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

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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
Authority
JP
Japan
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amount
hydrogen
weld metal
flux
basicity
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Pending
Application number
JP24587784A
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English (en)
Inventor
Tadamasa Yamaguchi
忠政 山口
Toshiya Matsuyama
松山 隼也
Noboru Nishiyama
昇 西山
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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
    • B23K35/361Alumina 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。

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。
(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。
(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。
(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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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
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。
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。
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。
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。
、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。
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。
(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。
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。
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。
【図面の簡単な説明】
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)

  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。
JP24587784A 1984-11-22 1984-11-22 サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス Pending JPS61126993A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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