JPS6146397A - フラツクスコア−ドワイヤ - Google Patents

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〕 本発明はガスシールドアーク溶接、エレクトロガス溶接
、エレクトロスラグ溶接、サラマージアーク溶接あるい
はノーガス溶接に用いられるフラックスコアードワイヤ
に関する。

〔従来の技術〕

消耗電極式アーク溶接には金属のコアー内にフラックス
を充填した７う、クスコアードワイヤが用いられる。こ
の７う、クスコアードワイヤに充填されるフラックスは
、番番イ将溶接時に溶融した金属が空気中の酸素又は窒
素と直接に触れて酸化又は窒化されるのを防止して、健
全な溶接部を得るためのものであり、スラグ形からなる
。

すなわち、ガス発生剤（例えばＣａＣＯ５）はアーク熱
によ、ｐ　ｃｏ２またはＣＯガラを発生し、溶融金属を
空気からシールドする。また、脱酸剤（例。

えばフェロＴｌ、フェロ人ｔなど）は溶融金属に溶解し
た酸素、窒素を除去する作用を有する。

更に、スラグ形成剤（例えばＣａＦ２など）は、スラグ
を形成して溶接金属の表面を覆うことによル、溶接金属
の酸化、窒化を防止している。

〔発明が解消しようとする問題点〕

従来のブラックスコアードワイヤに充填されるフラック
ス中に含まれるガス発生剤としては、上述したようにＣ
ａＣＯ３などが使用されている。

このため、フラックスがアークの高温に曝されると、多
量のＣＯガラが発生する。このＣＯガラは人体に対して
極めて有害であル、溶接従事者のみならず周囲の作業者
まで危険な状態におかれることかある。

したがって、本発明は溶接時におけるＣＯＯ２０発生を
全くなくするか、著しく少なくして作業者の安全を確保
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のフラ、クスコアードワイヤは、フラ、クスに、
Ａｒを吸蔵させたソーダライ）、Ｃａい−”ｔ／ｓ　−
Ａ型ゼオライト、フォージャサイト又はモルデナイトを
混入し、これをガス発生剤の少なくとも一部として用い
ることを特徴とするものである。

〔作用〕

まず、上記Ａｒｙｋ吸蔵したソーダライト、Ｃａ２Ａ−
Ｎａ１１５−　Ａ型ゼオライト（通常５Ａと称される）
、７オージヤサイト及びモルデナイトについて説明する
。

担持金属Ｍｅ　（例えばＮａ）の価数をｎ、Ａｊ〜／Ｓ
ＩＯ２＝ｍとすると、化学式Ｍｅ’（（１）・（ＡｔＯ
２）ｒｎ−８ｌＯ□で表わされるゼオライトと総称され
るアミノシリケート化合物の１群が存在する。これらの
化合物は三次元の網目構造をするため、１ｙ当少数百−
の吸着表面積を有し、極めて良好な吸着能を示す。ここ
で、被吸着ガスの侵入する細孔は窓（Ｗｉｎｄｏｗ）と
称され、その径は担持する金属の種類によりて変わる。

上記ソーダライトではＭｅがＮａであり、ｍ−’はｌ、
窓径は２．８Ｘである。このように窓径が小さいため木
取外の分子の吸着は知られていない・また、Ａ型ゼオラ
イトＭ・（Ｗ）・（Ａｔｏ□）１□・（８１０２）１２
では、窓径はＭｅがＫの場合３Ｘ、Ｎａの場合４．ｉ、
Ｃａの場合５Ｘと各々異なる。また、フォージャサイト
ではＭｅとしてＮａ　、　Ｃａ　、　Ｍｇがよく用いら
れ、ｍ　が２．０〜１．０の範囲をとる。

特に、ｍ　が２．５以下の７オージヤサイトｔ−Ｘ型ゼ
オライトと称し、吸着剤として利用され、２．５以上の
フォージャサイトｉＹ型ゼオライトと称し、触媒に多用
される。なお、窓径はＭｅがＣａ、Ｍｇ等アルカリ土類
金属の場合９Ｘ程度、Ｎａ等アルカリ金属の場合１０Ｘ
と推定される。更に、モルデナイトはＭｅとしてＮａ　
、　Ｃａ　、　Ｍｇ等がよく用いられ、ｍ−１は５程度
、窓径は約６Ｘである。

このようなゼオライトでは窓径よシも小さな分子は吸着
されるが、大きな分子は吸着されないので、ちょうど篩
（５ｉｅｖｅ）のような作用をし、ゼオライト全分子篩
（Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　５ｉｅｖｅ）と称する場合もあ
る。

この性質の重要な応用として希ガスの吸蔵現象が挙げら
れる。以下、この点について説明する。つまシく窓径よ
りもわずかに径の大きいガスを高温高圧下で吸蔵させる
と、高密度で吸着剤に封じ込められ、常温大気圧にもど
してもそのまま保持されるが、再び高温に加熱するとガ
スが放出される現象がある。このような機能を有するゼ
オライトをケミカルローデッドモレキュラーシーブズと
称する。

例えば、Ｋ−Ａゼオ２．イトは前述のように窓径３Ｘで
あるため、原子、直径３．４Ｘ程度のＡｒを通常では吸
着しない。ところが、温度３５０℃、圧力２６００　ａ
ｔａでＡｒｔ−に−Ａゼオライトに接触させると１ｇ当
〕標準状態で１００ｃｍ’程度のＡｒを吸蔵し、室温で
３ケ月放置しても２０チ程度の自然放出に留まる。これ
を２５０℃程度に痴態すると、大部分のＡｒは放出され
る。ケミカルロープ、ドモレキュラーシープズは、この
機能を利用してＡｒの精製などに工業的に実用されて。

いる。

上記のような現象拡窓径が２．８Ｘと小さいソーダライ
トではＴｏｔシ期待できないが、実際に圧力５００〜２
０００ａｔａ　、温度３５０〜７５０℃の高温高圧条件
でＡｒに接触させると、ＩＩ当クシ標準状態５０〜１５
０−のＡｒを吸蔵し、室温で３ケ月間放置゛してもほと
んどＡｒは放出されず、Ａｒの吸蔵機能はに−Ａゼオラ
イトよシも良好であった。また、これを２５０℃に加熱
すると大部分のＡｒは放出された。

これに対して、窓径５Ｘの”Ｖ３−　”１７’ｓ　−Ａ
型ゼオライト、窓径９〜１０Ｘのフォージャサイト、窓
径６Ｘのモルデナイトでは上記のような吸蔵機能は全く
期待できなかったのであるが、実際には上記と同様な条
件でソーダライトと同等の吸蔵機能を有していた。これ
は、９ａ２Ａ−Ｎａ−−Ａｉゼオライト、フォージャサ
イト、モルデナイトの構成部分であるソーダライト又は
六角プリズムにＡｒが吸蔵された可能性が高い。

したがって、７う、クスコアードワイヤに充填されるフ
ラックスに、上述したよりなＡｒｔ−吸蔵したソーダラ
イト等を混入して訃けば、溶接時に加熱されて多量のＡ
ｒが放出されるので、従来のようにＣＯガスの発生によ
り作業者が危険な状態におかれるのを防止することがで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はフラックスコアードヮイヤ１の断面形状を示し
、継目なしの金属のコアー２にフラ、クス３を充填した
ものである。このフラックス３はスラグ形成剤、ガス発
生剤、アーク安定剤、脱酸剤、合金成分粉末などからな
る。このフラックス２にはガス発生剤の少なくとも一部
として、Ａｒｔ−吸麓させたソーダライト、Ｃａ２，１
５−　Ｎａい−Ａｆｉゼオライト、フォージャサイト又
はそルデナイトが混入されている・ このようなフラックスコアードワイヤ１を使用した消耗
電極式アーク溶接の溶接方法を第２図を参照して説明す
る。

フラ、クスコアードワイヤ１は溶接トーチの先端部のコ
ンタクトチップ４内を貫通して被溶接物５上に配置され
る。溶接電源εからコンタクトチ、ｆ４などを通じて７
う、クスコアードワイヤ１と、被溶接物５との間に電圧
を印加すると、フラ、クスコアードワイヤ１先端から被
溶接物５へ向かりて溶接アーク７が発生し、フ２ツクス
コアードワイヤ１と被溶接物５とがアーク熱によって溶
融して溶接金属８を形成する。

また、フラックスコアードワイヤ１に充填された７う、
ジス３中に含まれるスラグ形成剤は溶接時にスラグ９ｔ
−形成し、溶接金属８の表面を覆う。フラックスコアー
ドワイヤ１は溶融消耗につれて図示しないワイヤ送給装
置により送給されるので溶接アーク７が持続し、連続的
に溶接が行なわれる。

しかして本発明に係るフッククスコアードワイヤによれ
ば、溶接時にブラックスコアードヮイヤの溶融先端部近
傍でアーク熱あるいはジ。

−ル熱によってフラックスが加熱される九め、フラック
スにガス発生剤として混入されているソーダライト、Ｃ
ａ２Ａ−Ｎａ、δ−Ａ型ゼオライト、フォージャサイト
又はモルデナイトから多量のＡｒが放出される。したが
って、溶接アークの周辺でのＣＯ２ガスの存在量上減少
させるか極微量に抑えることができるので、ＣＯガスの
発生を極めて少なくする仁とができ、人体への有害性を
改善することができる。また、Ａｒにより溶融金属を空
気からシールドできるので、脱酸剤、スラグ形成剤など
の作用とあいｔりて健全な溶接部を得ることができる。

なお、上記実施例ではノンガスシールド溶接の場合につ
いて説明したが、第２図に図示していないノズルから溶
接アーク７の周辺へＣＯ□ガス、Ａｒ、？ス、Ｈｅガス
あるいはこれらの混合ガスなどを送給することによりて
シールド効果を補助するガスシールｒアーク溶接の場合
にも本発明のフラックスコアードワイヤを同様に適用す
ることができる。こうしたｆスシールドアーク溶接でシ
ールドガスとしてＣＯ２，ガスを供給する場合でも、本
発明に係るフラックス；アートワイヤを使用すれば、溶
接アーク周辺の高温領域はフラックスから放出されるム
ｒによって占有されるため、ＣＯ□ガスが高温まで加熱
される確率は小さい。ＣＯ□ガスはブードワール平衡で
知られているように低温ではほとんどＣＯに解離しない
ので、ＣＯガスの発生量を著しく減少させることができ
る。

また、本発明に係るフラ、クスコアードワイヤの断面形
状は第１図に示したものに限らず、第３図〜第６図に示
すものでもよい。第３図〜第６図において、ｌ＊、２ｂ
、２ａ、２ｄは金属のコア、Ｊａ、Ｊｂ、ｊｃ、Ｊｄは
フラックス、１０は溶接心線をそれぞれ示す。

第３図は金属ストリップを円形にしてコアー２ａとし、
フラックス３息を充填したちの、第４図は金属ストリッ
プを折込んでコアー２ｂとしたもの、第５図は金属スト
リップの端部を折込んでコアー２Ｃとしたもの、第６図
は金属ストリップを折込んでコアー２ｄとし、更に中心
に溶接部＠１０を配置し−Ｃ両者の間に７ラツク・ス３
ｄを充填したものである。これらの断面形状を有するフ
ラックスコアードワイヤでも上述したような効果が得ら
れることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明の７２ツクスコアードワイヤに
よれば、健全な溶接部が得られるとともに、ＣＯＯ２０
発生を抑えて作業者の安全を確保できるという顕著な効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における７う、クスコアードワ
イヤの断面図、第２図は同フッククスコアードワイヤを
用いた消耗電極式アーク溶接の溶接方法を示す説明図、
第３図〜第６図はそれぞれ本発明の他の実施例における
フラツクスコアードワイヤの断面図である０ １・・・フラックスコアードワイヤ、２．２ｇ。 ２　ｂ　、　２　ａ　、　２　ｄ　・−・金属のコアー
、３　、３ｇ　。 ３ｂ、３ｃ、３ｄ・・・フラックス、４俸・・コンタク
トチップ、５・・・被溶接物、６・・・溶接電源、７・
・・溶接アーク、８・・・溶接金属、９・・・スラグ、
１０・・・溶接心線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　フラックスに、Ａｒを吸蔵させたソーダライト、Ｃａ
   ＿２＿／＿３−Ｎａ＿１＿／＿３−Ａ型ゼオライト、フ
   ォージャサイト又はモルデナイトを混入したことを特徴
   とするフラックスコアードワイヤ。