述べ
るような知見を得た。
るような知見を得た。
まず溶接金属中の酸素量を大幅に低減するためにはS1
0.量を少くして BL=6 、05NGaO−6−31N3102−4.
97NTlO2+4 、8Mn0+4−O4−0N+3
−4Ny、()−0−2NA、? O+++ (1
)で与えられる7ラックス塩基度BI、を1.40〜2
.951の範囲に調整する必要があることに着目した。
0.量を少くして BL=6 、05NGaO−6−31N3102−4.
97NTlO2+4 、8Mn0+4−O4−0N+3
−4Ny、()−0−2NA、? O+++ (1
)で与えられる7ラックス塩基度BI、を1.40〜2
.951の範囲に調整する必要があることに着目した。
ここに添字で示した各成分を1で代表させてNiにより
1成分のモル分率を表わし、ただしN。aOは(3aF
、もOaOに換算して算入し、BLを算出するものとす
る。また高塩基化に伴う水素量の増加はフラックス成分
のうちAl、O,を多くして、大幅に抑制できることに
も着目した。
1成分のモル分率を表わし、ただしN。aOは(3aF
、もOaOに換算して算入し、BLを算出するものとす
る。また高塩基化に伴う水素量の増加はフラックス成分
のうちAl、O,を多くして、大幅に抑制できることに
も着目した。
次に溶融型7ラツクスの製造法としては原材料を溶解後
、水中で急冷して凝固させ粉砕する方法と、水を全く使
用しない乾式法とがあるが、水を使用する場合には高温
で溶融したフラックスが水と反応して結果的に水素量が
増加する傾向があるので、水素に関して注意が必要な場
合には、水を使用しない乾式法を用いることが望ましく
、また高塩基性7ラツクスであっても前述のごとく高A
l2O8としてしかも乾式法を用いれば、水素量の極め
て少ないフラックスの製1へか可能となることを見出し
た。
、水中で急冷して凝固させ粉砕する方法と、水を全く使
用しない乾式法とがあるが、水を使用する場合には高温
で溶融したフラックスが水と反応して結果的に水素量が
増加する傾向があるので、水素に関して注意が必要な場
合には、水を使用しない乾式法を用いることが望ましく
、また高塩基性7ラツクスであっても前述のごとく高A
l2O8としてしかも乾式法を用いれば、水素量の極め
て少ないフラックスの製1へか可能となることを見出し
た。
なおA)208は多量添加してもフラックス頃、基疲(
EL )をそれほど変化させずに低水素化に効果を発揮
するという利点があるのは(1)式により明らかである
。
EL )をそれほど変化させずに低水素化に効果を発揮
するという利点があるのは(1)式により明らかである
。
以上のべた知見に従いこの発明は”203780〜45
wt%p Sin、 : 8〜10 wt% 、 O
aO: 15〜aowt%、 car ; 10〜z
5wt%、 tio2; 3〜12wt%を主要成分と
し、止揚(1)式で表わした塩基度BLが1.40〜2
.95の範囲である、サブマージアーク溶接用溶融型7
ラツクスである。
wt%p Sin、 : 8〜10 wt% 、 O
aO: 15〜aowt%、 car ; 10〜z
5wt%、 tio2; 3〜12wt%を主要成分と
し、止揚(1)式で表わした塩基度BLが1.40〜2
.95の範囲である、サブマージアーク溶接用溶融型7
ラツクスである。
7ラツクス塩基度を高くして溶接金間中醇素蛍を低減す
るためには前述の如< 5in2ffiを3〜10wt
%の範囲に少くシ、同時に脱酸効果のあるOaO。
るためには前述の如< 5in2ffiを3〜10wt
%の範囲に少くシ、同時に脱酸効果のあるOaO。
0aF2の添加が必要であり、ここに(3aO: 15
〜aowt%、 OaF、 ; 10〜25 wt%に
おいて溶接金属中の酸素量が250 ppm以下のもの
が得られる。
〜aowt%、 OaF、 ; 10〜25 wt%に
おいて溶接金属中の酸素量が250 ppm以下のもの
が得られる。
TiO□はフラックス水素■に対してそれほど彫響しな
いが、低酸素溶接金属のしん性向上には効果的である。
いが、低酸素溶接金属のしん性向上には効果的である。
なお主成分とはしないが、塩基度BLの調整のために配
合され得るMnO、MgOは添加量が多くなると水素量
も多くなるのでMnO、は7 wt%未満、MgOは5
wt%未海に制限するを可とする。
合され得るMnO、MgOは添加量が多くなると水素量
も多くなるのでMnO、は7 wt%未満、MgOは5
wt%未海に制限するを可とする。
さてサブマージアーク溶接用溶融型7ラツクスについて
高速溶性の付与を問題とするとき通常は5i02添加量
を多くする方法がとられるが、5in2量とともに溶接
金属酸素量が増加するため高じん性を指向する場合は問
題となるのはすでに述べたとおりである。
高速溶性の付与を問題とするとき通常は5i02添加量
を多くする方法がとられるが、5in2量とともに溶接
金属酸素量が増加するため高じん性を指向する場合は問
題となるのはすでに述べたとおりである。
ここにA、l!、O,は両性酸化物であって、とくに高
塩基性7ラツクス中にあってはSiO□と同様な機能を
有し、高速溶接性を付与するのに有用である。
塩基性7ラツクス中にあってはSiO□と同様な機能を
有し、高速溶接性を付与するのに有用である。
しかもAl、0.は安定な酸化物であるため多量添加し
ても酸素量は増加しないという利点がある。
ても酸素量は増加しないという利点がある。
したがって高Aノ208.低Sin、にしても高速溶接
性の劣化はほとんどなく、通常行われている3電極サブ
マージアーク溶接法\さらには4iE極法による高速溶
接にも十分適用できることが明らかになったのである。
性の劣化はほとんどなく、通常行われている3電極サブ
マージアーク溶接法\さらには4iE極法による高速溶
接にも十分適用できることが明らかになったのである。
(作用)
この発明で成分組成範囲を限定するとともに、塩基度を
限定した理由について以下に述べる。
限定した理由について以下に述べる。
At O: Aノ208はこの発明7ラツクスの水素量
低減には大きな効果をあられすが30%未満ではその効
果が期待できずまた45%を超えると7ラツクス融点が
高くなり、作業性が劣化するとともに溶接金属中の非金
属介在物が多くなる。
低減には大きな効果をあられすが30%未満ではその効
果が期待できずまた45%を超えると7ラツクス融点が
高くなり、作業性が劣化するとともに溶接金属中の非金
属介在物が多くなる。
5in2: Sin、は7ラツクスの性能に大きく影響
し8%未満では溶接作業性が劣化するとともに水素量が
増加する反面10%をこえると溶接金属 ゛のじん性
が劣化する。
し8%未満では溶接作業性が劣化するとともに水素量が
増加する反面10%をこえると溶接金属 ゛のじん性
が劣化する。
OaO: CaOはじん性向から重要であり、15%未
満では酸素量の大幅低減は期待できず%30%を超える
と水素量が増加する。
満では酸素量の大幅低減は期待できず%30%を超える
と水素量が増加する。
CaF、 : caF2はCaO同様、溶接金属しん性
向から重要であり、10%未満では酸素量低減効果は少
なくまた25%を超えるとアークが不安定となりビード
形状が劣化するとともに次第に刺激臭が発生し環境上好
ましくない。
向から重要であり、10%未満では酸素量低減効果は少
なくまた25%を超えるとアークが不安定となりビード
形状が劣化するとともに次第に刺激臭が発生し環境上好
ましくない。
Ti01 ’ TlO2は一部アーク中で還元され1溶
接金属を微細化してじん性、を高めるが3%未満ではそ
の効果が小さく、12%を超えるとスラグのはくり性が
劣化する。
接金属を微細化してじん性、を高めるが3%未満ではそ
の効果が小さく、12%を超えるとスラグのはくり性が
劣化する。
ちなみにMnOとMgoとのうち、MnOはビード形状
、スラグ流動性を良くする上で効果があるが7チ以上で
はビード外観が劣化するので好ましくなく、またMgO
はじん性向上の点で効果があるものの6%以上添加する
と水素量が増加するので5%未満にする必要があり、こ
れらは上記制限の下に7ラツクス塩基度(BL)を1.
40〜2.95の範囲に調整するのに有利に適合する。
、スラグ流動性を良くする上で効果があるが7チ以上で
はビード外観が劣化するので好ましくなく、またMgO
はじん性向上の点で効果があるものの6%以上添加する
と水素量が増加するので5%未満にする必要があり、こ
れらは上記制限の下に7ラツクス塩基度(BL)を1.
40〜2.95の範囲に調整するのに有利に適合する。
また水素量を低減するためには7ラツクス製造時水を使
用しない乾式法を採用する必要があり、水砕法では水素
量が大幅に増加する。
用しない乾式法を採用する必要があり、水砕法では水素
量が大幅に増加する。
さらにフラックス塩基度(Bl )を1.4〜2.95
としたのは1.4未満では溶接金属酸素量の大幅低減は
むすかしく 、2−95を超えると水素量が大幅に増加
し、耐水素割れ性が劣化するためである。
としたのは1.4未満では溶接金属酸素量の大幅低減は
むすかしく 、2−95を超えると水素量が大幅に増加
し、耐水素割れ性が劣化するためである。
なおこの発明の7ラツクスには上記組成の他。
FeO、B2O3,Zro2. K2O、Na2Oが不
純物程度の量含有されていても本質的には変わらない。
純物程度の量含有されていても本質的には変わらない。
(実施例)
表1に示した組成の供試7ラツクスを調整し、これを用
いて (1) 溶接金属の拡散性水素量 (2) 平板ビード溶接によるビード外観、スラグは
くり性などの溶接作業性 (3)■溝一層溶接金属のじん性と化学組成を調査した
。
いて (1) 溶接金属の拡散性水素量 (2) 平板ビード溶接によるビード外観、スラグは
くり性などの溶接作業性 (3)■溝一層溶接金属のじん性と化学組成を調査した
。
表1に7ラツクスの化学組成と諸元を、第2表に供試鋼
板と、供試ワイヤの化学組成を示す。
板と、供試ワイヤの化学組成を示す。
Al−A3がこの発明に従う7ラツクスでありいずれも
粉末原料を混合溶融し、鉄板上に流して固化させたもの
を36 x Dustメツシュに粉砕した乾式法による
フラックスである。31〜B6は比較7ラツクスで、一
部は水中に急冷凝固させて製造したが、粒度はこの発明
の7ラツクスと同一である。
粉末原料を混合溶融し、鉄板上に流して固化させたもの
を36 x Dustメツシュに粉砕した乾式法による
フラックスである。31〜B6は比較7ラツクスで、一
部は水中に急冷凝固させて製造したが、粒度はこの発明
の7ラツクスと同一である。
溶接金属中の拡散性水素量は表1の7ラツクスと表2の
鋼板、ワイヤを用いてJXF3 Z 3116に従って
行い、決定した。
鋼板、ワイヤを用いてJXF3 Z 3116に従って
行い、決定した。
また溶接作業性の調査では19WX l 5 (1wa
x1000mの大きさの表2に示す鋼板とワイヤを用い
表3に示す4i!極サブマージアーク溶接法で1パス平
板ピードをおき、ピード外観、スラグはくり性、アンダ
ーカット、ポックマーク等を調べた。
x1000mの大きさの表2に示す鋼板とワイヤを用い
表3に示す4i!極サブマージアーク溶接法で1パス平
板ピードをおき、ピード外観、スラグはくり性、アンダ
ーカット、ポックマーク等を調べた。
、さらに同一鋼板、ワイヤを用い第1図に示した7m先
に対し表8の条件でV溝一層4電極サブマージアーク溶
接を行い、表面1mの位置から2簡Vノツチシヤルピ一
衝撃試験片を採取して調べた。
に対し表8の条件でV溝一層4電極サブマージアーク溶
接を行い、表面1mの位置から2簡Vノツチシヤルピ一
衝撃試験片を採取して調べた。
また溶接金属の化学組成についても検討した。
表4はV溝一層サブマージアーク溶接金属の化学組成を
示したもので表1には試験結果も一括して示した。
示したもので表1には試験結果も一括して示した。
(発明の効果)
これから明らかな通り、この発明による7ラツクスでは
高塩基性にもかかわらず拡散性水素量がいずれも1−5
cffl/xoog以下と低く、溶接金属の酸素量も
250 ppm以下で衝撃試験の吸収エネルギ° も−
80゛Cにおいてl’9・m以上の高い値が得られ、か
つ作業性も良好で4電極法による高速溶接においてもき
れいなビードが得られる0 しかし比較例で示した7ラツクスは化学組成がこの発明
の範囲外であったりフラックス塩基度が低いために拡散
性水素量が少ないものは1溶接金属しん性が悪く、また
高じん性溶接金属が得られる場合には拡散性水素量が多
かったり、あるいは作業性が悪く、低水素、高じん性、
良好な作業性の条件を満足しない。
高塩基性にもかかわらず拡散性水素量がいずれも1−5
cffl/xoog以下と低く、溶接金属の酸素量も
250 ppm以下で衝撃試験の吸収エネルギ° も−
80゛Cにおいてl’9・m以上の高い値が得られ、か
つ作業性も良好で4電極法による高速溶接においてもき
れいなビードが得られる0 しかし比較例で示した7ラツクスは化学組成がこの発明
の範囲外であったりフラックス塩基度が低いために拡散
性水素量が少ないものは1溶接金属しん性が悪く、また
高じん性溶接金属が得られる場合には拡散性水素量が多
かったり、あるいは作業性が悪く、低水素、高じん性、
良好な作業性の条件を満足しない。
なお実施例では4T!L極法による一層溶接について示
したが、多層溶接、低速溶接においてもその効果は十分
に発揮できる。
したが、多層溶接、低速溶接においてもその効果は十分
に発揮できる。
以上説明したようにこの発明によるフラックスを用いて
サブマージアーク溶接を行えば、フラックスに不可欠の
優れた高速溶接作業性をそこなうことなく、溶接金属中
の拡散性水素量も増加させ゛ずに、溶接金属中の酸素量
を大幅に低減させることができるため、低合金銅溶接部
の低温割れを防止でき、同時に高価な合金元素を多量に
添加しなくても溶接金属のしん性を大幅に向上させるこ
とが可能となり、従来むずかしいとされていた低水素、
高じん性、優れた高速溶接作業性を同時に満足できる。
サブマージアーク溶接を行えば、フラックスに不可欠の
優れた高速溶接作業性をそこなうことなく、溶接金属中
の拡散性水素量も増加させ゛ずに、溶接金属中の酸素量
を大幅に低減させることができるため、低合金銅溶接部
の低温割れを防止でき、同時に高価な合金元素を多量に
添加しなくても溶接金属のしん性を大幅に向上させるこ
とが可能となり、従来むずかしいとされていた低水素、
高じん性、優れた高速溶接作業性を同時に満足できる。
第1図はV溝一層溶接用のV溝形状を示す断面図である
。
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 Al_2O_3:30〜45wt%、SiO_3:
3〜10wt%CaO:15〜30wt%、CaF_2
:10〜25wt%TiO_2:3〜12wt%、 を主要成分とし、下記式で示す塩基度が1.40〜2.
95の範囲であるサブマージアーク溶接用溶融型フラッ
クス 記 B_L:6.05N_C_a_O−6.31N_S_i
_O__2−4.97N_T_i_O__2+4.8N
_M_n_O+4.0N_M_g_O+3.4N_F_
e_O−0.2N_A_l__2_O__3上式中添字
で示した各成分をiで代表させてNiによりi成分のモ
ル分率を表わし、ただしN_C_a_OはCaF_2も
CaOに換算して算入B_Lを算出するものとする。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24587784A JPS61126993A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24587784A JPS61126993A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61126993A true JPS61126993A (ja) | 1986-06-14 |
Family
ID=17140131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24587784A Pending JPS61126993A (ja) | 1984-11-22 | 1984-11-22 | サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61126993A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007090399A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nippon Steel Corp | 低酸素系サブマージアーク溶接用溶融型フラックス |
-
1984
- 1984-11-22 JP JP24587784A patent/JPS61126993A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007090399A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nippon Steel Corp | 低酸素系サブマージアーク溶接用溶融型フラックス |
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