KR20220129643A - 일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법 - Google Patents

일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법 Download PDF

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요시히코 기타가와
도모코 스기무라
다쓰야 사사키
히데노리 나코
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

용접 작업성이 우수하고, 슬래그 박리성이 좋고, 소부가 생기지 않는 일렉트로가스 용접이 가능해지는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법을 제공한다. 일렉트로슬래그 용접용 플럭스는, 플럭스 전체 질량에 대해, CaO: 5.1질량% 이상 30.0질량% 이하, SiO2: 17질량% 이하, CaF2: 35질량% 이상 73질량% 이하를 함유하고, CaO는 염기성 산화물 전체 질량에 대해서 30질량% 이상, SiO2는 산성 산화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상, CaF2는 불화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상이고, 하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 5 이상 56 이하이다.
(2×[CaF2]+[CaO])/[SiO2] …(1)
단, [ ]는 괄호 내의 각 성분의 플럭스 전체 질량에 대한 함유량(질량%)을 나타낸다.

Description

일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법
본 발명은, 인장 강도가 680MPa 이상, 특히 780MPa 이상인 강재에 대한 일렉트로슬래그 용접에 이용되는 플럭스로서, 고장력강, 9% Ni강, 및 크로뮴강 등의 강종에 관계없이, 범용적으로 적용할 수 있는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스에 관한 것이다.
건축 철골의 분야에서는, 근년, 구조물 형상의 대형화, 복잡화, 대공간의 확보 등에 대한 다양한 요구가 높아지고 있고, 박스 기둥에 걸리는 부하가 커지고 있다. 박스 기둥은, 각강관(角鋼管) 형상으로 용접 접합된 스킨 플레이트와, 이 내부 공간을 구획하는 복수매의 다이어프램을, 예를 들면, 일렉트로슬래그 용접에 의해 접합하는 것에 의해 제조되는 구조물이고, 고부하에 대한 요구를 만족하기 위해서, 고장력 강판을 이용하는 것이 일반적이다.
그러나, 일렉트로슬래그 용접은, 용접 입열이 과대해지는 특성상, 용접 금속의 냉각 속도가 느려, 용접 금속의 강도 저하가 일어나기 쉽기 때문에, 적용하는 고장력강에 적합한 용접 금속의 기계적 성능을 얻는 것이 곤란했다. 또한, 이와 같은 기계적 성능의 저하는, 고장력 강판뿐만이 아니라, 인장 강도가 680MPa 이상이 되는 다른 강종, 예를 들면 9% Ni 강판 등에 대해서도 생기고, 특히 인장 강도가 780MPa 이상이면 기계적 성능의 저하는 현저해진다.
전술한 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 1에는, 780MPa급 강의 일렉트로슬래그 용접에 이용되는 와이어에 관하여, 와이어 전체 질량에 대한 질량%로, C: 0.10∼0.20%, Si: 0.2∼1.0%, Mn: 1.3∼2.5%, Cu: 0.1∼0.5%, Ni: 1.5∼2.5%, Cr: 0.3∼0.7%, Mo: 0.3∼0.7%, Ti: 0.15∼0.25%를 함유하고, Al: 0.05% 이하이고, F 환산치의 합계: 0.01∼0.1%, SiO2 환산치의 합계: 0.01∼0.2%, Na2O 환산치와 K2O 환산치의 합계: 0.02∼0.1%를 함유하는 것을 특징으로 함으로써, 고장력강용의 일렉트로슬래그 용접용 플럭스 코어드 와이어가 개시되어 있다. 상기 특허문헌 1에 의하면, 용접 결함이 없고, 안정된 기계적 성능을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있다고 되어 있다.
또한, 9% Ni강을 대상으로 한 특허문헌 2에서는, 질량%로, C: 0% 초과 0.07% 이하, Si: 0% 초과 0.50% 이하, Mn: 0% 초과∼1.0%, Ni: 6.0∼15.0%, Fe: 79% 이상을 함유하고, 또한 식: 「0.150≤C+Si/30+Mn/20+Ni/60≤0.300」을 만족하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 와이어, 플럭스 및 용접 이음이 개시되어 있다. 상기 특허문헌 2에 의하면, 입열량이 10kJ/mm 이상인 고능률이고, 강도 및 극저온 특성 등의 기계적 특성이 우수한 용접 금속을 갖는 용접 이음을 얻을 수 있다고 되어 있다.
일본 특허공개 2017-170500호 공보 일본 특허공개 2018-43288호 공보
전술한 바와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2는, 고인장강도의 강판을 일렉트로슬래그 용접하는 경우에, 용접 금속의 기계적 성능에 관한 과제를 해결한 것이다. 그러나, 고인장강도의 강판을 이용하는 일렉트로슬래그 용접에 있어서는, 과제는 기계적 성능뿐만이 아니다. 고인장강도의 강판(이하, 모재라고도 함) 또는 용접 재료(이하, 용접 와이어라고도 함)는, 강도를 높이기 위해서 여러 가지 특유의 원소, 예를 들면 C, Mo, Ni, Cr 등을 포함한다. 한편, 이들 원소의 함유량은, 인장 강도가 높아질수록 많아진다.
또한, 일렉트로슬래그 용접은, 전기 용융 용접법의 일종이고, 용접 개시 직후에 용접 와이어와 모재 사이에서 발생하는 아크 열에 의해, 플럭스를 녹임으로써 용융 슬래그를 생성시키는 용접 방법이다. 그리고, 적당한 깊이의 용융 슬래그의 층(이하, 슬래그욕이라고도 함)이 형성되면, 아크가 사라지고, 슬래그욕의 저항 발열에 의해, 용접 와이어와 모재가 용융되는 것에 의해, 접합할 수 있다.
여기에서, 모재 또는 용접 와이어 중에 인장 강도를 향상시키기 위한 원소가 여러 가지 존재하면, 그들 원소와 슬래그욕의 반응에 의해, 슬래그욕의 조성이 변화되고, 이에 의해 슬래그욕의 점성이나 전기 전도도와 같은 물성이 변화된다. 이 슬래그욕의 물성이 달라지면, 용접 시에 아크가 발생하는 것에 의해, 용접 불안정이 되는 것 외에, 언더컷 등의 용접 결함의 발생, 슬래그의 박리성 및 소부(燒付) 등의 외관에 관한 과제가 발생한다.
상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2는, 용접 금속의 기계적 성능을 확보하기 위해서, 용접 와이어 및 플럭스의 조성을 조정하고 있지만, 슬래그에 기인하는 외관 등의 과제에 대해서는 고려되어 있지 않다. 또한, 본래라면, 용접의 대상으로 하는 모재 또는 용접 와이어의 강종에 따라, 적합한 플럭스를 사용하는 것이 바람직하지만, 모재 및 용접 와이어는 종류가 많고, 합금 원소의 조합은 다방면에 걸치기 때문에, 각 모재 또는 용접 와이어에 적합한 플럭스를 이용하는 것은 현실적이지는 않다. 그 때문에, 여러 가지의 합금 원소를 포함하는 강판 또는 용접 와이어의 종류에 관계없이, 범용적으로 이용할 수 있는 플럭스가 요구되고 있다. 이와 같은 플럭스에 대하여, 상기 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서는 고려되어 있지 않다.
본 발명은, 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 용접 와이어 또는 모재가 여러 가지의 합금 원소를 갖는 것이어도, 용접이 안정되어, 용접 작업성이 우수함과 함께, 예를 들면, 680MPa 이상, 특히 합금 원소를 많이 포함하는 780MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖고 있는 경우라도, 슬래그 박리성이 양호하고, 언더컷 및 소부 등이 발생하지 않는, 우수한 외관을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 플럭스 중에, 불화물로서 CaF2, 염기성 산화물로서 CaO, 산성 산화물로서 SiO2를 함유시키는 것이, 슬래그욕의 물성을 유지하기 위해서 유효하다는 것을 발견했다. 즉, 플럭스 중의 상기 화합물의 함유량을 적절히 규정하는 것에 의해, 적절한 전기 전도도와 점도를 갖는 슬래그욕을 얻을 수 있고, 또한, 와이어 또는 모재로부터 다른 성분이 들어간 경우라도, 슬래그욕의 물성을 유지할 수 있다. 본 발명은, 이와 같은 지견에 기초하여 이루어진 것이다.
본 발명의 상기 목적은, 일렉트로슬래그 용접용 플럭스에 관련된 하기 [1]의 구성에 의해 달성된다.
[1] 일렉트로슬래그 용접에 이용되는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스로서,
염기성 산화물, 양성(兩性) 산화물, 산성 산화물 및 불화물을 함유하고,
상기 염기성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
CaO: 5.1질량% 이상 30.0질량% 이하를 함유하고,
상기 CaO는, 상기 염기성 산화물 전체 질량에 대해서 30질량% 이상이고,
상기 산성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
SiO2: 17질량% 이하를 함유하고,
상기 SiO2는, 상기 산성 산화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상이고,
상기 불화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
CaF2: 35질량% 이상 73질량% 이하를 함유하고,
상기 CaF2는, 상기 불화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상임과 함께,
플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 SiO2의 함유량을 [SiO2], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2]로 했을 때,
하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 5 이상 56 이하인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
(2×[CaF2]+[CaO])/[SiO2] …(1)
일렉트로슬래그 용접용 플럭스에 관련된 본 발명의 바람직한 실시형태는, 하기 [2]∼[7]에 관한 것이다.
[2] 플럭스 전체 질량에 대해,
상기 염기성 산화물: 10질량% 이상 40질량% 이하,
상기 양성 산화물: 5질량% 이상 35질량% 이하,
상기 산성 산화물: 17질량% 이하를 함유하고,
상기 염기성 산화물, 상기 양성 산화물 및 상기 산성 산화물로 이루어지는 전체 산화물의 합계량은 28질량% 이상 60질량% 이하임과 함께,
플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 불화물의 합계량을 [Fld], 상기 전체 산화물의 합계량을 [Ox]로 했을 때,
하기 식(2)에 의해 산출되는 값이 0.5 이상 2.7 이하인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
[Fld]/[Ox] …(2)
[3] 상기 염기성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
BaO: 11질량% 이하,
FeO: 5질량% 이하,
MgO: 5질량% 이하,
MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 합계의 함유량(MnO 환산치): 5질량% 이하,
K2O: 5질량% 이하,
Na2O: 5질량% 이하, 및
Li2O: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하고,
상기 양성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
Al2O3: 35질량% 이하,
ZrO2: 5질량% 이하, 및
TiO2: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
[4] 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 BaO의 함유량을 [BaO], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2], 상기 Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때,
하기 식(3)에 의해 산출되는 값이 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 [3]에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
([CaO]+[BaO])/([CaF2]+[Al2O3]) …(3)
[5] 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 BaO의 함유량을 [BaO], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2], 상기 Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때,
하기 식(4)에 의해 산출되는 값이 0.38 이상인 것을 특징으로 하는 [3] 또는 [4]에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
([CaO]+[Al2O3]+[BaO])/[CaF2] …(4)
[6] 상기 산성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
MoO3: 5질량% 이하,
V2O5: 5질량% 이하, 및
P2O5: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]∼[5] 중 어느 하나에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
[7] 상기 양성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
B2O3: 2질량% 이하(0질량%를 포함함)를 함유하는 것을 특징으로 하는 [1]∼[6] 중 어느 하나에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
또한, 본 발명의 상기 목적은, 일렉트로슬래그 용접 방법에 관련된 하기 [8]의 구성에 의해 달성된다.
[8] 용접 와이어와, 상기 [1]∼[7] 중 어느 하나에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 이용하여 용접하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접 방법.
본 발명에 의하면, 용접 와이어 또는 모재가 여러 가지의 합금 원소를 갖는 것이어도, 용접이 안정되어 있어, 용접 작업성이 우수함과 함께, 예를 들면, 680MPa 이상, 특히 합금 원소를 많이 포함하는 780MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖는 경우라도, 슬래그 박리성이 양호하고, 언더컷 및 소부 등이 발생하지 않는 우수한 외관을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스 및 일렉트로슬래그 용접 방법을 제공할 수 있다.
도 1은, 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접 방법에 있어서 사용할 수 있는 일렉트로슬래그 용접 용접 장치를 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명에 대해 실시형태를 참조하여, 상세하게 설명한다. 본 명세서에 있어서, 「∼」란 그 하한의 값 이상, 그 상한의 값 이하인 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에서는, 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 간단히 플럭스라고 부르고, 본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접 방법을 간단히 본 발명 방법이라고 부르는 경우가 있다.
〔1. 일렉트로슬래그 용접용 플럭스〕
본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접용 플럭스는, 염기성 산화물, 양성 산화물, 산성 산화물 및 불화물을 함유한다. 그리고, 이들 산화물 및 불화물에 의해, 슬래그욕의 물성을 제어할 수 있다. 구체적으로는, 용접 중에, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 슬래그 박리성이 좋고, 소부가 생기지 않도록, 슬래그욕의 물성을 유지할 수 있다.
일반적으로, 불화물 및 염기성 산화물은, 이동도(易動度)가 큰 양이온이 되고, 또한 음이온이 적어지기 때문에, 염기성 산화물을 포함하는 양이 늘어날수록, 슬래그욕의 전기 전도도는 커지고, 점성을 낮추는 경향이 있다.
한편, 산성 산화물은, 이동도가 작은 음이온이 되기 때문에, 염기성 산화물을 포함하는 양이 늘어날수록, 슬래그욕의 전기 전도도는 작아지고, 점성을 올리는 경향이 있다.
또한, 양성 산화물은 그 조성에 따라 작용은 달라지고, 예를 들면, Al2O3이면, 산성 산화물과 동일한 기능을 한다.
플럭스 중의 산화물 및 불화물의 함유량에 따라 변화되는 슬래그욕의 전기 전도도와 점도는, 슬래그욕의 거동에 영향을 준다. 구체적으로는, 슬래그욕의 점성이 저하되고, 전기 전도도가 오를수록, 전자력(電磁力)에 관한 대류가 커지기 때문에, 슬래그욕은 유동하기 쉬워져, 언더컷 및 오버랩의 발생을 억제할 수 있다고 생각되고 있다. 즉, 플럭스 중의 불화물 및 염기성 산화물의 함유량이 많을수록, 언더컷 및 오버랩의 발생을 억지할 수 있는 것으로 생각된다.
그러나, 플럭스 중의 불화물 및 염기성 산화물의 함유량을 증가시키면, 슬래그욕의 표면에서 아크가 발생하기 쉬워져, 용접 자체가 불안정(이하, 용접 불안정이라고도 함)하게 되어 버린다. 이것은, 전기 전도도가 상승하는 것에 의해, 슬래그욕의 저항 열이 저하되어, 와이어가 슬래그욕 중에서 용융되지 않는 것에 기인한다. 그 결과, 와이어는 용융 금속부와 단락(短絡)되고, 슬래그욕 표면에서 용단(溶斷)되는 것에 의해, 아크가 발생한다.
상기 아크의 발생에 의한 용접 불안정을 막기 위해서는, 슬래그욕 내에서 와이어를 용융시킬 필요가 있고, 해결 수단으로서, 슬래그욕을 더 깊게 하는 방법을 들 수 있다.
그러나, 슬래그욕이 과도하게 깊어지면 용입 폭이 감소하고, 비드 가장자리에 슬래그가 파고들기 때문에, 언더컷 등의 용접 결함이 발생한다. 따라서, 슬래그욕 전체의 점성은 낮게 유지한 상태에서, 전기 전도도는 지나치게 올리지 않도록 제어하고, 또한 와이어 또는 모재로부터 슬래그욕에 다른 성분이 들어간 경우라도, 슬래그욕의 물성을 유지할 수 있는 플럭스가 요구된다.
본 발명에 있어서는, 플럭스 중에, 불화물로서 CaF2, 염기성 산화물로서 CaO, 산성 산화물로서 SiO2를 함유시키고 있고, 이에 의해, 적절한 전기 전도도와 점도를 갖는 슬래그욕을 얻을 수 있다. 즉, 플럭스 중의 상기 화합물의 함유량, 및 이들 함유량으로부터 얻어지는 파라미터를 적절히 규정하는 것에 의해, 와이어 또는 모재로부터 다른 성분이 들어간 경우라도, 슬래그욕의 물성을 유지할 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접용 플럭스에 함유되는 각 성분의 함유량을, 그 한정 이유와 함께 설명한다.
<CaO: 플럭스 전체 질량에 대해서 5.1질량% 이상 30.0질량% 이하>
CaO는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성을 적절히 확보하여, 용접 비드의 형상을 향상시키는 성분임과 함께, 용접 금속의 산소량을 저감시키는 효과를 갖는다. CaO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5.1질량% 미만이면, 점성이 높아지기 때문에 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화된다. 한편, CaO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 30.0질량%를 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 낮아지기 때문에 비드 외관이 열화된다. 따라서, 플럭스 중에 염기성 산화물로서 함유되는 CaO의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 5.1질량% 이상, 바람직하게는 9.0질량% 이상으로 하고, 또한, 30.0질량% 이하, 바람직하게는 20.0질량% 이하로 한다.
<CaO: 염기성 산화물 전체 질량에 대해서 30질량% 이상>
염기성 산화물 전체 질량에 대한 CaO의 비율을 30질량% 이상으로 하는 것에 의해, CaO가, 슬래그욕의 점성이나 전기 전도도 등의 물성을 제어하는 지배 인자의 하나로서 작용한다. 한편, 염기성 산화물 전체 질량에 대한 CaO의 비율이 30질량% 미만이면, 용접 와이어 및 모재로부터 슬래그욕에 들어가는 성분이, 슬래그욕의 물성에 영향을 미칠 가능성이 높아진다. 따라서, 용융 슬래그의 물성을 적정 범위로 유지하기 위해서, 염기성 산화물 전체 질량에 대한 CaO의 비율은 30질량% 이상으로 하고, 바람직하게는 50질량% 이상으로 한다.
<SiO2: 플럭스 전체 질량에 대해서 17질량% 이하(0질량%는 포함하지 않음)>
SiO2는 산성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성을 올리고, 전기 전도도를 낮추는 효과를 갖는 성분이다. 이와 같이, SiO2는 본 발명에 있어서의 용융 슬래그의 물성 제어에 이용된다. SiO2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 17질량%를 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 높아지고, 전기 전도도가 작아지기 때문에, 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화된다. 전술한 바와 같이, SiO2는 용융 슬래그의 물성 조정을 위해, 미량이라도 함유되어 있으면, 그 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 플럭스 중에 산성 산화물로서 함유되는 SiO2의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 17질량% 이하, 바람직하게는 16질량% 이하, 보다 바람직하게는 15질량% 이하로 하고, 또한, 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 2질량% 이상으로 한다.
<SiO2: 산성 산화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상>
산성 산화물 전체 질량에 대한 SiO2의 비율을 80질량% 이상으로 하는 것에 의해, SiO2가, 슬래그욕의 점성이나 전기 전도도 등의 물성을 제어하는 지배 인자의 하나로서 작용한다. 한편, 산성 산화물 전체 질량에 대한 SiO2의 비율이 80질량% 미만이면, 용접 와이어 및 모재로부터 슬래그욕에 들어가는 성분이, 슬래그욕의 물성에 영향을 미칠 가능성이 높아진다. 따라서, 용융 슬래그의 물성을 적정 범위로 유지하기 위해서, 산성 산화물 전체 질량에 대한 SiO2의 비율은 80질량% 이상으로 하고, 바람직하게는 85질량% 이상으로 한다.
<CaF2: 플럭스 전체 질량에 대해서 35질량% 이상 73질량% 이하>
불화물로서 플럭스 중에 함유되는 CaF2는, 용융 슬래그의 전기 전도도를 적절히 확보하여, 용접의 안정성을 향상시킴과 함께, 용융 슬래그의 점성을 적절히 확보하여, 용접 비드의 형상을 향상시키는 성분이다. 또한, CaF2는, 용접 금속의 산소량을 저감시키는 효과를 갖는 성분이기도 하다. CaF2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 35질량% 미만이면, 용융 슬래그의 점성이 높아지고, 전기 전도도가 작아지기 때문에, 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화된다.
한편, CaF2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 73질량%를 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 낮아지기 때문에, 비드 외관이 열화된다. 또한, 불소 가스의 발생량이 증가해서, 용접 비드에 압흔(포크 마크)이 발생하여, 비드 외관이 더 열화되는 경우도 있다. 또한, 전기 전도도가 과잉으로 높아지기 때문에, 저항 발열이 부족한 것에 의해, 용접 중에 빈번하게 아크가 발생하여, 용접 불안정이 된다. 따라서, 플럭스 중에 불화물로서 함유되는 CaF2의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 35질량% 이상, 바람직하게는 45질량% 이상으로 하고, 또한, 73질량% 이하, 바람직하게는 69질량% 이하로 한다.
<CaF2: 불화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상>
불화물 전체 질량에 대한 CaF2의 비율을 80질량% 이상으로 하는 것에 의해, CaF2가 슬래그욕의 점성이나 전기 전도도 등의 물성을 제어하는 지배 인자의 하나로서 작용한다. 불화물 전체 질량에 대한 CaF2의 비율이 80질량% 미만이면, 용접 와이어 및 모재로부터 슬래그욕에 들어가는 성분이, 슬래그욕의 물성에 영향을 미칠 가능성이 높아진다. 따라서, 용융 슬래그의 물성을 적정 범위로 유지하기 위해서, 불화물 전체 질량에 대한 CaF2의 비율은 80질량% 이상으로 하고, 바람직하게는 85질량% 이상으로 한다.
한편, 플럭스 중에 포함되는 불화물 중, CaF2를 제외한 잔부에 대해서는, BaF2, NaF, LiF, KF 또는 MgF2 등을, 불화물 전체 질량에 대해서 20질량% 미만이 되도록 함유해도 된다. 바람직하게는, CaF2가 불화물 전체 질량에 대해서 100질량%이면 된다.
<(2×[CaF2]+[CaO])/[SiO2]: 5 이상 56 이하>
용융 슬래그의 점성 및 전기 전도도와 같은 물성을 지배하는 요인으로서, 금속 양이온과 산소 이온간의 결합 강도를 들 수 있다. 염기성 산화물 중에서도 CaO는 결합력이 작기 때문에, 비교적 용이하게 Ca2+와 음이온 O2-로 전리되기 쉽다. 한편, SiO2는 중성 산화물이나 산성 산화물 중에서도 결합력이 강해서, 전리된 O2-를 취하여, 여러 가지의 형태의 거대 음이온을 형성한다. 한편, 여러 가지의 형태의 거대 음이온이란, 예를 들면, Si9O21 6-, Si6O15 6- 등을 들 수 있다. 따라서, 결합력에 차이가 있는 CaO와 SiO2의 조합은 슬래그욕의 물성을 좌우하는 지배 인자가 된다.
또, CaF2는, SiO2를 포함하는 산화물계 슬래그와 조합한 경우에, CaO와 비교해서 약 2배의 점성 저하 효과가 있다고 여겨지고 있다. 이것은 CaO가 Si-O 결합을 1개만 절단하는 데 비해, CaF2는 Si-O 결합을 2개 절단하는 것에 기인한다. 따라서, 본 발명에서는, 슬래그욕의 물성에 특히 영향을 미치는 성분인 CaO, SiO2 및 CaF2를, 물성 제어의 지배 인자로 하고 있다.
전술한 바와 같이, 플럭스 중의 CaF2의 함유량이 증가할수록 용융 슬래그의 점성이 작아지고, 전기 전도도를 크게 하는 효과가 높아진다. 한편, 플럭스 중에 CaO를 함유한 경우에는, 염기성 산화물의 경향대로, 용융 슬래그의 점성은 낮아지지만, 전기 전도도에 관해서는, 규산 소다 중에 있어서 CaO의 함유량이 증가할수록, 전기 전도도가 약간 저하된다는 것이 알려져 있다(「용접 학회지 제36권(1967) 제6호 p. 608∼ 용융 슬래그의 물성에 대하여」의 도 5). 즉, SiO2가 존재하는 용융 슬래그의 계에 있어서, CaF2의 함유량은, 증가할수록 용융 슬래그의 점성은 대폭으로 작아지고, 전기 전도도는 높아지지만, CaO의 함유량은, 증가할수록 용융 슬래그의 점성이 작아지고, 전기 전도도가 작아지는 특이한 경향을 나타낸다.
본 발명에 있어서는, CaF2, CaO, 및 SiO2의 함유량을 이용하여, 하기 식(1)로 표시되는 파라미터를 작성하고, 하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 소정의 범위를 만족시키는 것에 의해, 슬래그욕의 점성을 낮게 유지하면서, 전기 전도도를 지나치게 올리지 않도록 제어할 수 있다.
구체적으로는, 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 SiO2의 함유량을 [SiO2], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2]로 했을 때, 하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 5 미만이면, 슬래그욕의 점성이 커지고, 전기 전도도가 작아지기 때문에, 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화된다.
한편, 하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 56을 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 낮아지기 때문에, 비드 외관이 열화된다. 또한, 전기 전도도가 과잉으로 높아져, 저항 발열이 부족하기 때문에, 용접 중에 빈번하게 아크가 발생하여, 용접 불안정이 된다. 따라서, 하기 식(1)에 의해 산출되는 값은, 5 이상, 바람직하게는 7 이상, 또한, 56 이하, 바람직하게는 54 이하로 하면, 슬래그욕의 물성으로서, 보다 균형이 좋은 점성 및 전기 전도도를 유지할 수 있다.
(2×[CaF2]+[CaO])/[SiO2] …(1)
<불화물: 플럭스 전체 질량에 대해서 35∼73질량%>
본 실시형태에 있어서는, 전술한 바와 같이, CaF2 외에도, 불화물로서 BaF2, NaF, LiF, KF 또는 MgF2 등을 플럭스 중에 함유시킬 수 있다. 불화물은, 슬래그욕의 점성을 낮게 하고, 전기 전도도를 높게 하는 경향을 가진다. 슬래그욕의 점성, 전기 전도도의 균형을 잡는 데 있어서, 플럭스 중의 불화물의 합계량에 대해서도 조정되어 있는 것이 바람직하고, 플럭스 전체 질량에 대해서 35∼73질량% 포함되어 있는 것이 바람직하다. 35질량% 이상이면, 슬래그욕의 점성, 전기 전도도를 보다 낮게 하는 효과를 유지할 수 있고, 73질량% 이하이면, 과도한 점성의 저하, 전기 전도도의 증대를 억제할 수 있다.
[(a) 염기성 산화물: 플럭스 전체 질량에 대해서 10질량% 이상 40질량% 이하]
플럭스 중의 염기성 산화물의 함유량을 증가시키면, CaF2(불화물)의 경우와 마찬가지로, 슬래그욕의 점성이 낮아짐과 함께, 전기 전도도가 높아지는 경향이 있다. 플럭스 중의 염기성 산화물의 함유량이, 플럭스 전체 질량에 대해서 10질량% 이상이면, 슬래그욕의 점성을 보다 낮게 함과 함께, 전기 전도도를 보다 높게 하는 효과를 유지할 수 있다. 한편, 플럭스 중의 염기성 산화물의 함유량이, 플럭스 전체 질량에 대해서 40질량% 이하이면, 과도한 점성의 저하, 또는 전기 전도도의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 슬래그욕의 점성 및 전기 전도도의 균형을 잡는 데 있어서, 염기성 산화물의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 바람직하게는 10질량% 이상, 보다 바람직하게는 11질량% 이상, 또한, 바람직하게는 40질량% 이하, 보다 바람직하게는 39질량% 이하로 한다.
한편, 본 발명에 있어서의 플럭스는, 용융 슬래그의 물성 및 기계적 성능 등의 조정의 관점에서, 염기성 산화물로서 임의로 여러 가지의 화합물을 함유하고 있어도 된다.
염기성 산화물로서는, BaO, FeO, MgO, MnO, K2O, Na2O, 및 Li2O로부터 선택된 적어도 1종을, 이하에 나타내는 범위로 플럭스 중에 함유시키는 것이 바람직하다.
이하, 각 성분의 한정 범위 및 효과에 대하여 설명한다.
<BaO: 플럭스 전체 질량에 대해서 11질량% 이하(0질량% 포함함)>
BaO는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분임과 함께, 용접 금속의 산소량을 저감시키는 효과가 높다. 단, 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성, 융점 등의 물성, 및 기계적 성능 등의 조정을 위해서, 플럭스 중에 BaO를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. BaO를 첨가하는 경우는, BaO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 11질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, BaO를 첨가하는 경우는, BaO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 11질량% 이하인 것이 바람직하고, 10질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<FeO: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
FeO는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분임과 함께, 용접 금속의 산소량을 저감시키는 효과가 높다. 단, 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성, 융점 등의 물성, 및 기계적 성능 등의 조정을 위해서, 플럭스 중에 FeO를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. FeO를 첨가하는 경우는, FeO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, FeO를 첨가하는 경우는, FeO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<MgO: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
MgO는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분이다. 단, 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성 및 융점의 조정을 위해서, 플럭스 중에 MgO를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. MgO를 첨가하는 경우는, MgO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, MgO를 첨가하는 경우는, MgO의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 합계의 함유량(MnO 환산치): 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
MnO 및 MnO2는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분이다. 단, 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성 및 융점의 조정을 위해서, 플럭스 중에 MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 첨가하는 경우는, 이들의 합계의 함유량(MnO 환산치)이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 첨가하는 경우는, MnO 및 MnO2의 합계의 함유량(MnO 환산치)이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, MnO 환산치란, 플럭스 중의 전체 Mn량을 MnO로 환산한 값이다.
<K2O: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
K2O는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성의 조정을 위해서, 플럭스 중에 K2O를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. K2O를 첨가하는 경우는, K2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, K2O를 첨가하는 경우는, K2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 4질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<Na2O: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
Na2O는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성의 조정을 위해서, 플럭스 중에 Na2O를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. Na2O를 첨가하는 경우는, Na2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, Na2O를 첨가하는 경우는, Na2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 4질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<Li2O: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
Li2O는 염기성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성의 조정을 위해서, 플럭스 중에 Li2O를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. Li2O를 첨가하는 경우는, Li2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, Li2O를 첨가하는 경우는, Li2O의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 4질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
[(b) 양성 산화물: 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이상 35질량% 이하]
플럭스 중의 양성 산화물의 함유량이, 플럭스 전체 질량에 대해서, 5질량% 이상 35질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, 양성 산화물의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 바람직하게는 5질량% 이상, 보다 바람직하게는 6질량% 이상, 또한, 바람직하게는 35질량% 이하, 보다 바람직하게는 34질량% 이하로 한다.
한편, 본 발명에 있어서의 플럭스는, 용융 슬래그의 물성 및 기계적 성능 등의 조정의 관점에서, 양성 산화물로서 임의로 여러 가지의 화합물을 함유하고 있어도 된다.
양성 산화물로서는, Al2O3, ZrO2, TiO2, 및 B2O3로부터 선택된 적어도 1종을, 이하에 나타내는 범위로 플럭스 중에 함유시키는 것이 바람직하다.
이하, 각 성분의 한정 범위 및 효과에 대하여 설명한다.
<Al2O3: 35질량% 이하(0질량% 포함함)>
Al2O3는 양성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성 및 융점의 조정을 위해서, 플럭스 중에 Al2O3를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. 단, Al2O3는 SiO2보다도 용융 슬래그의 점성 및 전기 전도도에 대한 영향이 작아, 슬래그 물성의 미세 조정에는 적합한 산화물이다. 따라서, Al2O3의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이상인 것이 바람직하다. 한편, Al2O3를 첨가하는 경우는, Al2O3의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 35질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, Al2O3를 첨가하는 경우는, Al2O3의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 35질량% 이하인 것이 바람직하고, 34질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<ZrO2: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
ZrO2는 양성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성의 조정을 위해서, 플럭스 중에 ZrO2를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. ZrO2를 첨가하는 경우는, ZrO2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, ZrO2를 첨가하는 경우는, ZrO2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 1질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<TiO2: 5질량% 이하(0질량% 포함함)>
TiO2는 양성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성에 영향을 미치는 성분이다. 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성의 조정을 위해서, 플럭스 중에 TiO2를 임의로 첨가하면 되고, 하한은 규정하지 않는다. TiO2를 첨가하는 경우는, TiO2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다. 따라서, TiO2를 첨가하는 경우는, TiO2의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 4질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
<B2O3: 2질량% 이하(0질량% 포함함)>
B2O3는 양성 산화물로서, 비점이 1680℃로, 다른 산화물과 비교해서 비점이 극히 낮다고 하는 성질을 갖는다. 따라서, 슬래그가 용융 상태 및 고화되기 시작한 상태(고상률(固相率)이 높아진 슬래그)일 때도, B2O3는 증발을 계속하고, 그 증기는 슬래그와 메탈의 계면의 접촉을 방해하도록 작용하기 때문에, 슬래그 박리성에 대해서 바람직한 효과를 미친다. B2O3의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 2질량% 이하이면, 기공 결함의 영향이 없고, 슬래그 박리성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 한층 더 우수한 슬래그 박리성을 얻기 위해서, B2O3를 첨가하는 경우는, B2O3의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서 2질량% 이하인 것이 바람직하고, 1.5질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 한편, B2O3의 함유량은 플럭스 전체 질량에 대해서 0.001질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.002질량% 이상인 것이 더 바람직하다.
[(c) 산성 산화물: 플럭스 전체 질량에 대해서 17질량% 이하]
플럭스 중의 산성 산화물의 함유량을 증가시키면, CaF2(불화물)의 경우와 마찬가지로, 슬래그욕의 점성이 낮아짐과 함께, 전기 전도도가 높아지는 경향이 있다. 플럭스 중의 산성 산화물의 함유량이, 플럭스 전체 질량에 대해서 17질량% 이하이면, 과도한 점성의 증대, 및 전기 전도도의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 슬래그욕의 점성 및 전기 전도도의 균형을 잡는 데 있어서, 산성 산화물의 함유량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 바람직하게는 1질량% 이상, 보다 바람직하게는 2질량% 이상, 또한, 바람직하게는 17질량% 이하, 보다 바람직하게는 16질량% 이하, 더 바람직하게는 15질량% 이하로 한다.
한편, 본 발명에 있어서의 플럭스는, 용융 슬래그의 물성 및 기계적 성능 등의 조정의 관점에서, 산성 산화물로서 임의로 여러 가지의 화합물을 함유하고 있어도 된다.
산성 산화물로서는, MoO3, V2O5, 및 P2O5로부터 선택된 적어도 1종을, 이하에 나타내는 범위로 플럭스 중에 함유시키는 것이 바람직하다.
이하, 각 성분의 한정 범위 및 효과에 대하여 설명한다.
<MoO3, V2O5, 및 P2O5 중 적어도 1종: 각각, 플럭스 전체 질량에 대해서 5질량% 이하(0질량%를 포함함)>
MoO3, V2O5, 및 P2O5는 산성 산화물로서, 용융 슬래그의 점성 및 융점에 영향을 미치는 성분임과 함께, 용접 금속의 산소량을 저감시키는 효과가 높다. 단, 본 발명에서는, 용융 슬래그의 점성, 융점 등의 물성, 및 기계적 성능 등의 조정을 위해서, 플럭스 중에 MoO3, V2O5, 및 P2O5 중 적어도 1종을 임의로 함유하는 것이 바람직하고, 하한은 규정하지 않는다. MoO3, V2O5, 및 P2O5 중 적어도 1종을 함유하는 경우는, 각 성분의 함유량이 플럭스 전체 질량에 대해서, 각각 5질량% 이하, 바람직하게는 4질량% 이하이면, 용접 와이어 및 모재로부터 여러 가지의 합금 원소가 슬래그욕에 들어간 경우라도, 용접 결함을 억제할 수 있음과 함께, 최적인 비드 외관을 얻기 위한 적절한 용융 슬래그 물성을 유지할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기한 바와 같이, 플럭스 중의 염기성 산화물, 양성 산화물 및 산성 산화물의 함유량을 적절히 규정함과 함께, 상기 염기성 산화물, 양성 산화물 및 산성 산화물로 이루어지는 전체 산화물의 합계량, 및 전체 산화물의 합계량에 대한 불화물의 합계량의 비를 적절히 규정하는 것이 바람직하다.
이하, 이들의 한정 범위 및 효과에 대하여 설명한다.
<전체 산화물의 합계량: 28질량% 이상 60질량% 이하>
염기성 산화물, 양성 산화물 및 산성 산화물로 이루어지는 전체 산화물의 합계량이 플럭스 전체 질량에 대해서 28질량% 미만이면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 낮아지기 때문에, 비드 외관이 열화된다. 한편, 전체 산화물의 합계량이 플럭스 전체 질량에 대해서 60질량%를 초과하면, 전기 전도도가 작아지기 때문에, 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화된다.
따라서, 플럭스 중의 염기성 산화물, 양성 산화물 및 산성 산화물로 이루어지는 전체 산화물의 합계량은, 플럭스 전체 질량에 대해서 바람직하게는 28질량% 이상, 보다 바람직하게는 30질량% 이상으로 하고, 또한, 바람직하게는 60질량% 이하, 보다 바람직하게는 59질량% 이하로 한다.
<[Fld]/[Ox]: 0.5 이상 2.7 이하>
플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 불화물의 합계량을 [Fld], 상기 전체 산화물의 합계량을 [Ox]로 했을 때, 하기 식(2)에 의해 산출되는 값이 0.5 미만이면, 전기 전도도가 작아지기 때문에, 슬래그욕의 교반이 작아져, 비드 외관이 열화되는 경우가 있다.
한편, 하기 식(2)에 의해 산출되는 값이 2.7을 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 과잉으로 낮아지기 때문에, 비드 외관이 열화되는 경우가 있다.
따라서, 하기 식(2)에 의해 산출되는 값은, 바람직하게는 0.5 이상, 보다 바람직하게는 0.55 이상이고, 바람직하게는 2.7 이하, 보다 바람직하게는 2.6 이하이다.
[Fld]/[Ox] …(2)
<([CaO]+[BaO])/([CaF2]+[Al2O3]): 0.35 이하>
일반적으로, 플럭스의 내흡습성이 낮으면, 용융 금속 중의 수소량이 증가하여, 저온 균열이 염려된다. 본 발명자들은, 플럭스 중의 CaO, BaO, CaF2 및 Al2O3의 함유량으로부터 작성되는 파라미터가, 플럭스의 내흡습성 및 용접 작업성을 제어하는 지표가 된다는 것을 발견했다. 구체적으로는, 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, CaO의 함유량을 [CaO], BaO의 함유량을 [BaO], CaF2의 함유량을 [CaF2], Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때, 하기 (3)에 의해 산출되는 값을 0.35 이하로 제어하는 것에 의해, 플럭스의 내흡습성을 향상시킬 수 있어, 저온 균열의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 하기 식(3)에 의해 산출되는 값은 0.35 이하인 것이 바람직하다. 또한, 플럭스의 내흡습성을 보다 향상시킬 수 있다는 관점에서, 하기 식(3)에 의해 산출되는 값은 0.32 이하인 것이 보다 바람직하다.
([CaO]+[BaO])/([CaF2]+[Al2O3]) …(3)
<([CaO]+[Al2O3]+[BaO])/[CaF2]: 0.38 이상>
본 발명자들은, 플럭스 중의 CaO 및 BaO의 함유량을 감소시킴과 함께, CaF2의 함유량을 증가시키면, 오픈 아크가 되기 쉽다는 것을 발견했다. 한편, 오픈 아크가 되지 않도록, 플럭스를 지나치게 투입한 결과, 용융 슬래그의 대류가 변화되어, 비드 폭이 나오지 않고, 표면 비드 측에 언더컷이 발생하는 경우가 있다.
구체적으로는, 플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, CaO의 함유량을 [CaO], BaO의 함유량을 [BaO], CaF2의 함유량을 [CaF2], Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때, 하기 (4)에 의해 산출되는 값을 0.38 이상으로 제어하는 것에 의해, 상기와 같은 문제점이 발생하지 않아, 우수한 용접 작업성을 얻을 수 있다. 따라서, 하기 (4)에 의해 산출되는 값은 0.38 이상인 것이 바람직하고, 0.40 이상인 것이 보다 바람직하다.
([CaO]+[Al2O3]+[BaO])/[CaF2] …(4)
한편, 본 발명에 있어서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서, 상기 화합물 외에, Fe, Ni 및 Cr 등의 금속 원소가, 이들 단체(單體)의 금속 분말 또는 합금 분말의 형태로 플럭스 중에 첨가되어 있어도 된다. 한편, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위란, 플럭스 전체 질량에 대해서, 5질량% 이하(0질량%를 포함함)로 한다. 또한, 합금 분말의 형태의 경우는, 각 금속 원소 단체의 환산치로서, 플럭스 전체 질량에 대해서, 5질량% 이하(0질량%를 포함함)로 되어 있으면 된다.
이상, 플럭스의 성분에 대하여 설명했지만, 본 발명의 플럭스는, 전술한 CaO, SiO2 및 CaF2 등의 필수 화합물, 그 밖의 임의 화합물(0질량%여도 됨), 임의 금속(0질량%여도 됨), 및 불가피 불순물에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 한편, 불가피 불순물로서는, PbO, Bi2O3, Cr2O3, Nb2O5, S, SnO, REM 산화물, C(흑연 전극 유래) 등을 들 수 있고, 일반적으로, 플럭스 전체 질량에 대해서, 합계량으로 1질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.
[플럭스의 제조]
본 발명을 적용할 수 있는 플럭스로서는, 용융형 플럭스와 본드형(소성형) 플럭스가 있다. 용융형 플럭스는, 여러 가지의 원료를 전기로 등에서 용해하고, 분쇄하는 것에 의해 제조된다. 한편, 소성형 플럭스는, 여러 가지의 원료를 규산 알칼리 등의 바인더에 의해 결합하고, 조립(造粒)한 후, 소성하는 것에 의해 제조된다. 일렉트로슬래그 용접에 있어서는, 용융형 플럭스를 이용하는 경우가 많기 때문에, 용융형 플럭스로 하는 것이 바람직하다.
〔2. 일렉트로슬래그 용접 방법〕
본 발명은, 용접 와이어와, 상기 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 이용하여 용접하는 일렉트로슬래그 용접 방법에도 관한 것이다. 본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 이용한 일렉트로슬래그 용접 방법에 대하여, 이하에 설명한다. 한편, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 일렉트로가스 용접 방법은, 예를 들면, 일본 특허공개 2016-215214호 공보에 기재된 일렉트로가스 용접 방법 및 일렉트로가스 용접 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
도 1은, 본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접 방법에 있어서 사용할 수 있는 일렉트로슬래그 용접 장치를 나타내는 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 일렉트로슬래그 용접 장치(100)는, 용접 와이어(6)에 급전하는 콘택트 팁(5)을 갖는 용접 토치(4)와, 접동식 구리 당금(當金)(2)과, 용접 토치(4) 및 접동식 구리 당금(2)을 탑재한 주행 대차(16)와, 용융 슬래그욕 검출기(13)와, 플럭스 공급 장치(14)와, 플럭스 공급 제어 장치(15)와, 주행 대차 제어 장치(17)를 구비한다. 플럭스 공급 제어 장치(15)는, 콘택트 팁(5)의 선단부터 용융 슬래그욕(7)까지의 용접 와이어(6)의 길이가 미리 정한 길이가 되도록, 플럭스의 공급을 제어한다. 주행 대차 제어 장치(17)는, 기준 전류치에 대해서 용접 전류(8)가 미리 정한 관계가 되도록 주행 대차(16)의 주행 속도를 제어한다.
이와 같이 구성된 용접 장치에 있어서, 개선(開先)의 이면측에는 고정의 구리 당금(1)이 배치되어 있고, 개선의 표면측에는 접동식 구리 당금(2)이 배치된다. 용접 토치(4)는, 미도시의 용접 전원으로부터 공급되는 용접 전류(8)에 의해 용접 와이어(6)를 급전하고, 슬래그욕 깊이(Ls)를 미리 정한 깊이로 유지하면서, 용접 모재(3)의 용접이 행해진다.
상기 용접 장치를 이용하면, 접동식 당금을 이용한 일렉트로슬래그 용접에 있어서, 슬래그욕 깊이를 미리 정한 깊이로 유지하면서 용접을 행하여, 건전한 용입을 확보해서 용접 금속의 기계적 성능의 열화를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접 방법에 있어서는, 이하의 조건을 채용하는 것이 바람직하다.
[용접 조건]
<용접 와이어>
본 발명 방법에 있어서 사용되는 용접 와이어의 형태는, 특별히 한정되지 않고, 솔리드 와이어여도 되고, 플럭스 코어드 와이어여도 된다.
솔리드 와이어는, 와이어 단면이 중실(中實)이고, 단면 동질이 되어 있는 철사 형상의 와이어이다. 솔리드 와이어는, 그 표면에 구리 도금을 실시하는 것과 실시하지 않는 것이 있지만, 어느 쪽의 형태여도 된다.
플럭스 코어드 와이어는, 통 형상을 나타내는 외피와, 그 외피의 내측에 충전된 플럭스에 의해 구성된다. 한편, 플럭스 코어드 와이어는, 외피에 이음매가 없는 심리스 타입, 외피에 이음매가 있는 심 타입의 어느 형태여도 된다. 또한, 플럭스 코어드 용접 와이어는, 와이어 표면(외피의 외측)에 구리 도금이 실시되어 있어도 실시되어 있지 않아도 된다. 외피의 재질은 특별히 상관없이, 연강이어도 스테인리스강이어도 되고, 용접 와이어 전체 질량에 대한 조성이, 목적의 조성으로 이루어져 있으면 특별히 제한은 없다.
(용접 와이어의 직경: 1.1∼2.0mm)
본 발명 방법에 있어서, 사용되는 용접 와이어의 직경(와이어 지름)이 1.1mm 이상이면, 높은 용접 전류를 흘리는 것이 가능해져, 슬래그욕의 교반에 기여함으로써 용접 결함을 억제한다. 한편, 와이어의 직경이 2.0mm 이하이면, 와이어가 용융되기 쉬워지기 때문에, 용접 작업성이 양호해진다. 따라서, 용접 와이어의 직경은, 1.1∼2.0mm로 하는 것이 바람직하다.
<용접 전류: 200∼500A>
용접 전류가 적절히 조정되어 있으면, 적정한 슬래그 발열을 얻을 수 있음과 함께, 적정한 용입을 용접 길이의 전체 길이에 걸쳐서 얻을 수 있다. 용접 전류가 200A 이상이면, 충분한 슬래그 발열을 얻을 수 있어, 양호한 용입이 얻어진다. 한편, 용접 전류가 500A 이하이면, 와이어의 용융이 안정이 되고, 아크 발생 등과 같이, 용접이 불안정화가 되는 경우가 없어, 양호한 용접성을 얻을 수 있다. 따라서, 용접 전류는 200∼500A로 하는 것이 바람직하다.
<용접 전압: 25∼58V>
용접 전압은, 용입의 크기나 와이어의 돌출 길이에 큰 영향을 미친다. 용접 전압이 25V 이상이면, 충분한 용입이 얻어진다. 한편, 용접 전압이 58V 이하이면, 적절한 돌출 길이를 유지할 수 있어, 아크의 발생 등에 의한 용접성의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 용접 전압은 25∼58V로 하는 것이 바람직하다.
<와이어 송급 속도: 6.5∼25.0m/min>
비소모 노즐식의 일렉트로슬래그 용접에서는, 와이어 송급 속도를 큰 범위로 설정할 수 있다. 와이어 송급 속도가 6.5m/min 이상이면, 높은 용접 능률로 경제적으로 용접할 수 있음과 함께, 용접 입열의 증대에 의한 용접부의 인성 열화를 방지할 수 있다. 또한, 적절한 돌출 길이를 유지할 수 있기 때문에, 와이어의 송급 속도의 변화에 의한 아크 발생을 방지할 수 있어, 용접 정지 및 인성 열화를 방지할 수 있다. 한편, 와이어 송급 속도가 25.0m/min 이하이면, 용접 입열의 감소에 의한 용입 부족의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 적절한 돌출 길이를 유지할 수 있으므로, 아크의 발생 등에 의한 용접성의 열화, 및 용접 금속의 인성의 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 와이어 송급 속도는 6.5∼25.0m/min으로 하는 것이 바람직하다.
<슬래그욕 깊이: 10∼35mm>
본 발명에 따른 일렉트로슬래그 용접 방법에 있어서, 양호한 용입을 얻기 위해서는, 슬래그의 발열을 효율 좋게 얻는 것이 중요하다. 슬래그욕 깊이가 10mm 이상이면, 적절한 슬래그의 발열을 얻을 수 있어, 와이어가 슬래그 중에서 안정하게 용해되기 때문에, 아크 정지 등이 발생할 우려가 없다. 한편, 슬래그욕 깊이가 35mm 이하이면, 양호한 슬래그의 온도를 유지할 수 있어, 와이어의 용융 및 모재의 용융이 안정화되기 때문에, 슬래그욕 표면에 아크가 발생하는 경우가 없어, 용접 정지나 용입 부족의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 슬래그욕 깊이는 10∼35mm로 하는 것이 바람직하다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실시하는 것이 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함 된다.
하기 표 1 및 표 2에 나타내는 조성을 갖는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 조제하고, 각 플럭스에 대하여 흡습성의 평가를 실시했다. 또한, 하기 표 3에 나타내는 조성을 갖는 용접 와이어 및 상기 플럭스를 이용하여, 이하에 나타내는 용접 조건에서 일렉트로슬래그 용접을 행했다. 또한, 용접 금속의 인장 강도, 용접 시의 용접 작업성 및 용접 후의 외관에 대하여, 이하에 나타내는 시험 방법 및 평가 기준에 의해 평가했다.
플럭스 흡습성의 측정 결과, 용접 모재의 강종 및 판 두께, 및 각 평가 결과를 하기 표 4에 나타낸다. 한편, 용접 모재의 강종에 있어서의 490A란, JIS G 3106의 용접 구조용 압연 강재에 기재된 기호를 나타낸다.
〔용접 조건〕
와이어 지름: 1.6mm
용접 전류: 380∼400A
용접 전압: 36∼40V
용접 속도: 2.2∼4.0cm/min
와이어 송급 속도: 10.1∼14.3m/min
슬래그욕 깊이: 15∼20mm
〔평가 방법 및 평가 기준〕
<플럭스의 흡습성>
각 플럭스를, 온도가 30℃이고, 습도가 80%인 환경하에서 168시간 방치한 후에, 추출 가스로서 공기를 사용하고, 추출 온도를 750℃로 하여, 칼 피셔법으로 수분량을 측정하는 것에 의해, 플럭스의 흡습성을 평가했다. 한편, 플럭스의 수분량이 1500ppm 이하인 것을 A(우량)로 하고, 1500ppm를 초과한 것을 B(양호)로 했다.
<용접 금속의 인장 강도>
용접 금속의 중앙부로부터, 용접선 방향에 평행으로 JIS Z 3111에 기재된 용착 금속의 인장 시험 방법에 준거해서 인장 시험편을 채취하고, JIS Z 2241에 기재된 금속 재료 인장 시험 방법에 준거해서, 인장 강도를 측정했다.
<용접 작업성>
용접 시에 있어서, 아크 발생의 유무에 의한 용접 안정성을 관찰하는 것에 의해, 용접 작업성을 평가했다. 평가 기준으로서는, 아크의 발생이 없어, 안정된 용접성이 얻어진 것을 A(우량), 약간 아크가 발생하여 용접이 불안정이 되었지만, 작업에 영향이 없었던 것을 B(양호)로 하고, 슬래그욕의 표면 등에서 아크가 빈번하게 발생하여, 용접이 불안정이 된 것을 C(불량)로 했다.
<외관>
용접 후의 용접 금속에 대하여, 슬래그 박리성, 소부의 발생, 및 언더컷의 유무를 관찰하는 것에 의해, 외관을 평가했다. 평가 기준으로서는, 어느 항목도 문제가 없었던 것을 양호로 하고, 어느 항목에 문제가 생긴 것을 불량으로 했다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004
상기 표 1∼표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예의 시험 No. 1∼13은, 플럭스 전체 질량에 대한 CaO, SiO2, CaF2의 함유량, 염기성 산화물 전체 질량, 산성 산화물, 및 불화물 각각의 전체 질량에 대한 CaO, SiO2, CaF2의 함유량이 본 발명의 범위 내임과 함께, 식(1)에 의해 산출되는 값도 본 발명의 범위 내이므로, 용접 와이어 또는 모재가 여러 가지의 합금 원소를 갖는 것이어도, 용접이 안정되어, 용접 작업성이 우수함과 함께, 예를 들면, 680MPa 이상의 높은 인장 강도를 갖고, 언더컷, 슬래그 박리성, 및 소부 등의 외관이 양호한 용접 금속을 얻을 수 있었다.
특히, 실시예인 시험 No. 1∼11은, 사용한 플럭스에 있어서, 식(3)에 의해 산출되는 값이 본 발명의 바람직한 범위 내이기 때문에, 플럭스의 흡습성이 극히 낮아, 저온 균열 발생의 염려가 없는 것이 되었다.
또한, 실시예인 시험 No. 1∼8, 및 10∼13은, 사용한 플럭스에 있어서, 식(4)에 의해 산출되는 값이 본 발명의 바람직한 범위 내이기 때문에, 아크 발생에 의해 용접이 불안정이 되는 경우가 없어, 우수한 용접 작업성을 얻을 수 있었다.
한편, 비교예인 시험 No. 14 및 15는, 플럭스 전체 질량에 대한 CaF2의 함유량, 및 식(1)에 의해 산출되는 값이 본 발명의 범위로부터 벗어나 있기 때문에, 아크가 발생하여 용접이 불안정하게 됨과 함께, 언더컷이 발생하고, 슬래그의 박리성도 저하됐다.
이상, 도면을 참조하면서 각종의 실시형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 도달할 수 있는 것은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 또한, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 실시형태에 있어서의 각 구성 요소를 임의로 조합해도 된다.
한편, 본 출원은, 2020년 3월 6일 출원된 일본 특허출원(특원 2020-038722)에 기초하는 것이고, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.
1 구리 당금
2 접동식 구리 당금
3 용접 모재
4 용접 토치
5 콘택트 팁
6 용접 와이어
7 용융 슬래그욕
8 용접 전류
13 용융 슬래그욕 검출기
14 플럭스 공급 장치
15 플럭스 공급 제어 장치
16 주행 대차
17 주행 대차 제어 장치
100 일렉트로슬래그 용접 장치

Claims (9)

  1. 일렉트로슬래그 용접에 이용되는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스로서,
    염기성 산화물, 양성(兩性) 산화물, 산성 산화물 및 불화물을 함유하고,
    상기 염기성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    CaO: 5.1질량% 이상 30.0질량% 이하를 함유하고,
    상기 CaO는, 상기 염기성 산화물 전체 질량에 대해서 30질량% 이상이고,
    상기 산성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    SiO2: 17질량% 이하를 함유하고,
    상기 SiO2는, 상기 산성 산화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상이고,
    상기 불화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    CaF2: 35질량% 이상 73질량% 이하를 함유하고,
    상기 CaF2는, 상기 불화물 전체 질량에 대해서 80질량% 이상임과 함께,
    플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 SiO2의 함유량을 [SiO2], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2]로 했을 때,
    하기 식(1)에 의해 산출되는 값이 5 이상 56 이하인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
    (2×[CaF2]+[CaO])/[SiO2] …(1)
  2. 제 1 항에 있어서,
    플럭스 전체 질량에 대해,
    상기 염기성 산화물: 10질량% 이상 40질량% 이하,
    상기 양성 산화물: 5질량% 이상 35질량% 이하,
    상기 산성 산화물: 17질량% 이하를 함유하고,
    상기 염기성 산화물, 상기 양성 산화물 및 상기 산성 산화물로 이루어지는 전체 산화물의 합계량은 28질량% 이상 60질량% 이하임과 함께,
    플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 불화물의 합계량을 [Fld], 상기 전체 산화물의 합계량을 [Ox]로 했을 때,
    하기 식(2)에 의해 산출되는 값이 0.5 이상 2.7 이하인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
    [Fld]/[Ox] …(2)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 염기성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    BaO: 11질량% 이하,
    FeO: 5질량% 이하,
    MgO: 5질량% 이하,
    MnO 및 MnO2 중 어느 한쪽 또는 양쪽의 합계의 함유량(MnO 환산치): 5질량% 이하,
    K2O: 5질량% 이하,
    Na2O: 5질량% 이하, 및
    Li2O: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하고,
    상기 양성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    Al2O3: 35질량% 이하,
    ZrO2: 5질량% 이하, 및
    TiO2: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 BaO의 함유량을 [BaO], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2], 상기 Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때,
    하기 식(3)에 의해 산출되는 값이 0.35 이하인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
    ([CaO]+[BaO])/([CaF2]+[Al2O3]) …(3)
  5. 제 3 항에 있어서,
    플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 BaO의 함유량을 [BaO], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2], 상기 Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때,
    하기 식(4)에 의해 산출되는 값이 0.38 이상인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
    ([CaO]+[Al2O3]+[BaO])/[CaF2] …(4)
  6. 제 4 항에 있어서,
    플럭스 전체 질량에 대한 질량%로, 상기 CaO의 함유량을 [CaO], 상기 BaO의 함유량을 [BaO], 상기 CaF2의 함유량을 [CaF2], 상기 Al2O3의 함유량을 [Al2O3]로 했을 때,
    하기 식(4)에 의해 산출되는 값이 0.38 이상인 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
    ([CaO]+[Al2O3]+[BaO])/[CaF2] …(4)
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    MoO3: 5질량% 이하,
    V2O5: 5질량% 이하, 및
    P2O5: 5질량% 이하로부터 선택된 적어도 1종을 함유하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 양성 산화물은, 플럭스 전체 질량에 대해,
    B2O3: 2질량% 이하(0질량%를 포함함)를 함유하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접용 플럭스.
  9. 용접 와이어와, 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 일렉트로슬래그 용접용 플럭스를 이용하여 용접하는 것을 특징으로 하는 일렉트로슬래그 용접 방법.
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