JPS6250235B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6250235B2
JPS6250235B2 JP13977481A JP13977481A JPS6250235B2 JP S6250235 B2 JPS6250235 B2 JP S6250235B2 JP 13977481 A JP13977481 A JP 13977481A JP 13977481 A JP13977481 A JP 13977481A JP S6250235 B2 JPS6250235 B2 JP S6250235B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flux
welding
caf
mgo
bead
Prior art date
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Expired
Application number
JP13977481A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5841694A (ja
Inventor
Fumimaru Kawabata
Tadamasa Yamaguchi
Atsushi Shiga
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP13977481A priority Critical patent/JPS5841694A/ja
Publication of JPS5841694A publication Critical patent/JPS5841694A/ja
Publication of JPS6250235B2 publication Critical patent/JPS6250235B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B23K35/3607Silica or silicates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、サブマージ溶接用焼成型フラツクス
に関し、特に本発明は、多電極サブマージアーク
溶接用焼成型フラツクスに関するものである。 サブマージ溶接用フラツクスは、アークの安
定、アーク周辺のシールド、化学治金反応などの
役割をもつている。フラツクスはその製造方法に
より溶融型フラツクスと焼成型フラツクスに分け
られる。前者は原料鉱石を所定の組成に配合し、
アーク炉などで溶解し、凝固後粉砕して適当な粒
度に調整したガラス状フラツクスである。後者は
原料鉱石粉と合金元素を所定の配合にして混ぜた
ものを、例えばケイ酸ソーダを粘結剤として、原
料が溶解、あるいは分解しない程度で焼成、造粒
したものである。 ところで近年溶接は能率向上のため高速化の傾
向にあり、サブマージアーク溶接においても高速
化されているが、溶接部の健全性、すなわち十分
な溶込み深さと溶着量を確保するため必然的に大
電流溶接となり、その結果電流の増大によるアン
ダーカツト等の不整ビードを生じ易くなることが
知られている。その防止対策として多電極により
電流を分散させる多電極溶接が普及している。し
かし電流を分散させるとはいえ単電極溶接に比べ
れば総合電流値は大きく、どうしても溶込みがビ
ード幅に比し大きくビード形状として好ましくな
いなし型ビードを形成しやすい。この傾向は一般
に細粒度でかさ比重が大きく、ガス発生成分を含
有しえない溶融型フラツクスで特に顕著である。
この溶融型フラツクスの高速溶接性における弱点
は大かさ比重、ガス発生なしという製法上の特性
に起因するものと考えられその解消策は溶接条件
による他はない。しかしながら溶接条件は多電極
化にともない操作因子が増し複雑化している。い
つぽう焼成型フラツクスでは従来いわれるように
同一溶接条件でも溶融型フラツクスに比し溶込み
が浅い傾向があるものの、ビード幅が広く形状係
数(ビード幅/溶込み深さ)が1.5〜2の良好な
ビード形状が多電極大電流溶接においても容易に
得られ前述の溶融型フラツクスの欠点を解消でき
る。ところが焼成型フラツクスは製法上単体酸化
物あるいは炭酸塩の混合結合体であるため一般に
高融点で高速溶接時にフラツクス溶融が不均一と
なりビード外観を損ね高速溶接に適さないと考え
られていた。 本発明は、上記高速溶接に適さないと考えられ
ている従来の焼成型フラツクスの有する欠点を除
去、改善したサブマージアーク溶接用焼成型フラ
ツクスを提供することを目的とするものであり、
特許請求の範囲記載の焼成型フラツクスを提供す
ることによつて前記目的を達成することができ
る。すなわち本発明は、SiO225〜35%、TiO25〜
20%、Al2O35〜15%、MnO4〜15%、MgO6〜15
%、CaO5〜15%、CaF26〜15%を主要成分とし
て含有し、下記(1)式および(2)式の条件を満足する
サブマージ溶接用焼成型フラツクスであつて、前
記フラツクスを用いて溶接する際前記フラツクス
が熱分解して発生するガスの重量%は1.5〜3%
であり、前記主要成分とガス成分のほかは不可避
的不純物からなり、前記フラツクス粒度は累積粒
度分布において50重量%となる粒子メジアン直径
(d med)が500〜800μであり、かつ直径295μ
以下の微粒子総重量がフラツクス全重量の15%以
下であることを特徴とするサブマージ溶接用焼成
型フラツクス。 1.3≦MgO/CaF2+0.59Al2O3/TiO2≦1.7
………(1) 0.2≦MgO/CaF2≦1.0 ………(2) に関するものである。 本発明の焼成型フラツクスは化学組成ならびに
粒度を適正化したことにより、焼成型フラツクス
の有するビード形状の優れるという利点を保持す
ると共に、高速溶接性の向上を達成することので
きる焼成型フラツクスである。 次に本発明のフラツクスの成分組成を限定する
理由を説明する。 SiO2はフラツクスを構成する重要な成分で塩
基度やスラグ粘性を調整するため添加されるが25
%末満では粘性が小さくなりすぎ高速溶接性が損
なわれる。いつぽう35%を超えると塩基度が低く
なりすぎ溶接金属のじん性を確保できない。 TiO2はアークの安定性に影響し5%未満では
不安定となり20%を超えるとビードが凸状になる
ため5〜20%にする必要がある。 Al2O3は高融点酸化物であるためフラツクスの
低融点化の目的には少ないことが望ましいが、ス
ラグのはくり性を改善する効果があり、低融点酸
化物TiO2と組み合わせ前述(1)式で決定される。 MnO2はスラグのはくり性およびじん性に影響
する成分である。含有量が少ない場合にはスラグ
のはくり性が劣化するため4%以上の添加が必要
であるが、逆に多すぎるとMnOの環元により溶
接金属中の酸素量が増加してじん性を劣化するた
め15%以下にする必要がある。 MgOはAl2O3と同様、高融点酸化物であるため
少ない方が望ましいが塩基度を上げ溶接金属のじ
ん性を改善するため添加するが、Al2O3と同様、
低融点物質CaF2と組み合わせ前述(2)式で決定さ
れる。 CaOは溶接金属のじん性確保のため5〜15%配
合する。5%より少ないと効果が期待できず、い
つぽう15%を超えると高融点化を助長するととも
にポツクマークが発生しやすくなり拡散性水素量
も増加する。 CaF2は溶接金属の酸素量を低減する作用があ
るが少なすぎると効果がない。いつぽうCaF2
はスラグ粘性を下げる効果もあり、添加しすぎる
と粘性が下がりすぎ、溶鋼の激しい動きを抑えき
れず欠陥が発生するとともにあばたが発生しビー
ド外観を損ねる。また低融点化を目的にMgOの
高融点を相殺する意味から5〜20%の範囲が適量
である。 つぎにMgO、CaF2、Al2O3、TiO2につき次式
で限定した理由を述べる。 1.3≦MgO/CaF2+0.59Al2O3/TiO2≦1.7
………(1) 0.2≦MgO/CaF2≦1.0 ………(2) (1)式は種々の化学組成のフラツクスにおける溶
接作業性を調査検討した結果得られた実験的条件
である。第1図に示すように(1)、(2)式で表わされ
た領域のフラツクス組成では良好な作業性が得ら
れる。(2)式は第2図に示すSiO2−MgO−CaF23
元系状態図において3元固溶体の融点が低下する
領域にMgO、CaF2含有率を限定する意味を有す
る。 フラツクスのガス発生量はたとえばMnO2
MnCO3の場合MnO2(%)×(O/2MnO)、MnCO3 (%)×(CO/MnO)で求め、1.5〜3%必要で
ある。 1.5%未満ではガス発生逸出にともなう溶鋼のか
くはんが効果的に起こらずアンダーカツトの抑制
効果が減じる。いつぽうこれを超えるとアーク空
洞の不安定化あるいは破壊が生じビード不整とな
る。ガス量を1.5〜3%とするためには酸化物お
よび炭酸塩原料とそれらの組み合わせを配合する
ことで可能であるが、たとえばMnCO3、CaCO3
の炭酸塩のみで配合しようとすればそれぞれ
MnO=3〜5%、CaO=2.5〜4%となり前述の
成分範囲確保は困難である。推奨される原料とし
てはMnO2であり、これによればMnO=6〜13%
となる。 つぎにフラツクスの粒度構成であるが、これは
作業性に顕著に影響しメジアン径が500〜800μよ
り小さい場合細かすぎフラツクス溶融量が適度と
なり同時にガス発生量も増すが、反面フラツクス
の流動性が悪化しアーク空洞からのガス逸出が困
難となり空洞の吹き上げが生じ安定な溶接が行な
えない。いつぽう800μを超えると粗くなりす
ぎ、フラツクス溶融が均一に行なわれず同時にガ
ス発生の不均一を生じ溶融池の不安定を招く。こ
のためビードに蛇行が生じる。粒度に関連して、
製造上不可避な微粒子において295μ径以下のも
のは15%以下にしなければならない。これを超え
ると著しくアンダーカツトを発生する。 次に本発明を実施例につて説明する。 実施例 1 第1表に示した組成と諸元および粒度構成の試
作フラツクスを調整し、これらにより4電極サブ
マージアーク溶接を行なつた。溶接はV溝加工を
施したパイプ材(×60)に4電極溶接し、スラグ
のはくり性、ビード形状、ビード表面欠陥など調
査した。第3図はV溝の寸法を、第2表は4電極
溶接条件を示す。
【表】
【表】
【表】
【表】 第3表に試験結果をまとめて示したが、本発明
フラツクスA1〜A4では240cm/minの高速に
おいてもアンダーカツト、ポツクマークが発生せ
ずビード断面形状も良好であつた。またスラダの
はくり性もよい。いつぽう比較フラツクスB1〜
B4ではいずれもポツクマークあるいはアンダー
カツトの発生がみられ健全な溶接部が得られなか
つた。 実施例 2 実施例2では粒度における本発明フラツクスの
効果を記す。
【表】 前述の発明フラツクス組成の条件を満足し第4
表に示すように粒度構成を種々に調整したものを
用い、実施例1と同条件で溶接を行ない作業性を
調査した。本発明フラツクスA4の粒度構成を満
足しない比較フラツクスB5〜B9では、良好ビ
ードは得られなかつた。たとえば粒度が粗い場合
にはビード幅は広く溶込みが浅くなり所定の溶込
深さを高速で得られなくなるとともにビードの蛇
行が生じた。いつぽう細かい場合にはガスによる
吹き上げが生じアンダーカツトを含む不整ビード
を形成するとともにビードのヘリが流れるいわゆ
る鋳ばりと称される欠陥が生じた。さらに粒度構
成を適合させても295μ径以下の粒子総重量が全
体の15%以上の場合には第4図に示すように著し
くアンダーカツトが発生した。 実施例 3 さらに従来高速溶接性に優れるといわれる溶融
型フラツクスF1と本発明フラツクスにより、4
電極溶接で健全な溶接部の得られる最高速度を
種々の板厚につき調査した結果、第5図に示すよ
うにF1に比し約30%の速度増大が可能であるこ
とが確められた。 以上本発明の焼成型フラツクスを用いて多電極
サブマージアークで鉄鋼の溶接を行なうと、良好
なビード形状と健全な溶接金属を高速度で得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はAl2O3/TiO2とMgO/CaF2と作業性
との関係を示す図、第2図はSiO2−MgO−
CaF23元系状態図、第3図は供試材のV溝寸法を
示す図、第4図はフラツクス中の295μ径以下の
粒子の重量%とアンダーカツト発生率との関係を
示す図、第5図は本発明フラツクスおよび溶融型
フラツクスF1を用いて4電極溶接を行なう場合
の板厚(mm)と溶接速度(cm/min)との関係を
示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 SiO225〜35%、TiO25〜20%、Al2O35〜15
    %、MnO4〜15%、MgO6〜15%、CaO5〜15%、
    CaF26〜15%を主要成分として含有し、下記(1)式
    および(2)式の条件を満足するサブマージ溶接用焼
    成型フラツクスであつて、前記フラツクスを用い
    て溶接する際前記フラツクスが熱分解して発生す
    るガスの重量%は1.5〜3%であり、前記主要成
    分とガス成分のほかは不可避的不純物からなり、
    前記フラツクスの粒度は累積粒度分布において50
    重量%となる粒子メジアン直径(d med)が
    500〜800μであり、かつ直径295μ以下の微粒子
    総重量がフラツクス全重量の15%以下であること
    を特徴とするサブマージ溶接用焼成型フラツク
    ス。 1.3≦MgO/CaF2+0.59Al2O3/TiO2≦1.7
    ………(1) 0.2≦MgO/CaF2≦1.0 ………(2)
JP13977481A 1981-09-07 1981-09-07 サブマ−ジ溶接用焼成型フラツクス Granted JPS5841694A (ja)

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JPS5841694A JPS5841694A (ja) 1983-03-10
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200103672A (ko) * 2017-12-28 2020-09-02 유니 참 코포레이션 흡수성 물품

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