JPS6352795A - サブマージアーク溶接方法 - Google Patents

サブマージアーク溶接方法

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JPS6352795A
JPS6352795A JP19784586A JP19784586A JPS6352795A JP S6352795 A JPS6352795 A JP S6352795A JP 19784586 A JP19784586 A JP 19784586A JP 19784586 A JP19784586 A JP 19784586A JP S6352795 A JPS6352795 A JP S6352795A
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直樹 奥田
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裕 西川
Takatoshi Tomoyasu
友保 孝敏
Noriyuki Hara
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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] 本発明は鋼のサブマージアーク溶接用焼成型フラックス
に関するもので、特に原油タンク、LPGタンクなどの
横向サブマージアーク溶接に好適な焼成型フラックスに
関するものである。
[従来の技術] 大型の円筒型或は球型原油タンク、L’P Gタンクな
どの建設における横継手のほとんどは、横向サブマージ
アーク自動溶接の手法によって形成されており、従って
フラックスについても横向用として特別設計された溶融
型フラックスが多用されている。
[発明が解決しようとする問題点コ 横向サブマージアーク溶接では1パスで形成できる溶着
金属量に制限があるので、一般的には小入熱多層溶接と
なり、またタンク建設現場ではハンドリング性の観点か
ら吊下げ式溶接機が使用され、2次ケーブルは非常に長
いものとなるからアークの移動軌跡は必ずしも安定して
いる訳てはない。これらの結果下向溶接に比較してアー
クは不安定になりやすく、溶融金属中にスラグを巻き込
みやすいという欠点がある。また横向突合せ溶接におけ
る溶融金属の凝固は開先面すなわち下側あるいは上側よ
り中央に向1.−1で進行するので、下向溶接に比較す
ると、いったん巻き込まれたスラグは浮上して外に逃げ
ることが困難となり、そのまま溶接金属内部に取残され
て微小なスラグ巻欠陥となる。このスラグ巻欠陥の大き
さは1mm以下のものがほとんどである為従来問題視さ
れることはなかった。ところが近年になって、より高い
溶接金属性能が要求される様になると、検査技術の向上
ともあいまってこのような微小スラグ巻欠陥に対しても
改善を求める声が高まっている。
一方、焼成型フラックスは溶融型フラックスに比べて脱
酸剤や合金成分の添加調整が容易である為、アークの安
定性や作業性が良好であり、フラックスの消費量も少な
いなどの特徴を有する。
本発明はこの様な背景のもとに検討されたものであり、
本発明の目的は、溶接作業性が良好であるのはもちろん
のこと、微小なスラグ巻欠陥が発生しにくく継手性能に
もすぐれた溶接金属を与えるサブマージアーク溶接用焼
成型フラックスな提供する点に存在する。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決することのできた第1発明の焼成型フ
ラックスとは20メツシュのふるいを通過するものが8
0%(重量%の意味、以下同じ)以上となるように粒度
調製した粉粒状焼成型フラックスであり、 CaF2 :5〜12% MgO+20〜35% Al2O3:1B〜28% Na2O、K2OおよびLi2Oの内1種以上の合計:
2〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO2+1.5〜5%Stおよび
Tiの1 f!r!あるいは2種の合羽:0.5〜3.
0%を夫々含み、更に を満足するCaO及びBaOの1種以上、並びに5iO
zを含有し、且つTiO2を2.5%以下に抑えてなる
ことを要旨とし、さらに微量添加で溶接金属の焼入れ性
を高め切欠きじん性を向上させる働きのあるBを構成要
件としてイ」加した点に第2発明の要冑が存在する。
[作用] 焼成型フラックスの粒度構成はアークの安定性やビード
外観に影響を与えるものであり、20メツシュより粗い
ものが20%を超えるとアークの安定性が悪くなり、ま
たスラグ巻欠陥が発生しやすくなってビード表面に小さ
なポックマークを発生しやすくなる。
次にフラックスの成分組成について述べる。
CaF2:5〜12% フラックス中のCaF2は溶融スラグ中で塩基性物質と
して作用し溶接金属中の酸素量を低減して、溶接金属の
機械的性能を良好にする働きがあるが、5%未満ではそ
の効果が認められない。−方12%を超えるとアークの
安定性が悪くなってスラグ巻欠陥を発生しやすくなる。
MgO: 20〜35% MgOはスラグの塩基度を上げるので、前述のCaF2
及び後述するTiやSiの脱酸作用とともに溶接金属中
の酸素量を低減して溶接金属の機械的性能を良好にする
効果があるが、20%未満ではその効果が認められない
。一方35%を超えるとスラグの流動性が悪くなってビ
ード外観が悪くなり、またスラグ巻欠陥も発生しやすく
なる。
Al2O3:18〜28% Al2O3はビード外観の他、スラグ剥離性等の溶接作
業性の維持に必要な成分であるが、18%未満および2
8%を超えるとそれらの効果が認められず、ビート外観
及びスラグの剥離性が悪くなる。
Na2O,に20およびLi20の内1種以上の合計=
2〜6% Na20.に20およびLi2Oのアルカリ成分は特に
アークの安定性に有効であり、微小なスラグ巻欠陥の発
生率を低減させる上で効果がある。しかしこれらのうち
1 fff1以上の金側が2%未満ではその効果が認め
られず、6%を超えると逆にアークは不安定となる。
炭酸塩の形で含まれるCO2:1.5〜5%Co2は炭
酸塩の形で含有され、溶接中に熱分解を受けてCO2と
なり、アーク雰囲気をシールドし溶接金属中の窒素量の
上昇を防止して、溶接金属の機械性能の低下を防ぐ働き
がある。しかし1.5%未満ではその効果が認められず
5%を超えるとアークが不安定となり、また発生ガス量
が多くなってビード表面にポックマークが発生しやすく
なる。
StおよびTiの1種あるいは2 ffflの合計:0
.5〜3.0% StおよびTiは合金鉄等の合金の形で含有され、脱酸
剤としての作用を有するが、その1種または2種の合計
が0.5%未満ではその効果が認められず、3.0%を
超えるとスラグが焼付いて剥離性が著しく悪くなる。ま
たSiやTiは合金成分でもあり、このような合金成分
をフラックス中に含有させることは溶接金属性能を予期
しない程度に改変するので継手性能の安定性の面で好ま
しくない。
5i02 、Cab、BaO等は造さい剤であり、5i
n2はビード外観、スラグの剥離性等の作業性の維持の
ために必要な成分であり、CaOやBaOはスラグの流
動性の調整に効果がある。
尚CaO及びBaOは単独であっても有効であり、いず
れか一方しか配合しないものも本発明に含まれる。ここ
で と限定したのは本発明者等が種々検討した結果この比が
溶接金属中の酸素量に影響し、微小なスラグ巻欠陥の発
生率に関係があるという知見を得たためである。即ちこ
の比が2.0未満あるいは3.5超の画成においてはス
ラグ巻欠陥の発生率が高くなる傾向にある。さらに量比
が2.0未満では溶接金属中の酸素量が高くなり、溶接
金属の機械的性能が悪くなる。
また焼成型フラックスの場合、TiO2はスラグの焼付
きを促進し、2.5%を超えて含有しているとスラグの
剥離性が極端に悪くなるのでその含有量を2.5%以下
に抑える必要がある。
以上のような組成の焼成型フラックスをサブマージアー
ク溶接に使用すると、溶接作業性が良く、スラグ巻欠陥
の発生も少なく、溶接金属性能の良好な溶接が可能とな
る。
酸化物あるいは合金の形で含まれるB : 0.03〜
0.3 % さらに溶接金属の焼入性を高め切欠各じん性を向上させ
るためにBを微量加えることが推奨される。特にLPG
タンクなど低温じん性が要求される場合には有効である
。Bは酸化物あるいは合金鉄などの合金の形で含有され
、その量が0.03%未満では効果が認められず、0.
3%を超えると溶接金属の耐割れ性が悪くなり、じん性
も逆に低下する。
[実施例] 第1表に示す17種類のフラックスを用い、従来例フラ
ックスおよび比較例フラックスと本発明例フラックスの
横向サブマージアーク溶接における溶接欠陥(特にスラ
グ巻欠陥)、溶接作業性および溶接金属性能(切欠しん
性)を比較した。溶接欠陥の検出はX線検査、磁粉探傷
検査の両方によった。No、 1〜8が従来例フラック
スおよび比較例フラックスでNo、 9〜17が本発明
フラックスである。結果を第2表に示す。なお供試鋼板
、供試ワイヤは第3表に示すとおりてあり、溶接方法は
第1図に示すような積層溶接であり、溶接条件は第4表
に示すとおりである。
第  2  表 +1 溶接長1000mm当たりのスラグ巻欠陥長さの
総和を示す。
12 −45℃における溶接金属のシャルピー衝撃値を
示す。
LPGタンクへの適用を考慮して3.5kgf−mを一
応の判断基準とした。
+3 溶接作業性 ○:良好 、×:不良第  3  
表 第  4  表 (結果) 第1表に示される試験結果によればN011のフラック
スは従来例の横向用溶融型フラックスてあり溶接作業性
は比較的良好であるがCaF、含有スラグ巻欠陥数が多
くなっている。NO12は従来例の焼成型フラックスで
あり、溶接金属の切欠きじん性は非常に良好であるが、
MgO含有量が高が発生している。またTio2含有量
が高く粒度構成も粗めのため、溶接作業性は不良である
No、 3はCaF2が低くまた が低下している。No、 4はNa20−に20および
Li20のアルカリ成分組成が低いため、アーク不安定
となってスラグ巻欠陥が発生している。
No、 5はCO2が含有されておらず、またSi。
Tiの脱酸剤も含有されていないために溶接金属性能は
劣っている。No、 6は粒度構成が粗めとなフている
ため、スラグ巻欠陥が発生しており、ポックマークも発
生してビード外観が不良となっていた。N087はCa
F2、Co2およびSt。
Ti含有量が高すぎるために、スラグ巻欠陥が多く発生
し、作業性も不良となっている。No、 8はA’12
0!含有量が高すぎ、またNa2O、K2O、Li20
の合計量が高すぎるため溶接作業性、耐溶接欠陥性とも
に不良となっている。
No、 9〜17は本発明に係るフラックスであり、ス
ラグ巻欠陥の発生もなく、溶接作業性および溶接金属性
能(切欠暫しん性)ともに良好な結果を示している。
[発明の効果コ 以上のような粒度および組成のサブマージアーク溶接用
焼成型フラックスを原油タンクやLPGタンクなどの横
向ザブマージアーク溶接に適用したところ、溶接作業性
が良好で、しかも溶接金属のスラグ巻欠陥も発生せず溶
接金属性能にもすぐれた溶接をすることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の積層溶接を示す図である。 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)20メッシュのふるいを通過するものが80%(
    重量%の意味、以下同じ)以上となるように粒度調製し
    た粉粒状焼成型フラックスであり、 CaF_2:5〜12% MgO:20〜35% Al_2O_3:18〜28% Na_2O、K_2OおよびLi_2Oの内1種以上の
    合計:2〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO_2:1.5〜5%Siおよ
    びTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜3.0%を
    夫々含み、更に
  2. 2.0≦{MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)
    }/SiO_2(%)≦3.5を満足するCaO及びB
    aOの1種以上、並びにSiO_2を含有し、且つTi
    O_2を2.5%以下に抑えてなることを特徴とするサ
    ブマージアーク溶接用焼成型フラックス。 (2)20メッシュのふるいを通過するものが80%以
    上となるように粒度調製した粉粒状焼成型フラックスで
    あり、 CaF_2:5〜12% MgO:20〜35% Al_2O_3:18〜28% Na_2O、K_2OおよびLi_2Oの内1種以上の
    合計:2〜6% 炭酸塩の形で含まれるCO_2:1.5〜5%Siおよ
    びTiの1種あるいは2種の合計:0.5〜3.0% 酸化物あるいは合金の形で含まれるB:0.03〜0.
    3%を夫々含み、更に 2.0≦{MgO(%)+CaO(%)+BaO(%)
    }≦3.5を満足するCaO及びBaOの1種以上、並
    びにSiO_2を含有し、且つTiO_2を2.5%以
    下に抑えてなることを特徴とするサブマージアーク溶接
    用焼成型フラックス。
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