JPS6138794A - 片面溶接用裏当材 - Google Patents
片面溶接用裏当材Info
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- JPS6138794A JPS6138794A JP59162613A JP16261384A JPS6138794A JP S6138794 A JPS6138794 A JP S6138794A JP 59162613 A JP59162613 A JP 59162613A JP 16261384 A JP16261384 A JP 16261384A JP S6138794 A JPS6138794 A JP S6138794A
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- Japan
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- backing material
- back bead
- welding
- forming layer
- slag
- 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
- B23K35/3607—Silica or silicates
-
- 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
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (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〕
本発明は、欠陥のない美麗な裏ビードを与えると共に優
れたスラグ剥離性を確保することのできる片面溶接用裏
当材に関するものである。
れたスラグ剥離性を確保することのできる片面溶接用裏
当材に関するものである。
片面溶接用裏当材の裏ビード形成層としては、粉粒状フ
ラックス、該フラックスを水ガラス等で固化した固形フ
ラックス、ガラス繊維等の無機繊維、或はこれらを組合
せた複合材等が用いられている。このうち無機繊維を裏
ビード形成層とする裏当材は柔軟性が良好であり、目違
いを有する開先の片面溶接や鋼管溶接の様な湾曲溶接等
への適用が容易である等の利点がある。ところで無機繊
維を生産性良く製造する為には、融点や線引き性等の観
点から原料及び素材成分が著しく制限されるが、生産性
の良好な原料には概して溶接金属中へ溶融混入し溶接部
の品質に悪影響を及ぼす成分が含まれており、物性（特
に耐割れ性）及び外観を低下させることが多い。ところ
で裏ビードの品質に最も悪影響を与える成分はＢ２Ｏ３
であると考えられており、無機繊維中のＢ２Ｏ３量が６
％以」−になると、裏ビードに割れが発生し易くなるこ
とが確認されている（特公昭５０−８５４８８号）。
ラックス、該フラックスを水ガラス等で固化した固形フ
ラックス、ガラス繊維等の無機繊維、或はこれらを組合
せた複合材等が用いられている。このうち無機繊維を裏
ビード形成層とする裏当材は柔軟性が良好であり、目違
いを有する開先の片面溶接や鋼管溶接の様な湾曲溶接等
への適用が容易である等の利点がある。ところで無機繊
維を生産性良く製造する為には、融点や線引き性等の観
点から原料及び素材成分が著しく制限されるが、生産性
の良好な原料には概して溶接金属中へ溶融混入し溶接部
の品質に悪影響を及ぼす成分が含まれており、物性（特
に耐割れ性）及び外観を低下させることが多い。ところ
で裏ビードの品質に最も悪影響を与える成分はＢ２Ｏ３
であると考えられており、無機繊維中のＢ２Ｏ３量が６
％以」−になると、裏ビードに割れが発生し易くなるこ
とが確認されている（特公昭５０−８５４８８号）。
従ってＢ２Ｏ３は極力少なくすべきであるが、無機繊維
原料を繊維状に成形する為には低粘度化成分としてＢ２
Ｏ３が・不可欠であるとされていた。
原料を繊維状に成形する為には低粘度化成分としてＢ２
Ｏ３が・不可欠であるとされていた。
本発明者等はこうした状況のもとで、Ｂ２Ｏ３を零にし
た場合でも繊維状に成形し得る様な技術を開発すべく研
究を進めてきた。その結果無機繊維原料の主成分である
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３等の含有率を調整してやれば＆
ａ繊維状成形するうえで不都合はなくなり、しかもこの
無機繊維はＢ２Ｏ３を含まないから裏ビードの耐割れ性
が劣化する恐れもなくなった。ところが溶接スラグの粘
性が増大する為スラグから発生した気泡が抜は難くなっ
て溶接金属との間にとり残され、裏ビードに気泡の跡（
あばた）が現われ、外観が劣悪になるという問題が生じ
てきた。そこで裏ビードの外観を改善する為には溶接ス
ラグの粘性を低下させ得る様な具体策を講する必要があ
ると考え更に研究を重ねた結果、特公昭５９−４２８８
号に開示した技術に想到した。この発明は、片面溶接用
裏当材の裏ビード形成用の無機繊維として、ＳｉＯ□や
Ａｌ２Ｏ３の他適量のＺｒＯ□とＮａ２Ｏ及び／又はに
２０を含有しＢ２Ｏ３を実質的に含有しない素材を用い
るもので、との裏当材を使用すれば耐割れ性が改善され
ると共に裏ビード表面のあばたも解消された。
た場合でも繊維状に成形し得る様な技術を開発すべく研
究を進めてきた。その結果無機繊維原料の主成分である
ＳｉＯ２及びＡｌ２Ｏ３等の含有率を調整してやれば＆
ａ繊維状成形するうえで不都合はなくなり、しかもこの
無機繊維はＢ２Ｏ３を含まないから裏ビードの耐割れ性
が劣化する恐れもなくなった。ところが溶接スラグの粘
性が増大する為スラグから発生した気泡が抜は難くなっ
て溶接金属との間にとり残され、裏ビードに気泡の跡（
あばた）が現われ、外観が劣悪になるという問題が生じ
てきた。そこで裏ビードの外観を改善する為には溶接ス
ラグの粘性を低下させ得る様な具体策を講する必要があ
ると考え更に研究を重ねた結果、特公昭５９−４２８８
号に開示した技術に想到した。この発明は、片面溶接用
裏当材の裏ビード形成用の無機繊維として、ＳｉＯ□や
Ａｌ２Ｏ３の他適量のＺｒＯ□とＮａ２Ｏ及び／又はに
２０を含有しＢ２Ｏ３を実質的に含有しない素材を用い
るもので、との裏当材を使用すれば耐割れ性が改善され
ると共に裏ビード表面のあばたも解消された。
〔発明が解決しようとする問題点］
ところが上記先願発明についてその実用化研究を進める
うちに、スラグ剥離性という新たな問題に遭遇してきた
。即ちスラグ剥離性とは、溶接熱によって溶融し裏ビー
ド表面を覆っている裏ビード形成用無機繊組由来のスラ
グの剥離性を言うが、上記発明の無機繊維では裏ビード
のトウの部分にスラグが強固に固着する為、その除去に
多大な労力と時間を要する。
うちに、スラグ剥離性という新たな問題に遭遇してきた
。即ちスラグ剥離性とは、溶接熱によって溶融し裏ビー
ド表面を覆っている裏ビード形成用無機繊組由来のスラ
グの剥離性を言うが、上記発明の無機繊維では裏ビード
のトウの部分にスラグが強固に固着する為、その除去に
多大な労力と時間を要する。
本発明はこうした状況のもとで、スラグ剥離性について
も良好な結果を与える様な裏当材を提供しようとするも
のである。
も良好な結果を与える様な裏当材を提供しようとするも
のである。
本発明は無機繊維よりなる成形体を裏ビード形成層とす
る片面溶接用裏当材であって、無機繊維は、ＳｉＯ□
：４０〜７０％（重量％：以下同じ）、ｚｒＯ２：１０
〜２５％、アルカリ金属酸化物：１０〜２５％、アルカ
リ土類金属酸化物＝０．１〜７％を含有すると共にＡｌ
２Ｏ３が０．９％以下に制限され、且つＢ２Ｏ３を実質
的に含有しないものであるところに要旨を有するもので
ある。
る片面溶接用裏当材であって、無機繊維は、ＳｉＯ□
：４０〜７０％（重量％：以下同じ）、ｚｒＯ２：１０
〜２５％、アルカリ金属酸化物：１０〜２５％、アルカ
リ土類金属酸化物＝０．１〜７％を含有すると共にＡｌ
２Ｏ３が０．９％以下に制限され、且つＢ２Ｏ３を実質
的に含有しないものであるところに要旨を有するもので
ある。
本発明者等が種々実験を行なったところによると、スラ
グ剥離性を改善する為には、前記先願発明における無機
繊維構成４分のうちＡｌ２Ｏ３の量を減少させ、且つＣ
ａ、ＯやＢＪｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物を適量含
有させればよい、という新たな事実が確認された。本発
明はこの確認事実を基に完成されたものであって、その
特徴的構成は無機繊維構成４分中のＡｌ２Ｏ３量及びア
ルカリ土類金属酸化物量を特定範囲に限定したところに
ある。即ちスラグ剥離性を改善する為にはＡｌ２Ｏ３量
を０．９％以下に抑えると共に、０．１〜７％のアルカ
リ土類金属酸化物を含有させなければならず、Ａｌ２Ｏ
３量が０．９％を超えるとスラグ剥離性は改善されない
。
グ剥離性を改善する為には、前記先願発明における無機
繊維構成４分のうちＡｌ２Ｏ３の量を減少させ、且つＣ
ａ、ＯやＢＪｇＯ等のアルカリ土類金属酸化物を適量含
有させればよい、という新たな事実が確認された。本発
明はこの確認事実を基に完成されたものであって、その
特徴的構成は無機繊維構成４分中のＡｌ２Ｏ３量及びア
ルカリ土類金属酸化物量を特定範囲に限定したところに
ある。即ちスラグ剥離性を改善する為にはＡｌ２Ｏ３量
を０．９％以下に抑えると共に、０．１〜７％のアルカ
リ土類金属酸化物を含有させなければならず、Ａｌ２Ｏ
３量が０．９％を超えるとスラグ剥離性は改善されない
。
またアルカリ土類金属酸化物が０．１％未満の場合もス
ラグ剥離性を有効に防止することができず、一方７％を
超えると裏ビード表面の艶がなくなると共に表面がいぼ
いぼ状となり健全な裏波ビードが得られなくなる。
ラグ剥離性を有効に防止することができず、一方７％を
超えると裏ビード表面の艶がなくなると共に表面がいぼ
いぼ状となり健全な裏波ビードが得られなくなる。
上記以舛の構成４分の種類及び含有率を定めた理由は次
の通りである。
の通りである。
ＳｉＯ□ ：生成スラグの融点を高め溶接中の抜は落ち
を防止する為に不可欠の主成分で あり、４０％未満ではこれらの効果が 不十分となって抜は落ちが発生する。
を防止する為に不可欠の主成分で あり、４０％未満ではこれらの効果が 不十分となって抜は落ちが発生する。
しかし多過ぎると無機繊維の融点が高
くなり過ぎて溶接熱で溶融し難くなり、裏ビード形成層
としての機能を果たさ なくなるので、７０％以下に抑えなければならない。
としての機能を果たさ なくなるので、７０％以下に抑えなければならない。
ＺｒＯ□ ：裏ビード表面に発生する気泡の跡（あばた
）を防止する機能を有してふり、 １０５１５未満では裏ビード形成層の溶融により生成し
たスラグの粘性が高くな り過ぎてガス抜けが悪（なり、裏ビー ド表面にあばたが発生する。またｚｒｏ２は素材自体の
融点を下げて繊維化を容 易にする機能も有しており、こうした 意味からも１０％以上含有させなけれ ばならない。しかし２５％を超えると 融点が高くなり過ぎて裏ビード形成層 としての機能を果たし得なくなる。
）を防止する機能を有してふり、 １０５１５未満では裏ビード形成層の溶融により生成し
たスラグの粘性が高くな り過ぎてガス抜けが悪（なり、裏ビー ド表面にあばたが発生する。またｚｒｏ２は素材自体の
融点を下げて繊維化を容 易にする機能も有しており、こうした 意味からも１０％以上含有させなけれ ばならない。しかし２５％を超えると 融点が高くなり過ぎて裏ビード形成層 としての機能を果たし得なくなる。
アルカリ金属酸化物：に２０、Ｎａ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ等を
単独で使用し或は２種以上を併用する ことができ、１０％未満では十分な強 度の長繊維を得ることができない。し かし多過ぎると繊維の吸湿性が高くな って溶接時の気泡発生量が増大し、裏 波ビード表面にあばたが生じたり溶接 金属に気孔欠陥が現われるので２５％ 以下に抑えなければならない。
単独で使用し或は２種以上を併用する ことができ、１０％未満では十分な強 度の長繊維を得ることができない。し かし多過ぎると繊維の吸湿性が高くな って溶接時の気泡発生量が増大し、裏 波ビード表面にあばたが生じたり溶接 金属に気孔欠陥が現われるので２５％ 以下に抑えなければならない。
Ｂ２Ｏ３：前述の様に溶接金属の高温割れを著しく助長
する有害成分であり、実質土寄 に制限しなければならない。
する有害成分であり、実質土寄 に制限しなければならない。
本発明の裏当材は上記成分を含む無機繊維を裏ビード形
成層として構成されるものであり、その形態は特に限定
されないが、通常はシート状に束ねたもの、テープ、マ
ット或はクロス状に編んだもの等の成形体として使用さ
れる。これらの無機繊維成形体は、それのみで裏当材を
構成する様にしてもよいが、通常は該成形体を裏ビード
形成層として最上層部に配置し、その下部にアスベスト
等の耐火材層及び段ボール等の形状保持材等を積層して
使用され、場合によっては熱収縮性フィルム等で被装す
ることもある。またこの裏当材は一定寸法の長尺板状体
とし、開先裏面に適当な裏当治具で固定してもよく、或
は長尺の帯状体とし銅板等で開先裏面に押付けながら溶
接する様にしてもよい。
成層として構成されるものであり、その形態は特に限定
されないが、通常はシート状に束ねたもの、テープ、マ
ット或はクロス状に編んだもの等の成形体として使用さ
れる。これらの無機繊維成形体は、それのみで裏当材を
構成する様にしてもよいが、通常は該成形体を裏ビード
形成層として最上層部に配置し、その下部にアスベスト
等の耐火材層及び段ボール等の形状保持材等を積層して
使用され、場合によっては熱収縮性フィルム等で被装す
ることもある。またこの裏当材は一定寸法の長尺板状体
とし、開先裏面に適当な裏当治具で固定してもよく、或
は長尺の帯状体とし銅板等で開先裏面に押付けながら溶
接する様にしてもよい。
第１表に示す化学成分のガラス繊維を用いて厚さが約１
關のガラス繊維テープを作成した。このテープを２枚重
ねて裏ビード形成層とし、アスベスト製の板材を裏打ち
して溶接用裏当材を得た。
關のガラス繊維テープを作成した。このテープを２枚重
ねて裏ビード形成層とし、アスベスト製の板材を裏打ち
して溶接用裏当材を得た。
この裏当材を、第１図に示す如く開先裏面に当接しく図
中１は母材、２は裏当材、２ａは裏ビード形成層、２ｂ
はセラミックス、８はアルミニウム粘着テープ、を夫々
示す）、下記の条件で片面溶接を行なった。
中１は母材、２は裏当材、２ａは裏ビード形成層、２ｂ
はセラミックス、８はアルミニウム粘着テープ、を夫々
示す）、下記の条件で片面溶接を行なった。
（溶接条件）
溶接ワイヤ ：λｆＧ−５０７，１．２關φガスシール
ドアーク溶接用ソリ ラドワイヤ ＡＷＳ（ＥＲ７０Ｓ− シールドガス：ＣＯ□−１００％，２５１／分供試鋼板
：５０キロ級高張力鋼 ５Ｍ５０Ａ２５厘−Ｘ ８
００ ｍｒＸ’ Ｘ ６００關ｌ開先形状 ：第１図
参照 溶接条件 ：電流・・・２５ＯＡ、ＤＣ（ト）電圧・
・・２８Ｖ 速度・・・２４ｃｒｎ／分 結果を第１表に一括して示す。尚溶接結果の評価基準は
下記の通りとした。
ドアーク溶接用ソリ ラドワイヤ ＡＷＳ（ＥＲ７０Ｓ− シールドガス：ＣＯ□−１００％，２５１／分供試鋼板
：５０キロ級高張力鋼 ５Ｍ５０Ａ２５厘−Ｘ ８
００ ｍｒＸ’ Ｘ ６００關ｌ開先形状 ：第１図
参照 溶接条件 ：電流・・・２５ＯＡ、ＤＣ（ト）電圧・
・・２８Ｖ 速度・・・２４ｃｒｎ／分 結果を第１表に一括して示す。尚溶接結果の評価基準は
下記の通りとした。
０：良好
△：やや不良
第１表より次の様に考察することができる。
実験Ｎｏ、 １．２．５．６．７．１０．１１．１４．
１５．１８．１９及び２１は本発明で規定するすべての
要件を満たす実施例であり、裏ビードの外観、形状共に
良好であリスラグ剥離性も優れている。これに対し他の
実験Ｎｏ、のものは規定要件のいずれかを欠く比較例で
あり、以下に示す如く裏ビードの外観、形状及びスラグ
剥離性のいずれかに問題がある。
１５．１８．１９及び２１は本発明で規定するすべての
要件を満たす実施例であり、裏ビードの外観、形状共に
良好であリスラグ剥離性も優れている。これに対し他の
実験Ｎｏ、のものは規定要件のいずれかを欠く比較例で
あり、以下に示す如く裏ビードの外観、形状及びスラグ
剥離性のいずれかに問題がある。
実験Ｎｏ、 ８ ： Ａｌ□０３が規定範囲を超えてい
る為スラグ剥離性が悪い。
る為スラグ剥離性が悪い。
実験Ｎｏ、 ４ ：アルカリ土類金属酸化物が含まれて
いない為やはりスラグ剥離性が 悪い。
いない為やはりスラグ剥離性が 悪い。
実験Ｎｏ、 ８ ：アルカリ土類金属酸化物が多過ぎる
為裏ビード表面の外観が劣悪と なり（いぼいぼ状となる）、また スラグ剥離性もやや悪い。
為裏ビード表面の外観が劣悪と なり（いぼいぼ状となる）、また スラグ剥離性もやや悪い。
実験Ｎｏ、 ９ ： ５ｉ０２量が不足する為裏ビード
形成層の抜は落ちが生じた。
形成層の抜は落ちが生じた。
実験Ｎｏ、 １２ ： ８１０２量が多過ぎて裏ビード
形成層の融点が高くなり、溶接熱 で溶融しにくい為適正な裏波ビ ードが形成されない。
形成層の融点が高くなり、溶接熱 で溶融しにくい為適正な裏波ビ ードが形成されない。
実験Ｎｏ、 １８ ： ｚｒｏ□量が不足する為裏波ビ
ード表面に気泡の跡が残る。
ード表面に気泡の跡が残る。
実験Ｎｏ、 ｌ ６ ： ＺｒＯ２量が多過ぎてビード
形成層の融点が高くなり、適正な裏 波ビードが形成されない。
形成層の融点が高くなり、適正な裏 波ビードが形成されない。
実験Ｎｏ、 １７ ：アルカリ金属酸化物量が不足する
為繊−維化することができない。
為繊−維化することができない。
実験Ｎｏ、 ２０ ：アルカリ金属酸化物が多過ぎる為
ビード表面に気泡の跡が残り、 ビード内部には気孔欠陥が見ら れる。
ビード表面に気泡の跡が残り、 ビード内部には気孔欠陥が見ら れる。
実験Ｎｏ、 ２１ ：ビード外観やスラグ剥離性は良好
であるが、Ｂ２Ｏ３が含まれて いる為溶接金属が高温割れを生 じた。
であるが、Ｂ２Ｏ３が含まれて いる為溶接金属が高温割れを生 じた。
本発明は以上の様に構成されてかり、裏ビード形成層の
材質を特定することによって、溶接金属の耐割れ性、裏
ビードの外観・形状及びスラグ剥離性のすべてを満足し
得ることになった。
材質を特定することによって、溶接金属の耐割れ性、裏
ビードの外観・形状及びスラグ剥離性のすべてを満足し
得ることになった。
第１図は本発明裏当材の開先裏面への装着例を示す断面
説明図である。 １・・・母材、 ２・・裏当材、２ａ・・・裏
ビード形成層、 ２ｂ・・・セラミックス、 ３・・・アルミニウム粘着テープ。 第１図
説明図である。 １・・・母材、 ２・・裏当材、２ａ・・・裏
ビード形成層、 ２ｂ・・・セラミックス、 ３・・・アルミニウム粘着テープ。 第１図
Claims (1)
- 無機繊維よりなる成形体を裏ビード形成層とする片面溶
接用裏当材であつて、無機繊維は、ＳｉＯ＿２：４０〜
７０％（重量％：以下同じ）、ＺｒＯ＿２：１０〜２５
％、アルカリ金属酸化物：１０〜２５％、アルカリ土類
金属酸化物：０．１〜７％を含有すると共にＡｌ＿２Ｏ
＿３が０．９％以下に制限され、且つＢ＿２Ｏ＿３を実
質的に含有しないものであることを特徴とする片面溶接
用裏当材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162613A JPS6138794A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 片面溶接用裏当材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162613A JPS6138794A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 片面溶接用裏当材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6138794A true JPS6138794A (ja) | 1986-02-24 |
| JPH0118835B2 JPH0118835B2 (ja) | 1989-04-07 |
Family
ID=15757924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59162613A Granted JPS6138794A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 片面溶接用裏当材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6138794A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169698A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | Nippon Steel Corp | 片面溶接用裏当材 |
-
1984
- 1984-07-31 JP JP59162613A patent/JPS6138794A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59169698A (ja) * | 1983-03-15 | 1984-09-25 | Nippon Steel Corp | 片面溶接用裏当材 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0118835B2 (ja) | 1989-04-07 |
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