JPS636318B2 - - Google Patents
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- JPS636318B2 JPS636318B2 JP58011945A JP1194583A JPS636318B2 JP S636318 B2 JPS636318 B2 JP S636318B2 JP 58011945 A JP58011945 A JP 58011945A JP 1194583 A JP1194583 A JP 1194583A JP S636318 B2 JPS636318 B2 JP S636318B2
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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
- B23K35/3607—Silica or silicates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
本発明は片面アーク溶接における裏当材に係る
ものである。 従来の片面溶接用裏当材（以下、裏当材とい
う）には、フラツクスを固化成形したもの、無機
質のガラス繊維をテープ状にしたもの、及び固形
フラツクスの上にガラス繊維を配したものがあ
る。 これらの裏当材を用いて片面溶接を行なうと、
それぞれの欠点を有していた。先ずフラツクスを
固化成形したいわゆる固形フラツクスタイプの従
来裏当材は柔軟性が乏しいため、母材裏面への溶
接性が悪く、特に目違いのある開先或は曲面部へ
の適用が難かしい。また、このタイプの裏当材は
融点を高くして耐火度を上げているので、特に下
向、横向の比較的低入熱片面溶接に適用すると、
裏当材が殆んど溶融せず溶接金属の止端のなじみ
性が不良となり、裏ビードが形成されず、オーバ
ラツプ等の欠陥を生じ易く、外観のすぐれた裏ビ
ード溶接部を得ることが困難であつた。 一方、無機質のガラス繊維を用いてある裏当材
は、テープ状のもの及び固形フラツクス上にガラ
ス繊維を配して一体化したもののいずれも固形フ
ラツクスタイプの裏当材にくらべると母材裏面へ
の密接性等は比較的良好であるが、ガラス繊維に
はB2O3を通常数％含有しているため、耐ワレ性
に問題がある。この問題点を解決するため、
B2O3を実質的に含有しない無機質繊維を用いた
裏当材も考案されているが、一般にガラス繊維を
用いてある裏当材ではフラツクス入りワイヤによ
る片面溶接の場合、その充てんフラツクスにより
形成されるスラグと、ガラス繊維溶融により形成
されるスラグとによつて、母材と裏当材間に厚い
スラグ層が形成されてスラグ過多になり、裏ビー
ドの余盛が不足したり、アンダーカツトになる場
合が多い。 本発明は、従来の裏当材がもつ上記裏ビードに
関する欠点を解消することを目的としてなされた
もので、その要旨とするところは、固形フラツク
ス組成がSiO2：45〜70重量％、Al2O3：15〜40重
量％、MgO：５〜30重量％範囲で、かつSiO2、
Al2O3及びMgOの合計が少なくとも90重量％であ
り、見掛気孔率が５〜40％であることを特徴とす
る溶接用裏当材である。 以下、本発明を詳細に説明する。 先づ、本発明における固形フラツクスを上記組
成とした理由を以下に述べる。 前記した通り従来の裏当材における固形フラツ
クスの役割は主として耐火材であり、従つて固形
フラツクス組成も融点が1700℃以上の高耐火性組
成のものが多く、この種の組成の固形フラツクス
裏当材を用いて片面溶接を行なうと裏ビードのな
じみ性が不良で良好な裏ビードは形成されにくい
欠点がある。 ところで、本発明者等はある程度溶融する組成
の固形フラツクスは、ビードの均一性、ビードの
なじみ性及び表面光沢等のいわゆるビード形成性
の点で良好であることを種々実験した結果知得し
た。 本発明においては、上記知得に基づいて固形フ
ラツクス組成をSiO2：45〜70重量％、Al2O3：15
〜40重量％、MgO：５〜30重量％に限定したの
であり、この範囲がSiO2−Al2O3−MgO系組成
中、融点が1350℃〜1500℃と最も低い領域であ
り、そして、更に耐火材としての役割とビード形
成層としての機能を併せ持つのである。即ち、上
記範囲の組成の固形フラツクスを用いることによ
り、比較的低入熱の下向、横向の片面溶接の場合
でも、ビードに接する固形フラツクスの部分が溶
融スラグ１１（第３図）化し、ワイヤ自身から生
成するスラグ１０と共に適度なスラグ層を形成し
て裏ビード８を保護し、裏ビードとのなじみが良
好で、光沢のある均一な裏ビードが得られた。上
記範囲をはずれると融点が高くなつて耐火性は向
上するが、固形フラツクスが殆んど溶融されなく
なり、スラグ層が不足し、ビードのなじみが不良
で、光沢のある均一な裏ビードが得られず、又オ
ーバラツプ状のビードになつた。 ところで上記組成の固形フラツクスを工業的に
安価に製造する場合、低品質のシリカ、アルミ
ナ、マグネサイト等を成分目標に混合して焼成反
応させると上記組成以外の若干のその他成分が含
有されることがある。しかしながら、SiO2、
Al2O3、MgOが上記範囲内であれば10％程度の不
純物が含まれていても上記効果は失われない。 次に、本発明では裏当材の固形フラツクスの見
掛気孔率を、５〜40％に限定した。ここでいう見
掛気孔率とは下記の式で計算した値を言う。 見掛気孔率＝W3−W1／W3−W2×100（％） ここで W1：固形フラツクスの乾燥重量（ｇ） W2：飽水させた固形フラツクスの水中重量（ｇ） W3：飽水させた固形フラツクスの空中重量（ｇ） 固形フラツクスの見掛気孔率が40％以上になる
と裏ビード過大となり、アンダーカツトを生ずる
ことがあり、さらにスパツタの多発や、溶接条件
範囲が狭くなるなど作業性が劣化するので好まし
くない。見掛気孔率が５％以下では固形フラツク
スによるスラグ層が殆んど形成されないため、オ
ーバラツプ等の欠陥が出て裏ビード形状が悪化す
るという欠点を生じた。 次に本発明の実施例及び比較例の測定結果を第
１表に示し、この表に基づいて本発明の効果をさ
らに具体的に説明する。尚、実施例の裏当材に
は、第１、２、３図に示すように被溶接母材３の
開先裏面に接する側にスラグポケツト２を有し、
前記の本発明の組成の固形フラツクス１をタイル
状にし、鋼材への接着部５を有するアルミ箔４に
連続して貼付して１体化した形状構成のものを用
いた。 第１表に本発明の範囲の組成をもつAl2O3−
SiO2−MgO系の実施例、及び比較例の裏当材の
構成、溶接条件及び試験結果を一括して示してあ
り、No.１〜４が本裏当材の実施例であり、No.５〜
10が比較例で本裏当材の構成要件を満たしていな
い例である。 本裏当材の実施例であるNo.１〜４は良好な裏ビ
ード形状が得られている。 これに対して、固形フラツクスの見掛気孔率が
上限以上のNo.５では、裏当材の熱伝導率が小さく
なり、裏当溶融量が著しく増加するため、裏ビー
ド過大となり、アンダーカツトも発生し、見掛気
孔率が下限以下のNo.６では逆に裏当材の溶融量が
殆んどないため、オーバラツプ状のビードとなつ
た。さらに固形フラツクス組成が本発明をはずれ
ている場合（No.７〜10）は、いずれも裏当溶融量
が少なく、裏ビードが不足したり、ビード巾、及
びビード高さが不揃いで、かつオーバラツプにな
つて良好な形状の裏ビードは得られていない。 上記の第１表の説明から明らかな如く、本発明
の組成及び見掛気孔率の範囲にある裏当材を用い
ることにより、裏ビードの形状が良好でオーバラ
ツプ及びアンダーカツトがなく、溶接部分に十分
な溶接強度及び美麗な外観を与えることができる
という効果が得られる。
ものである。 従来の片面溶接用裏当材（以下、裏当材とい
う）には、フラツクスを固化成形したもの、無機
質のガラス繊維をテープ状にしたもの、及び固形
フラツクスの上にガラス繊維を配したものがあ
る。 これらの裏当材を用いて片面溶接を行なうと、
それぞれの欠点を有していた。先ずフラツクスを
固化成形したいわゆる固形フラツクスタイプの従
来裏当材は柔軟性が乏しいため、母材裏面への溶
接性が悪く、特に目違いのある開先或は曲面部へ
の適用が難かしい。また、このタイプの裏当材は
融点を高くして耐火度を上げているので、特に下
向、横向の比較的低入熱片面溶接に適用すると、
裏当材が殆んど溶融せず溶接金属の止端のなじみ
性が不良となり、裏ビードが形成されず、オーバ
ラツプ等の欠陥を生じ易く、外観のすぐれた裏ビ
ード溶接部を得ることが困難であつた。 一方、無機質のガラス繊維を用いてある裏当材
は、テープ状のもの及び固形フラツクス上にガラ
ス繊維を配して一体化したもののいずれも固形フ
ラツクスタイプの裏当材にくらべると母材裏面へ
の密接性等は比較的良好であるが、ガラス繊維に
はB2O3を通常数％含有しているため、耐ワレ性
に問題がある。この問題点を解決するため、
B2O3を実質的に含有しない無機質繊維を用いた
裏当材も考案されているが、一般にガラス繊維を
用いてある裏当材ではフラツクス入りワイヤによ
る片面溶接の場合、その充てんフラツクスにより
形成されるスラグと、ガラス繊維溶融により形成
されるスラグとによつて、母材と裏当材間に厚い
スラグ層が形成されてスラグ過多になり、裏ビー
ドの余盛が不足したり、アンダーカツトになる場
合が多い。 本発明は、従来の裏当材がもつ上記裏ビードに
関する欠点を解消することを目的としてなされた
もので、その要旨とするところは、固形フラツク
ス組成がSiO2：45〜70重量％、Al2O3：15〜40重
量％、MgO：５〜30重量％範囲で、かつSiO2、
Al2O3及びMgOの合計が少なくとも90重量％であ
り、見掛気孔率が５〜40％であることを特徴とす
る溶接用裏当材である。 以下、本発明を詳細に説明する。 先づ、本発明における固形フラツクスを上記組
成とした理由を以下に述べる。 前記した通り従来の裏当材における固形フラツ
クスの役割は主として耐火材であり、従つて固形
フラツクス組成も融点が1700℃以上の高耐火性組
成のものが多く、この種の組成の固形フラツクス
裏当材を用いて片面溶接を行なうと裏ビードのな
じみ性が不良で良好な裏ビードは形成されにくい
欠点がある。 ところで、本発明者等はある程度溶融する組成
の固形フラツクスは、ビードの均一性、ビードの
なじみ性及び表面光沢等のいわゆるビード形成性
の点で良好であることを種々実験した結果知得し
た。 本発明においては、上記知得に基づいて固形フ
ラツクス組成をSiO2：45〜70重量％、Al2O3：15
〜40重量％、MgO：５〜30重量％に限定したの
であり、この範囲がSiO2−Al2O3−MgO系組成
中、融点が1350℃〜1500℃と最も低い領域であ
り、そして、更に耐火材としての役割とビード形
成層としての機能を併せ持つのである。即ち、上
記範囲の組成の固形フラツクスを用いることによ
り、比較的低入熱の下向、横向の片面溶接の場合
でも、ビードに接する固形フラツクスの部分が溶
融スラグ１１（第３図）化し、ワイヤ自身から生
成するスラグ１０と共に適度なスラグ層を形成し
て裏ビード８を保護し、裏ビードとのなじみが良
好で、光沢のある均一な裏ビードが得られた。上
記範囲をはずれると融点が高くなつて耐火性は向
上するが、固形フラツクスが殆んど溶融されなく
なり、スラグ層が不足し、ビードのなじみが不良
で、光沢のある均一な裏ビードが得られず、又オ
ーバラツプ状のビードになつた。 ところで上記組成の固形フラツクスを工業的に
安価に製造する場合、低品質のシリカ、アルミ
ナ、マグネサイト等を成分目標に混合して焼成反
応させると上記組成以外の若干のその他成分が含
有されることがある。しかしながら、SiO2、
Al2O3、MgOが上記範囲内であれば10％程度の不
純物が含まれていても上記効果は失われない。 次に、本発明では裏当材の固形フラツクスの見
掛気孔率を、５〜40％に限定した。ここでいう見
掛気孔率とは下記の式で計算した値を言う。 見掛気孔率＝W3−W1／W3−W2×100（％） ここで W1：固形フラツクスの乾燥重量（ｇ） W2：飽水させた固形フラツクスの水中重量（ｇ） W3：飽水させた固形フラツクスの空中重量（ｇ） 固形フラツクスの見掛気孔率が40％以上になる
と裏ビード過大となり、アンダーカツトを生ずる
ことがあり、さらにスパツタの多発や、溶接条件
範囲が狭くなるなど作業性が劣化するので好まし
くない。見掛気孔率が５％以下では固形フラツク
スによるスラグ層が殆んど形成されないため、オ
ーバラツプ等の欠陥が出て裏ビード形状が悪化す
るという欠点を生じた。 次に本発明の実施例及び比較例の測定結果を第
１表に示し、この表に基づいて本発明の効果をさ
らに具体的に説明する。尚、実施例の裏当材に
は、第１、２、３図に示すように被溶接母材３の
開先裏面に接する側にスラグポケツト２を有し、
前記の本発明の組成の固形フラツクス１をタイル
状にし、鋼材への接着部５を有するアルミ箔４に
連続して貼付して１体化した形状構成のものを用
いた。 第１表に本発明の範囲の組成をもつAl2O3−
SiO2−MgO系の実施例、及び比較例の裏当材の
構成、溶接条件及び試験結果を一括して示してあ
り、No.１〜４が本裏当材の実施例であり、No.５〜
10が比較例で本裏当材の構成要件を満たしていな
い例である。 本裏当材の実施例であるNo.１〜４は良好な裏ビ
ード形状が得られている。 これに対して、固形フラツクスの見掛気孔率が
上限以上のNo.５では、裏当材の熱伝導率が小さく
なり、裏当溶融量が著しく増加するため、裏ビー
ド過大となり、アンダーカツトも発生し、見掛気
孔率が下限以下のNo.６では逆に裏当材の溶融量が
殆んどないため、オーバラツプ状のビードとなつ
た。さらに固形フラツクス組成が本発明をはずれ
ている場合（No.７〜10）は、いずれも裏当溶融量
が少なく、裏ビードが不足したり、ビード巾、及
びビード高さが不揃いで、かつオーバラツプにな
つて良好な形状の裏ビードは得られていない。 上記の第１表の説明から明らかな如く、本発明
の組成及び見掛気孔率の範囲にある裏当材を用い
ることにより、裏ビードの形状が良好でオーバラ
ツプ及びアンダーカツトがなく、溶接部分に十分
な溶接強度及び美麗な外観を与えることができる
という効果が得られる。
【表】
（備考）
1） ワイヤ：チタニヤ系フラツクス入りワイヤ（1
.2mmφ） 4） 溶接条件 5） 評価
基準
2） 鋼板：JIS G3106、SM−50B（25mmｔ）
姿勢：下向 ○：
ビード形状良好
3） 開先形状：50V開発（ギヤツプ4mm）
電流：200A 〓：
ビード形状やや不良
電圧：25V △：
ビード形状不良
速度：15cm／〓
CO２流量：20／〓
ワイヤ突出し長：25mm
1） ワイヤ：チタニヤ系フラツクス入りワイヤ（1
.2mmφ） 4） 溶接条件 5） 評価
基準
2） 鋼板：JIS G3106、SM−50B（25mmｔ）
姿勢：下向 ○：
ビード形状良好
3） 開先形状：50V開発（ギヤツプ4mm）
電流：200A 〓：
ビード形状やや不良
電圧：25V △：
ビード形状不良
速度：15cm／〓
CO２流量：20／〓
ワイヤ突出し長：25mm
第１図及び第２図は本発明裏当材の構成を示す
模式図、第３図は本発明裏当材を用いた溶接後の
状態を示す説明図である。 １……固形フラツクス、２……スラグポケツ
ト、３……被溶接母材、４……アルミ箔、５……
接着剤、８……裏波ビード、１０……ワイヤーか
らのスラグ層、１１……固形フラツクスからのス
ラグ溶融部。
模式図、第３図は本発明裏当材を用いた溶接後の
状態を示す説明図である。 １……固形フラツクス、２……スラグポケツ
ト、３……被溶接母材、４……アルミ箔、５……
接着剤、８……裏波ビード、１０……ワイヤーか
らのスラグ層、１１……固形フラツクスからのス
ラグ溶融部。
Claims (1)
- １ 固形フラツクス組成がSiO2：45〜70重量％、
Al2O3：15〜40重量％、MgO：５〜30重量％の範
囲でかつSiO2、Al2O3及びMgOの合計が少なく
とも90重量％であり、見掛気孔率が５〜40％であ
ることを特徴とする溶接用裏当材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194583A JPS59137193A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 溶接用裏当材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1194583A JPS59137193A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 溶接用裏当材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59137193A JPS59137193A (ja) | 1984-08-07 |
| JPS636318B2 true JPS636318B2 (ja) | 1988-02-09 |
Family
ID=11791779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1194583A Granted JPS59137193A (ja) | 1983-01-27 | 1983-01-27 | 溶接用裏当材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59137193A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4767580B2 (ja) * | 2005-04-15 | 2011-09-07 | 武漢天高溶接材料有限公司 | ガスシールドアーク溶接用セラミックバックアップ材 |
| JP5592810B2 (ja) * | 2011-01-25 | 2014-09-17 | 株式会社神戸製鋼所 | ガスシールドアーク溶接用耐火材 |
| JP5406236B2 (ja) * | 2011-03-15 | 2014-02-05 | 武漢天高溶接材料有限公司 | ガスシールドアーク溶接用セラミックバックアップ材の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4205219A (en) * | 1978-06-07 | 1980-05-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Double grooved welding backup |
-
1983
- 1983-01-27 JP JP1194583A patent/JPS59137193A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4205219A (en) * | 1978-06-07 | 1980-05-27 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Double grooved welding backup |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59137193A (ja) | 1984-08-07 |
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