JPS6313798B2 - - Google Patents
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- JPS6313798B2 JPS6313798B2 JP18555680A JP18555680A JPS6313798B2 JP S6313798 B2 JPS6313798 B2 JP S6313798B2 JP 18555680 A JP18555680 A JP 18555680A JP 18555680 A JP18555680 A JP 18555680A JP S6313798 B2 JPS6313798 B2 JP S6313798B2
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- Japan
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- flux
- welding
- electroslag
- inconel
- electrode
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Classifications
-
- 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
- B23K35/3603—Halide salts
- B23K35/3605—Fluorides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
本発明はインコネル（インコネルとはNi59〜
80％、Cr15〜22％、Mn9.5％以下を含み、必要に
応じてNb、Ta0.5〜4.0％、Fe3％以下、残りは
少量のSi、Ti、Cu、Mo、Co等を含むものであ
る。）帯状電極水平エレクトロスラグ肉盛溶接用
フラツクスに関するものである。 肉盛溶接とは炭素鋼にステンレス鋼またはイン
コネルなどの帯状電極により行われ、その性質上
耐食性を良好にするため、溶込みが浅く、高能率
で肉盛できるサブマージアークによる帯状電極肉
盛溶接方法が広く用いられている。しかしながら
最近の化学プラントあるいは原子力の発達に伴な
い、耐食性のよい優れた溶接金属が要求されてい
る。そのためには溶接金属の低炭素化やインコネ
ルやモネルメタルなどの高Ni合金系を用いるが
従来のサブマージアークによる帯状電極溶接法に
おいては母材に対する稀釈率は15〜25％と高く耐
食性のより優れた溶接金属を得ることができな
い。 帯状電極潜弧溶接法は溶融池がワイヤによる潜
弧溶接法に比べ大きいため、溶接現象としてはア
ーク状態とエレクトロスラグ状態との混在した状
態であることはよく知られている。 一般にエレクトロスラグ状態での肉盛溶接法で
はサブマージアークによる肉盛溶接法に比べ溶込
みが浅く、平滑な肉盛溶接金属が得られる。しか
し従来法のフラツクスではエレクトロスラグ状態
への移行はむずかしくまた作業性も悪化し能率も
低下することになる。これらの点を考えエレクト
ロスラグ状態へ移行するようなフラツクスが必要
となる。 エレクトロスラグ状態に移行するようなフラツ
クスは通常のフラツクスに比べ電気伝導度が適度
に高くなければならない。すなわちエレクトロス
ラグ状態での溶接では、溶融スラグ中を流れる電
流のジユール熱によつて電極が加熱溶融されるも
のであるから、もし電気伝導度が低すぎれば溶融
スラグ中を通電することなく通常のアーク現象に
よる溶接となる。逆に電気伝導度が高すぎれば抵
抗発熱量が不足し、電極が溶融せず電極が母材に
接触し正常な溶接ができなくなる。 エレクトロスラグ状態で肉盛溶接をすることを
目的としたものに特開昭54−9139号公報記載のフ
ラツクスで代表されるフラツクスがあるがこのフ
ラツクスはTiO2を主成分としているためステン
レス鋼を電極とした場合には良好な溶接作業性を
示すが、インコネルを電極とした場合には、エレ
クトロスラグとアーク状態とが混在し溶融スラグ
を吹上げ、ビード波形が粗く現在の技術水準で
は、使用に耐えうるものではない。なぜならばス
テンレス鋼とインコネルではインコネルの比電気
抵抗の方が約30μΩ・cm高い。このことはインコ
ネルのエレクトロスラグ溶接の際には、フラツク
スの電気伝導度を従来より高くしなければいけな
いことを意味する。このようなわけで電気伝導度
が低いTiO2を主成分としたフラツクスでは先に
述べたような不満足な溶接作業性となる。従つて
ステンレス鋼とインコネルとの両方に適応でき、
かつ良好な溶接作業性を示しうるフラツクスは現
在のところ得られていない。 一方フラツクスの電気伝導度を高める働きは
CaF2はTiO2に比べ２倍の効果があることが知ら
れている。そこで本発明者らは種々検討の結果、
帯状電極による水平エレクトロスラグ肉盛溶接に
おいてインコネルを電極とした場合に溶接金属へ
の炭素の移行を極力抑え、さらに肉盛溶接ビード
が滑らかで溶込みが少なくかつスラグ剥離性の良
好な溶接のできることを可能としたフラツクスを
開発した。 即ち本発明はCaF245〜65％、TiO210〜25％、
SiO25〜15％、ZrO23〜15％、MgO2〜10％を含
有することを特徴とするインコネル帯状電極水平
エレクトロスラグ肉盛溶接用フラツクスを要旨と
するものである。 以下本発明について詳細に説明する。 ステンレス鋼に比べ比電気抵抗の高いインコネ
ルの溶接に際してはフラツクスの電気伝導度を従
来フラツクスより高める必要がある。このため先
に述べたようにTiO2に比べフラツクスの電気伝
導度を高める働きの強いCaF2は重要な成分であ
る。さらにフラツクスの融点を適正な温度に保つ
ためにも必要である。フラツクス中のCaF2が45
％以上になるとサブマージアークからエレクトロ
スラグ状態へ移行するが、65％超になるとフラツ
クスの電気伝導度が高まりすぎて発熱量が不足し
エレクトロスラグ状態の部分と電極が母材と接触
して不安定な溶接となり平滑で美しいビードは得
られないので45〜65％の範囲に限定した。 TiO2はインコネルの溶接に際してはCaF2と組
合わせることによりフラツクスを適正な電気伝導
度に保つ働きがある。しかしながら10％未満の場
合電気伝導度が下がりアークを発生するとともに
スラグの剥離性が悪化する。一方、25％超になる
と溶接作業性が悪くビード波形が粗くなるので10
〜25％とした。 SiO2はスラグ形成剤でありまた溶融スラグに
電気抵抗を与え、すなわち電気伝導度を低め発熱
量を増大させて電極を溶融しうる温度に保つため
に必要である。その効果は５％未満ではあらわれ
ず一方、15％超ではスラグの剥離性を害するため
５〜15％でなければいけない。 ZrO2は、スラグ剥離性を特に良好にする成分
であるが、その効果は３％未満ではあらわれず、
一方15％超では、溶接作業性を害するため３〜15
％の範囲とした。 MgOは、ZrO2とともにスラグ剥離性の向上に
寄与するが10％超ではビード形状がみだれ、２％
未満ではその効果をもたらさないので２〜10％と
すべきである。 本発明のフラツクスは上記の各種原材料を水ガ
ラスなどの結合剤で混和、造粒した後300〜500℃
で焼成することにより得られるものである。また
メルトフラツクスにしても同様な効果が得られ
る。 以下に本発明の効果を実施例により更に具体的
に示す。 実施例 母材は第１表に示す鋼板を使用した。第２表に
使用インコネル帯状電極を示す。 第３表に使用したフラツクスを一括して示す。
比較のため本発明範囲外のフラツクスについても
検討を行つた。第４表に溶接条件を示す。なお、
フラツクスは原材料を水ガラスなどの結合剤で混
和造粒した後、焼成したフラツクスを使用した。
このようにして行つた溶接の結果を第５表に示
す。
80％、Cr15〜22％、Mn9.5％以下を含み、必要に
応じてNb、Ta0.5〜4.0％、Fe3％以下、残りは
少量のSi、Ti、Cu、Mo、Co等を含むものであ
る。）帯状電極水平エレクトロスラグ肉盛溶接用
フラツクスに関するものである。 肉盛溶接とは炭素鋼にステンレス鋼またはイン
コネルなどの帯状電極により行われ、その性質上
耐食性を良好にするため、溶込みが浅く、高能率
で肉盛できるサブマージアークによる帯状電極肉
盛溶接方法が広く用いられている。しかしながら
最近の化学プラントあるいは原子力の発達に伴な
い、耐食性のよい優れた溶接金属が要求されてい
る。そのためには溶接金属の低炭素化やインコネ
ルやモネルメタルなどの高Ni合金系を用いるが
従来のサブマージアークによる帯状電極溶接法に
おいては母材に対する稀釈率は15〜25％と高く耐
食性のより優れた溶接金属を得ることができな
い。 帯状電極潜弧溶接法は溶融池がワイヤによる潜
弧溶接法に比べ大きいため、溶接現象としてはア
ーク状態とエレクトロスラグ状態との混在した状
態であることはよく知られている。 一般にエレクトロスラグ状態での肉盛溶接法で
はサブマージアークによる肉盛溶接法に比べ溶込
みが浅く、平滑な肉盛溶接金属が得られる。しか
し従来法のフラツクスではエレクトロスラグ状態
への移行はむずかしくまた作業性も悪化し能率も
低下することになる。これらの点を考えエレクト
ロスラグ状態へ移行するようなフラツクスが必要
となる。 エレクトロスラグ状態に移行するようなフラツ
クスは通常のフラツクスに比べ電気伝導度が適度
に高くなければならない。すなわちエレクトロス
ラグ状態での溶接では、溶融スラグ中を流れる電
流のジユール熱によつて電極が加熱溶融されるも
のであるから、もし電気伝導度が低すぎれば溶融
スラグ中を通電することなく通常のアーク現象に
よる溶接となる。逆に電気伝導度が高すぎれば抵
抗発熱量が不足し、電極が溶融せず電極が母材に
接触し正常な溶接ができなくなる。 エレクトロスラグ状態で肉盛溶接をすることを
目的としたものに特開昭54−9139号公報記載のフ
ラツクスで代表されるフラツクスがあるがこのフ
ラツクスはTiO2を主成分としているためステン
レス鋼を電極とした場合には良好な溶接作業性を
示すが、インコネルを電極とした場合には、エレ
クトロスラグとアーク状態とが混在し溶融スラグ
を吹上げ、ビード波形が粗く現在の技術水準で
は、使用に耐えうるものではない。なぜならばス
テンレス鋼とインコネルではインコネルの比電気
抵抗の方が約30μΩ・cm高い。このことはインコ
ネルのエレクトロスラグ溶接の際には、フラツク
スの電気伝導度を従来より高くしなければいけな
いことを意味する。このようなわけで電気伝導度
が低いTiO2を主成分としたフラツクスでは先に
述べたような不満足な溶接作業性となる。従つて
ステンレス鋼とインコネルとの両方に適応でき、
かつ良好な溶接作業性を示しうるフラツクスは現
在のところ得られていない。 一方フラツクスの電気伝導度を高める働きは
CaF2はTiO2に比べ２倍の効果があることが知ら
れている。そこで本発明者らは種々検討の結果、
帯状電極による水平エレクトロスラグ肉盛溶接に
おいてインコネルを電極とした場合に溶接金属へ
の炭素の移行を極力抑え、さらに肉盛溶接ビード
が滑らかで溶込みが少なくかつスラグ剥離性の良
好な溶接のできることを可能としたフラツクスを
開発した。 即ち本発明はCaF245〜65％、TiO210〜25％、
SiO25〜15％、ZrO23〜15％、MgO2〜10％を含
有することを特徴とするインコネル帯状電極水平
エレクトロスラグ肉盛溶接用フラツクスを要旨と
するものである。 以下本発明について詳細に説明する。 ステンレス鋼に比べ比電気抵抗の高いインコネ
ルの溶接に際してはフラツクスの電気伝導度を従
来フラツクスより高める必要がある。このため先
に述べたようにTiO2に比べフラツクスの電気伝
導度を高める働きの強いCaF2は重要な成分であ
る。さらにフラツクスの融点を適正な温度に保つ
ためにも必要である。フラツクス中のCaF2が45
％以上になるとサブマージアークからエレクトロ
スラグ状態へ移行するが、65％超になるとフラツ
クスの電気伝導度が高まりすぎて発熱量が不足し
エレクトロスラグ状態の部分と電極が母材と接触
して不安定な溶接となり平滑で美しいビードは得
られないので45〜65％の範囲に限定した。 TiO2はインコネルの溶接に際してはCaF2と組
合わせることによりフラツクスを適正な電気伝導
度に保つ働きがある。しかしながら10％未満の場
合電気伝導度が下がりアークを発生するとともに
スラグの剥離性が悪化する。一方、25％超になる
と溶接作業性が悪くビード波形が粗くなるので10
〜25％とした。 SiO2はスラグ形成剤でありまた溶融スラグに
電気抵抗を与え、すなわち電気伝導度を低め発熱
量を増大させて電極を溶融しうる温度に保つため
に必要である。その効果は５％未満ではあらわれ
ず一方、15％超ではスラグの剥離性を害するため
５〜15％でなければいけない。 ZrO2は、スラグ剥離性を特に良好にする成分
であるが、その効果は３％未満ではあらわれず、
一方15％超では、溶接作業性を害するため３〜15
％の範囲とした。 MgOは、ZrO2とともにスラグ剥離性の向上に
寄与するが10％超ではビード形状がみだれ、２％
未満ではその効果をもたらさないので２〜10％と
すべきである。 本発明のフラツクスは上記の各種原材料を水ガ
ラスなどの結合剤で混和、造粒した後300〜500℃
で焼成することにより得られるものである。また
メルトフラツクスにしても同様な効果が得られ
る。 以下に本発明の効果を実施例により更に具体的
に示す。 実施例 母材は第１表に示す鋼板を使用した。第２表に
使用インコネル帯状電極を示す。 第３表に使用したフラツクスを一括して示す。
比較のため本発明範囲外のフラツクスについても
検討を行つた。第４表に溶接条件を示す。なお、
フラツクスは原材料を水ガラスなどの結合剤で混
和造粒した後、焼成したフラツクスを使用した。
このようにして行つた溶接の結果を第５表に示
す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
※ ◎：優れている ○：普通 △：やや劣る ×：
劣る
化学分析はビード表面より約２mmの部分から採
取した試料で行い、母材による溶接金属の稀釈率
は試験片断面のマクロ組織をもとに、母材溶込み
部の溶接金属全体に対する面積比から計算して得
られたものである。 第５表の溶接結果から明らかなように比較例と
して示したフラツクスはスラグの剥離性、ビード
形状などが悪くまたスラグ巻込みも生じ、良好な
作業性を示さなかつた。これらと比較して本発明
のフラツクスを用いた例では、いずれも平滑で外
観の美しいビードが得られ良好な溶接作業性を示
した。 なお、ステンレス鋼の電極を用い本発明フラツ
クスとを組合せて溶接作業性を調べたが、エレク
トロスラグとアーク状態が混在しさらにスラグ剥
離性が極度に悪くなるなど良好な結果を得ること
ができなかつた。 以上詳細に説明したように本発明フラツクスは
インコネル帯状電極用として良好な溶接作業性を
示しかつ優れた溶接金属が得られるものである。
劣る
化学分析はビード表面より約２mmの部分から採
取した試料で行い、母材による溶接金属の稀釈率
は試験片断面のマクロ組織をもとに、母材溶込み
部の溶接金属全体に対する面積比から計算して得
られたものである。 第５表の溶接結果から明らかなように比較例と
して示したフラツクスはスラグの剥離性、ビード
形状などが悪くまたスラグ巻込みも生じ、良好な
作業性を示さなかつた。これらと比較して本発明
のフラツクスを用いた例では、いずれも平滑で外
観の美しいビードが得られ良好な溶接作業性を示
した。 なお、ステンレス鋼の電極を用い本発明フラツ
クスとを組合せて溶接作業性を調べたが、エレク
トロスラグとアーク状態が混在しさらにスラグ剥
離性が極度に悪くなるなど良好な結果を得ること
ができなかつた。 以上詳細に説明したように本発明フラツクスは
インコネル帯状電極用として良好な溶接作業性を
示しかつ優れた溶接金属が得られるものである。
Claims (1)
- １ CaF245〜65％、TiO210〜25％、SiO25〜15
％、ZrO23〜15％、MgO2〜10％を含有すること
を特徴とするインコネル帯状電極水平エレクトロ
スラグ肉盛溶接用フラツクス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18555680A JPS57112991A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Flux for electroslag build-up welding with inconel band-like electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18555680A JPS57112991A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Flux for electroslag build-up welding with inconel band-like electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57112991A JPS57112991A (en) | 1982-07-14 |
| JPS6313798B2 true JPS6313798B2 (ja) | 1988-03-28 |
Family
ID=16172867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18555680A Granted JPS57112991A (en) | 1980-12-30 | 1980-12-30 | Flux for electroslag build-up welding with inconel band-like electrode |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57112991A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013059783A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2883888B1 (fr) * | 2005-03-29 | 2007-06-15 | Air Liquide | Flux a haute productivite pour plaquage electroslag |
| FR2989911B1 (fr) * | 2012-04-25 | 2015-01-16 | Air Liquide | Flux de plaquage sous laitier electroconducteur contenant un alliage ni-cr |
| CN104759787A (zh) * | 2015-03-25 | 2015-07-08 | 洛阳双瑞特种合金材料有限公司 | 一种镍基带极电渣堆焊用烧结焊剂及其制造方法 |
-
1980
- 1980-12-30 JP JP18555680A patent/JPS57112991A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013059783A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Kobe Steel Ltd | エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57112991A (en) | 1982-07-14 |
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