JPS61180694A - 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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JPS61180694A
JPS61180694A JP2046485A JP2046485A JPS61180694A JP S61180694 A JPS61180694 A JP S61180694A JP 2046485 A JP2046485 A JP 2046485A JP 2046485 A JP2046485 A JP 2046485A JP S61180694 A JPS61180694 A JP S61180694A
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JP
Japan
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welding
submerged arc
slag
arc welding
weld metal
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JP2046485A
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English (en)
Inventor
Naoki Okuda
直樹 奥田
Kaoru Hase
薫 長谷
Takashi Wada
俊 和田
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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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〕 本発明はサブマージアーク溶接用溶融m7ラツクスに関
し、詳細には高速サブマージアーク溶接において溶接作
業性が良好で且つ低温靭性の優れた溶接金属を得ること
ができる溶融型フラックスに関するものである。
〔従来の技術〕
近年、アルミキルド鋼を主体とする低温用鋼は海洋構造
物、LPGタンク等の分野においてその需要が着実に増
加してきており、それに伴って安全上の見地から種々の
技術的検討が進められている。特に溶接部に対する要求
性能は増々高くなる傾向にあり、例えば−60℃以下の
低温でも高衡撃値、高COD値が要求されるなど、従来
のサブマージアーク溶接材料ではその対応が困J1す状
況になってきている。
ところで溶接金属の靭性を向上させるための有力な方法
として7ラツクスの塩基性を高くして溶接金属中の酸素
含有量を低減させる方法が知られている。しかし7ラツ
クスの塩基度を高くしていくとビード外観やスラグの剥
離性等が悪くなり、またアンダーカットやスラグ巻込み
等の溶接欠陥か増加する傾向があり、特に高速溶接にお
いてその傾向が顕著となる。従来、高速サブマージアー
ク溶接においては、アンダーカットやスラグ巻込み等の
問題から、溶接作業性が良好rx S io2−MnO
系の中性あるいは酸性系フラックスが一般に用いられて
いた。しかし溶接金属中の酸素量が高いため優れた低温
靭性が得難く、低温用鋼の溶接には不適である。そのた
め、塩基性フラックスを用いて低温靭性を確保していた
が、高速溶接においては上述のようなアンダーカットや
スラグ巻込み等の溶接欠陥が多発するため溶接速度を遅
りシナければならず、溶接能率の面で問題があった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで溶接金属の靭性に影響を与える溶融金属中の酸
素は、溶接速度との間に密接な関係を有しており、一般
に溶接速度が高速になるほど酸素量が増加する。従って
低温靭性という面では期待のもたれている塩基性フラッ
クスであっても、高速サブマージアーク溶接の場合は溶
接金属中の酸素量の増大を招いて期待されるほどの靭性
向上効果を発揮しないことが考えられ、前述の如きアン
ダーカットやスラグ巻込みの危険が溶接の高速化によっ
て一層顕著になるであろうという恐れもある。従って結
局のところ高速サブマージアーク溶接の実現については
色々と弊害が多く、汎用化に当って重大な隘路を形成し
ているのはフラックスであるということができる。
本発明はこうした状況のもとで、特に高速サブマージア
ーク溶接に適用した場合でも、溶接作業性が良好で高レ
ベルの低温靭性を有する溶接金属を与えるサブマージア
ーク溶接用溶融型フラックスを提供しようとするもので
ある。
〔問題点を解決する為の手段〕
本発明のサブマージアーク溶接用溶融型7ラツクスは、
C為0:13〜23%、C2F4:10〜25%、Mg
O: 5〜15%、S 102 : 25〜40%、A
J203 :       ’5〜20%、MnO: 
3〜15 %、TlO2: 0.5〜6 %、N @2
0及び/またはK2O:0.5〜5%、B2O3:0.
1〜1.0%、FeO: 0.2〜1.5 %、を夫々
含むと共に を満足するように成分調整してなるところに要旨を有す
るものである。
〔作用〕
以下本発明のサブマージアーク溶接用溶融型フラックス
を構成する各成分の作用を配合率範囲の設定理由と共に
順を追って説明する。
Cab:13〜23% CaOは塩基性成分であってスラグの塩基度、粘性及び
融点を調整するのに有効な成分である。その含有量が1
3%未満であると塩基度が不足して溶接金属中の酸素量
が増加するばかりでなく、スラグの粘度が不足気味とな
ってビードの蛇行が生じ易くなる。一方23%を超える
とスラグ剥離性が悪化すると共に7ラツクス自体の耐吸
湿性が悪くなりポックマークが発生し易くなる。
CaF2 : 10〜25 % CλF2は塩基性の成分であるが、耐吸湿性を損う恐れ
がないので7ラツクスの塩基性を高めるのに好都合な成
分であり、またスラグの融点や流動性を調整するのに有
効な成分でもある。更にCa F2は溶接冶金反応に際
してCaF2+−0−CaO+−F2yzる反応を起こ
し、発生したF2ガスによって溶融金属を大気からシー
ルドする効果もあり、溶接金属の酸素含有率および窒素
含有率の低減に極めて有効な成分である。しかしその含
有率が10%未満であると上巳の効果が有効に発揮され
ず、特に溶接金属中の酸素量が増加して靭性不良となる
。一方含有量が25%を超えるとスラグ巻込みが著しく
なリスラグ剥離性が悪くなる他ポックマークも発生し易
くなる。
MgO:5〜15哄 MgOは塩基性成分として溶融金属中の酸素量を低減す
る効果があり、且つ粘性調整剤としての作用も有してい
る。その含有量が5%未満であると溶融金属中の酸素量
の低減効果を十分発揮し得す、また粘度不足によりビー
ドが蛇行し易くなる。−方15%を超えると耐−技湿性
が劣化し、ポックマークが発生し易< fXる他、スラ
グの焼付が増加し剥離性も悪くなる。
5102  : 25〜40% 5102は酸性成分であって、スラグの融点及び粘性を
調整するのに有効な成分である。その含有量が25%未
満であると溶融スラグ粘度が不足し、ビードの蛇行やア
ンダーカットの発生原因となる。
−刃金有量が40%を超えるとフラックスの塩基度が低
下し、溶接金属中の酸素量が増加して靭性が劣化する他
スラグ剥離性も悪くなる。
Al2O3:5〜20% Al2O3はほぼ中性の成分(弱酸性)であり、フラッ
クスの塩基度の低下をできるだけ抑えてスラグの融点及
び粘性を調整するのに有効な成分である。その含有量が
5%未満であると生成スラグが粘性不足になってアンダ
ーカットを生じ易くなるはかりでなくスラグ剥離性も悪
くなる。−刃金有量が20%を超えるとスラグの粘性か
高くなり過きて、スラグ巻込みやビードの凸状化といっ
た好ましくない現象があられれる。
MnO:3〜15% MnOはスラグの融点及び粘性を調整するのに有効な成
分である。含有量が1%未満ではスラグ−メタル間の界
面張力が過大となり、スラグが焼付いたり或はアンダー
カットが発生し易くなる。一方15%を超えると溶融金
属中の酸素量が増加し靭性が低下しまたビードが蛇行し
易(なる。
TlO2: 0.5〜6% Ts %は酸性成分であって、スラグの融点及び粘性調
整剤として有効である。更に溶融時に還元されて溶接金
属中にTi(詳細にはTiNやI’ s 02等として
存在するが形態については必すしも十分に把握されてい
ないのが現状である) として歩留り、溶接金属の衝撃
性能向上に役立つ。その含有率が0.5%未満であると
溶接金属中に供給されるTi量か不足し、溶接金属の衝
撃性能が低下する。一方6%を超えるとスラグ焼付きの
原因となるC10・       ゞTt 02を析出
するようになり、スラグ剥離性が急激に劣化する。
NazO及び/またはK2O:0.5〜s%N@20及
びK2Oはアーク安定剤やスラグの粘度調整剤として有
効である。これら成分の含有率が0.5%未満であると
アーク安定性が悪くなり、ビードの凹凸や蛇行が着しく
なる。但し5%を超え゛ると耐吸収性が劣化し、ピット
やポックマークが発生する。これらの2種の成分は各々
単独で使用してもよく、また2種を合計量として上記範
囲に入る様に任麗の割合で併用することもできる。
B2O3:0.1〜1.0% B2O3は溶接熱で還元され、CB)として溶接金属中
に歩留まって溶接金属の衝撃性能を向上させる働きをす
る。その含有率か0.1%未満では溶接金属中に歩留ま
るCB)が不足し、衝撃性能向上効果を十分発揮し得な
い。一方1.O%を超えると溶接金属中のCB)量が多
くなり過ぎるために高温割れが発生し易くなる。
FeO: 0.2〜1.5% FeOはスラグの粘性調整剤として有効な成分である。
その含有量が0.2%未満であるとスラグ巻込みが増加
し、ビード形状が凸となる。一方1.5%を足えると溶
融金属中の酸素量が増加し、靭性が低下するばかりでな
くアンダーカットも発生し易くなる。
Ca0%CaF2、MgOが溶接金属中の酸素量を低減
させる働きをし、一方5102、Mn01FeOは酸素
量を増加させる働きをすること、及びこれらの各成分に
は各々最適配合率範囲があることは先に述べた通りであ
る。ところが本発明者らかこれら各成分相互の関連につ
いても更に予備実験で検討したところによると、(Ca
O+−CaF2+−MgO)/(Si02+−Mn04
−FeO)によっても高速サブマージアーク溶接におけ
る溶接作業性及び溶接金属中の酸素量が大きく影響を受
けることを知った。即ち該比率が0.75未満では、溶
接作業性は比較的良好であるものの溶融金属中の酸素量
が増加し、溶接金属の衝撃性能は劣化する。一方該比率
が1.4を超えると、溶融金属中の酸素量は減少し溶接
金属の衝撃性能は良好となるが、溶接作業性が悪化し特
にスラグ巻込みやアンダーカットが発生し易くなる。
〔実施例〕
第1表に示す&1〜A22の組成のフラックスを常法に
従って調製し、溶接作業性、溶接金属中の酸素量、If
1撃値及びX線透過性を調べた。溶接条件及び試験方法
は下記に、また試験結果は第1表に示す通りである。
く溶接条件〉 母材: x60相当材 1 f3wx” x l Q 
Q O,、xワイヤ: サイズ・・・4.0 ffφ成
分= 0.14 G−0,03S i−2,Q QMn
・溶接=2電梅雨面一層溶接 溶接入熱)・・40〜50 kJ/α 溶接速度・−18Qcm/mi n フラックス粒度:20XDメツシュ 開先形状:第1図に示す 〈衝撃試験〉 試験片は、板厚中央によりJIS 232124号試験
片(2fiVサイドノツチ)を採取し、−60℃で試験
を行なった。試験は3本の試験片を用いて行い、その平
均値を第1表に示した。
くX線透過試験〉 試験板全長にわたってX線透過試験を行い欠陥の有無を
判定した。
第1表から明らかな様に本発明例(A1〜5)は、本発
明の規定を欠く比較例(&6〜20)及び従来例(&2
1〜22)に比べ、各試験結果とも良好な値を示してお
り、特に総合判定では顕著に優れている。
〔発明の効果〕
本発明は以上の様に構成されており、フラックスの組成
分を工夫することによって、特に高速サブマージアーク
溶接に適用した場合でも、溶接作業性か良好で高レベル
の低温靭性を有する溶接金属を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例で採用したサブマージアーク溶接の開先
形状を示す説明図である。 出 願 人  株式会社神戸製銅所 第1図 開先形状

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 CaO:13〜23%(重量%、以下同じ) CaF_2:10〜25% MgO:5〜15% SiO_2:25〜40% Al_2O_3:5〜20% MnO:3〜15% TiO_2:0.5〜6% Na_2O及び/またはK_2O:0.5〜5% B_2O_3:0.1〜1.0% FeO:0.2〜1.5% を含むと共に、 CaO+CaF_2+MgO=0.75〜1.40 SiO_2+MnO+FeO の条件を満すことを特徴とするサブマージアーク溶接用
    溶融型フラックス
JP2046485A 1985-02-05 1985-02-05 サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス Expired - Lifetime JPS61180694A (ja)

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