JP2000334596A - サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 - Google Patents
サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法Info
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- JP2000334596A JP2000334596A JP11144686A JP14468699A JP2000334596A JP 2000334596 A JP2000334596 A JP 2000334596A JP 11144686 A JP11144686 A JP 11144686A JP 14468699 A JP14468699 A JP 14468699A JP 2000334596 A JP2000334596 A JP 2000334596A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速溶接時においても、ガスの発生を効果的
に抑制して、耐ポックマーク性に優れるだけでなく、良
好な溶接作業性を有するサブマージアーク溶接用の高温
焼成型フラックスを提供する。 【解決手段】 焼成型フラックス原料粉末を、造粒後、
750℃を超える温度で焼成してサブマージアーク溶接用
フラックスを製造するに際し、 700℃以上、（最高温度
−50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温
する。
に抑制して、耐ポックマーク性に優れるだけでなく、良
好な溶接作業性を有するサブマージアーク溶接用の高温
焼成型フラックスを提供する。 【解決手段】 焼成型フラックス原料粉末を、造粒後、
750℃を超える温度で焼成してサブマージアーク溶接用
フラックスを製造するに際し、 700℃以上、（最高温度
−50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、船舶、海洋構造
物、貯槽、鉄骨および橋梁等の鋼構造物の溶接に用いて
好適なサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造
方法に関し、とくに建築用鉄骨の梁などに用いられる溶
接組立式Ｈ型部材の隅肉継手溶接を高速サブマージアー
ク溶接で行う場合等において、欠陥のない溶接部が安定
して得られる優れた溶接作業性を有するサブマージアー
ク溶接用焼成型フラックスの製造方法に関するものであ
る。
物、貯槽、鉄骨および橋梁等の鋼構造物の溶接に用いて
好適なサブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造
方法に関し、とくに建築用鉄骨の梁などに用いられる溶
接組立式Ｈ型部材の隅肉継手溶接を高速サブマージアー
ク溶接で行う場合等において、欠陥のない溶接部が安定
して得られる優れた溶接作業性を有するサブマージアー
ク溶接用焼成型フラックスの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】サブマージアーク溶接（潜弧溶接）用フ
ラックスは、通常、２酸化ケイ素(SiO 2)を主体とし、そ
れに酸化マグネシウム (MgＯ) 、マンガン酸化物 (Mn
Ｏ、Mn30 4 等) 、酸化カルシウム (CaＯ) 、アルミナ(A
l203) およびその他の酸化物、ふっ化物等を添加配合し
て製造されている。そして、このサブマージアーク溶接
用フラックスは、その製造方法の違いにより、溶融型フ
ラックス、焼成型フラックス（焼結型フラックスも含
む、以下同じ）および混合型フラックスに分類される。
ラックスは、通常、２酸化ケイ素(SiO 2)を主体とし、そ
れに酸化マグネシウム (MgＯ) 、マンガン酸化物 (Mn
Ｏ、Mn30 4 等) 、酸化カルシウム (CaＯ) 、アルミナ(A
l203) およびその他の酸化物、ふっ化物等を添加配合し
て製造されている。そして、このサブマージアーク溶接
用フラックスは、その製造方法の違いにより、溶融型フ
ラックス、焼成型フラックス（焼結型フラックスも含
む、以下同じ）および混合型フラックスに分類される。
【０００３】このうち焼成型フラックスは、一般に、酸
化物やふっ化物等のフラックス原料粉に結合剤（バイン
ダ）として水ガラス（珪酸ソーダ）などを添加し、混
練、造粒、乾燥、焼成という工程を経て製造されてい
る。まれに、結合剤が省略される場合もある。このよう
な焼成型フラックスは、比較的簡単な設備で製造可能な
ために安価なだけでなく、脱酸剤や合金元素の添加が可
能なために溶接金属成分を調整できるという利点があ
る。
化物やふっ化物等のフラックス原料粉に結合剤（バイン
ダ）として水ガラス（珪酸ソーダ）などを添加し、混
練、造粒、乾燥、焼成という工程を経て製造されてい
る。まれに、結合剤が省略される場合もある。このよう
な焼成型フラックスは、比較的簡単な設備で製造可能な
ために安価なだけでなく、脱酸剤や合金元素の添加が可
能なために溶接金属成分を調整できるという利点があ
る。
【０００４】しかしながら、この焼成型フラックスは、
原料によってフラックスの品質ひいては溶接部の特性が
大きく変化する。例えば、ピットやポックマーク等の溶
接欠陥が溶接部に発生する。これらの溶接欠陥は、原料
中の結晶水等の水分または原料酸化物が酸素源となり、
溶接時に生じるCO，CO2 ガスに起因して発生するもので
ある。
原料によってフラックスの品質ひいては溶接部の特性が
大きく変化する。例えば、ピットやポックマーク等の溶
接欠陥が溶接部に発生する。これらの溶接欠陥は、原料
中の結晶水等の水分または原料酸化物が酸素源となり、
溶接時に生じるCO，CO2 ガスに起因して発生するもので
ある。
【０００５】上記の問題に対して、低温(700℃以下) で
焼成する低温焼成型フラックスでは、フラックス中に炭
酸塩や脱酸剤を添加することによって耐溶接欠陥性の改
善を図ってきた。これに対し、高温(700〜1200℃) で焼
成する高温焼成型フラックスは、炭酸塩を用いずに溶着
金属の低水素化が図れるため、高速溶接性には優れるも
のの、使用可能な脱酸剤の種類が非常に限られているこ
ともあって、耐ポックマーク性は劣っていた。しかも、
その検討はほとんど行われていないのが現状である。
焼成する低温焼成型フラックスでは、フラックス中に炭
酸塩や脱酸剤を添加することによって耐溶接欠陥性の改
善を図ってきた。これに対し、高温(700〜1200℃) で焼
成する高温焼成型フラックスは、炭酸塩を用いずに溶着
金属の低水素化が図れるため、高速溶接性には優れるも
のの、使用可能な脱酸剤の種類が非常に限られているこ
ともあって、耐ポックマーク性は劣っていた。しかも、
その検討はほとんど行われていないのが現状である。
【０００６】脱酸を目的として金属粉を添加する例とし
ては、例えば特公昭32−409 号公報や特公昭44−13249
号公報に、Fe−SiおよびSi−Mnの例が記載されている。
高温焼成型フラックスでは、高温焼成時に脱酸剤が変質
（酸化や窒化）して脱酸剤としての作用効果が減退する
場合が多いことから、脱酸剤として使用されているのは
この２種類が主である。しかしながら、このFe−Siおよ
びSi−Mnを脱酸剤として用いた場合でも、高温焼成条件
等により脱酸剤が変質したり、フラックスを繰り返し使
用した場合に安定して良好な耐ポックマーク性や優れた
溶接作業性が得られないなどの問題を残していた。
ては、例えば特公昭32−409 号公報や特公昭44−13249
号公報に、Fe−SiおよびSi−Mnの例が記載されている。
高温焼成型フラックスでは、高温焼成時に脱酸剤が変質
（酸化や窒化）して脱酸剤としての作用効果が減退する
場合が多いことから、脱酸剤として使用されているのは
この２種類が主である。しかしながら、このFe−Siおよ
びSi−Mnを脱酸剤として用いた場合でも、高温焼成条件
等により脱酸剤が変質したり、フラックスを繰り返し使
用した場合に安定して良好な耐ポックマーク性や優れた
溶接作業性が得られないなどの問題を残していた。
【０００７】その他、特開昭62−68695 号公報には、フ
ラックス中のSiが 0.5wt％以下の高温焼成型フラックス
が開示されている。しかしながら、この技術は、フラッ
クス中のSi量を 0.5wt％以下に抑制することによって、
高温焼成時における脱酸剤の変質による溶接作業性への
影響を少なくしたもので、脱酸剤およびフラックスの焼
成方法等は検討されていない。
ラックス中のSiが 0.5wt％以下の高温焼成型フラックス
が開示されている。しかしながら、この技術は、フラッ
クス中のSi量を 0.5wt％以下に抑制することによって、
高温焼成時における脱酸剤の変質による溶接作業性への
影響を少なくしたもので、脱酸剤およびフラックスの焼
成方法等は検討されていない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した現
状に鑑み開発されたもので、脱酸剤としてFe−Siを使用
し、造粒後の焼成処理の際、 700℃以上の温度域におけ
る昇温速度を制御することによって、欠陥のない溶接部
が安定して得られ、優れた溶接作業性を有するサブマー
ジアーク溶接用焼成型フラックスの有利な製造方法を提
案することを目的とする。
状に鑑み開発されたもので、脱酸剤としてFe−Siを使用
し、造粒後の焼成処理の際、 700℃以上の温度域におけ
る昇温速度を制御することによって、欠陥のない溶接部
が安定して得られ、優れた溶接作業性を有するサブマー
ジアーク溶接用焼成型フラックスの有利な製造方法を提
案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、750
℃以上の温度で焼成するサブマージアーク溶接用焼成型
フラックスの製造に際し、欠陥のない溶接部を安定して
得る方法について鋭意検討した結果、脱酸を目的として
Fe−Siを添加するフラックスでは、製造時の焼成条件の
最適化が溶接時における作業性の改善および欠陥発生の
抑制に有効であることを見出した。本発明は、上記知見
に立脚するものである。
℃以上の温度で焼成するサブマージアーク溶接用焼成型
フラックスの製造に際し、欠陥のない溶接部を安定して
得る方法について鋭意検討した結果、脱酸を目的として
Fe−Siを添加するフラックスでは、製造時の焼成条件の
最適化が溶接時における作業性の改善および欠陥発生の
抑制に有効であることを見出した。本発明は、上記知見
に立脚するものである。
【００１０】すなわち、本発明の要旨構成は次のとおり
である。 １．焼成型フラックス原料粉末を、造粒後、 750℃を超
える温度で焼成してサブマージアーク溶接用フラックス
を製造するに際し、 700℃以上、（最高温度−50℃）以
下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温し、焼成す
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
ックスの製造方法。
である。 １．焼成型フラックス原料粉末を、造粒後、 750℃を超
える温度で焼成してサブマージアーク溶接用フラックス
を製造するに際し、 700℃以上、（最高温度−50℃）以
下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温し、焼成す
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
ックスの製造方法。
【００１１】２．上記１において、フラックス成分が、
total SiO2：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ量換算
で) ：５〜40wt％、MgＯ：３〜30wt％、A1203 ：２〜20
wt％を含む組成になるサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。
total SiO2：30〜70wt％、マンガン酸化物（MnＯ量換算
で) ：５〜40wt％、MgＯ：３〜30wt％、A1203 ：２〜20
wt％を含む組成になるサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。
【００１２】３．脱酸剤として、Si含有量が30〜80wt％
であって、かつ粒径：106 μm 超が重量比率で10％以
下、粒径：45μm 未満が重量比率で50％以下の粒度分布
を有するFe−Si粒子を、１〜10wt％の割合で配合した焼
成型フラックス原料を、造粒後、750 ℃以上の温度で焼
成を施して成るサブマージアーク溶接用フラックスの製
造方法において、焼成に際し、 700℃以上、（最高温度
−50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温
することを特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。
であって、かつ粒径：106 μm 超が重量比率で10％以
下、粒径：45μm 未満が重量比率で50％以下の粒度分布
を有するFe−Si粒子を、１〜10wt％の割合で配合した焼
成型フラックス原料を、造粒後、750 ℃以上の温度で焼
成を施して成るサブマージアーク溶接用フラックスの製
造方法において、焼成に際し、 700℃以上、（最高温度
−50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温
することを特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フ
ラックスの製造方法。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。まず、本発明を由来するに至った経緯を実験結果に
基づいて説明する。表１に示すような配合比率になるよ
うに調整した原料を、水ガラスを結合剤として12〜200
メッシュに造粒し、1100℃, ５分の条件で焼成した。こ
の際、フラックスの焼成は定置式バッチ炉を用いて行
い、フラックス焼成時の昇温速度の影響について調査し
た。なお、昇温速度は、フラックス充填層内で平均的昇
温速度位置と考えられる、フラックス充填容器の中央部
の表面より充填高さの１／４の箇所の温度を熱電対を用
いて測定し、 700〜1050℃の温度域での平均昇温速度を
求めた。
る。まず、本発明を由来するに至った経緯を実験結果に
基づいて説明する。表１に示すような配合比率になるよ
うに調整した原料を、水ガラスを結合剤として12〜200
メッシュに造粒し、1100℃, ５分の条件で焼成した。こ
の際、フラックスの焼成は定置式バッチ炉を用いて行
い、フラックス焼成時の昇温速度の影響について調査し
た。なお、昇温速度は、フラックス充填層内で平均的昇
温速度位置と考えられる、フラックス充填容器の中央部
の表面より充填高さの１／４の箇所の温度を熱電対を用
いて測定し、 700〜1050℃の温度域での平均昇温速度を
求めた。
【００１４】これらのフラックスと、２wt％Mn系ワイヤ
(4.8mmφ）を用い、溶接電流：750Ａ，溶接電圧：35
Ｖ，溶接速度：40cm/minの溶接条件で、SS400 相当の鋼
板を下向き隅肉シングル溶接し、ビード外観を調査し
た。得られた結果を表２に示すが、同表から明らかなよ
うに、フラックス焼成時の昇温速度が溶接ビード外観に
及ぼす影響は極めて大きいことが分かる。
(4.8mmφ）を用い、溶接電流：750Ａ，溶接電圧：35
Ｖ，溶接速度：40cm/minの溶接条件で、SS400 相当の鋼
板を下向き隅肉シングル溶接し、ビード外観を調査し
た。得られた結果を表２に示すが、同表から明らかなよ
うに、フラックス焼成時の昇温速度が溶接ビード外観に
及ぼす影響は極めて大きいことが分かる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】フラックス焼成時の昇温速度が溶接ビード
外観と密接な関係がある理由としては、次のようなこと
が考えられる。通常、脱酸を目的として高温焼成型フラ
ックスに添加される金属粉としては、Fe−SiおよびSi−
Mnが一般に知られているが、これらも 700℃以上の温度
域では、反応速度は遅いものの、徐々に変質（酸化）し
て脱酸剤としての作用効果が減退する。この点、 700℃
以上の温度域における昇温速度を５℃/min以上にする
と、最高温度付近での脱酸剤の酸化速度に影響を及ぼす
ような脱酸剤酸化挙動に変化（昇温時の酸化量が少な
く、またその酸化進行を遅らせる）が生じ、その結果、
脱酸剤の酸化ロスが格段に低減するものと考えられる。
外観と密接な関係がある理由としては、次のようなこと
が考えられる。通常、脱酸を目的として高温焼成型フラ
ックスに添加される金属粉としては、Fe−SiおよびSi−
Mnが一般に知られているが、これらも 700℃以上の温度
域では、反応速度は遅いものの、徐々に変質（酸化）し
て脱酸剤としての作用効果が減退する。この点、 700℃
以上の温度域における昇温速度を５℃/min以上にする
と、最高温度付近での脱酸剤の酸化速度に影響を及ぼす
ような脱酸剤酸化挙動に変化（昇温時の酸化量が少な
く、またその酸化進行を遅らせる）が生じ、その結果、
脱酸剤の酸化ロスが格段に低減するものと考えられる。
【００１８】以下、本発明における構成要件を、前記の
範囲に限定した理由について説明する。本発明では、焼
成工程の昇温過程において、 700℃以上、（最高温度−
50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温す
る必要がある。まず、昇温速度を制御すべき温度範囲の
下限を 700℃としたのは、温度が 700℃以上になると、
上述したとおり、Fe−Si粒子の変質（酸化）が懸念され
るからである。一方、フラックス粉体は熱伝達性があま
り良くないので、均熱により均一材質とするには均熱温
度域（最高温度〜最高温度−50℃の温度域）において少
なくとも５分程度の均熱処理が必要である。従って、か
かる均熱温度域に至るまでの昇温過程における温度範囲
の上限として（最高温度−50℃）を定めた。また、かか
る温度域における昇温速度を５℃/min以上に限定したの
は、昇温速度が５℃/min未満ではFe−Si粒子が変質（酸
化）して、溶接時における脱酸効果が小さくなるからで
ある。
範囲に限定した理由について説明する。本発明では、焼
成工程の昇温過程において、 700℃以上、（最高温度−
50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温す
る必要がある。まず、昇温速度を制御すべき温度範囲の
下限を 700℃としたのは、温度が 700℃以上になると、
上述したとおり、Fe−Si粒子の変質（酸化）が懸念され
るからである。一方、フラックス粉体は熱伝達性があま
り良くないので、均熱により均一材質とするには均熱温
度域（最高温度〜最高温度−50℃の温度域）において少
なくとも５分程度の均熱処理が必要である。従って、か
かる均熱温度域に至るまでの昇温過程における温度範囲
の上限として（最高温度−50℃）を定めた。また、かか
る温度域における昇温速度を５℃/min以上に限定したの
は、昇温速度が５℃/min未満ではFe−Si粒子が変質（酸
化）して、溶接時における脱酸効果が小さくなるからで
ある。
【００１９】次に、原料配合時に、脱酸剤として用いる
Fe−Siが備えるべき条件について説明する。 Fe−SiのSi含有量：30〜80wt％ Si含有量が80wt％を超えると、添加するFe−Siの絶対量
が少量となりフラックス全体に均一に分布させるのが困
難となるため、80wt％以下とした。また、Si含有量が30
wt％未満では、Fe−Siを多量に添加する必要が生じ、そ
の多量添加によりフラックス中の鉄分が増大し、これが
原因となって溶接ビード表面性状が劣化するので、30wt
％以上にした。
Fe−Siが備えるべき条件について説明する。 Fe−SiのSi含有量：30〜80wt％ Si含有量が80wt％を超えると、添加するFe−Siの絶対量
が少量となりフラックス全体に均一に分布させるのが困
難となるため、80wt％以下とした。また、Si含有量が30
wt％未満では、Fe−Siを多量に添加する必要が生じ、そ
の多量添加によりフラックス中の鉄分が増大し、これが
原因となって溶接ビード表面性状が劣化するので、30wt
％以上にした。
【００２０】Fe−Siの粒度構成：106 μm を超える粒子
の割合が10wt％以下で、かつ45μm 未満の粒子の割合が
50wt％以下 Fe−Si粒子のうち、106 μm を超える粒子の割合が10wt
％を超えると繰り返し利用していくうちに脱酸効果およ
び脱酸効率が低下して、ポックマークが出易くなるた
め、10wt％以下に限定した。一方45μm 未満の粒子の割
合が50wt％以上になると高温焼成時に細かいFe−Siの粒
子が酸化消失するため、50wt％以下に限定した。
の割合が10wt％以下で、かつ45μm 未満の粒子の割合が
50wt％以下 Fe−Si粒子のうち、106 μm を超える粒子の割合が10wt
％を超えると繰り返し利用していくうちに脱酸効果およ
び脱酸効率が低下して、ポックマークが出易くなるた
め、10wt％以下に限定した。一方45μm 未満の粒子の割
合が50wt％以上になると高温焼成時に細かいFe−Siの粒
子が酸化消失するため、50wt％以下に限定した。
【００２１】フラックス中におけるFe−Siの含有量：１
〜10wt％ フラックス全体に対してFe−Siの含有量が１wt％に満た
ないと所望の脱酸効果が得られず、一方10wt％を超えて
添加しても脱酸効果は飽和に達するので、Fe−Si含有量
は１〜10％の範囲に限定した。
〜10wt％ フラックス全体に対してFe−Siの含有量が１wt％に満た
ないと所望の脱酸効果が得られず、一方10wt％を超えて
添加しても脱酸効果は飽和に達するので、Fe−Si含有量
は１〜10％の範囲に限定した。
【００２２】本発明では、サブマージアーク溶接用フラ
ックスの製造に当たり、基本的に、700℃以上、（最高
温度−50℃）以下の温度域における昇温速度を５℃/min
以上に規制することにより、また好ましくはさらに、フ
ラックス中に脱酸剤として添加するFe−Si粒子につい
て、その成分、粒度構成および添加量を上記の範囲に制
限することによって、所望の効果を得ることができる
が、焼成型フラックスのその他の代表組成については、
次のとおりである。
ックスの製造に当たり、基本的に、700℃以上、（最高
温度−50℃）以下の温度域における昇温速度を５℃/min
以上に規制することにより、また好ましくはさらに、フ
ラックス中に脱酸剤として添加するFe−Si粒子につい
て、その成分、粒度構成および添加量を上記の範囲に制
限することによって、所望の効果を得ることができる
が、焼成型フラックスのその他の代表組成については、
次のとおりである。
【００２３】total SiO2：30〜70wt％ SiO2は、ビード外観を良好に保つための造滓剤として添
加する。しかしながら、total SiO2が30wt％未満ではそ
の添加効果に乏しく、特に高速隅肉溶接のようにビード
端部のなじみが重要な場合には、30wt％未満では良好な
ビード形状を保持できない。一方、70wt％を超えて多量
に含まれると粘性が高くなりすぎてかえってビード外観
が乱れ易くなり、またスラグの剥離性が劣化するなどの
不具合が生じる。従って、total SiO2量は30〜70wt％程
度とするのが好ましい。
加する。しかしながら、total SiO2が30wt％未満ではそ
の添加効果に乏しく、特に高速隅肉溶接のようにビード
端部のなじみが重要な場合には、30wt％未満では良好な
ビード形状を保持できない。一方、70wt％を超えて多量
に含まれると粘性が高くなりすぎてかえってビード外観
が乱れ易くなり、またスラグの剥離性が劣化するなどの
不具合が生じる。従って、total SiO2量は30〜70wt％程
度とするのが好ましい。
【００２４】マンガン酸化物：５〜40wt％（MnＯ量換算
で） 隅肉溶接用フラックスとしては、溶接速度が速くなって
もビード端部のなじみが良好である必要がある。そのた
めには、マンガン酸化物を含有するスラグとすることが
好適であるが、添加量がMnＯ量換算で５wt％に満たない
とその効果が認められず、一方40wt％を超えて含有され
ると溶融池でCO反応が激しくなる結果、ビード外観が劣
化するので、マンガン酸化物量は５〜40wt％程度とする
ことが好ましい。
で） 隅肉溶接用フラックスとしては、溶接速度が速くなって
もビード端部のなじみが良好である必要がある。そのた
めには、マンガン酸化物を含有するスラグとすることが
好適であるが、添加量がMnＯ量換算で５wt％に満たない
とその効果が認められず、一方40wt％を超えて含有され
ると溶融池でCO反応が激しくなる結果、ビード外観が劣
化するので、マンガン酸化物量は５〜40wt％程度とする
ことが好ましい。
【００２５】MgＯ：３〜30wt％ MgＯは、スラグの融点および粘性を調整し、スラグ剥離
性を確保するのに有用な成分である。しかしながら、含
有量が３wt％未満では十分な効果が得られず、一方30wt
％を超えると粘性が低下しすぎたり、融点が上昇しすぎ
てビード外観が劣化する傾向が現れる。それ故、MgＯは
３〜30wt％程度とするのが望ましい。
性を確保するのに有用な成分である。しかしながら、含
有量が３wt％未満では十分な効果が得られず、一方30wt
％を超えると粘性が低下しすぎたり、融点が上昇しすぎ
てビード外観が劣化する傾向が現れる。それ故、MgＯは
３〜30wt％程度とするのが望ましい。
【００２６】Al203 ：２〜 20 wt％ Al203 は、スラグの粘性および融点を調整する上で重要
な成分であるが、２wt％未満ではその添加効果に乏し
く、一方20wt％を超えると融点が上昇しすぎてビード形
状の劣化を招くので、含有量は２〜20wt％程度とするの
が望ましい。
な成分であるが、２wt％未満ではその添加効果に乏し
く、一方20wt％を超えると融点が上昇しすぎてビード形
状の劣化を招くので、含有量は２〜20wt％程度とするの
が望ましい。
【００２７】また、その他に、CaＯやCaF2を含有させる
ことも好ましい。 CaＯ：10wt％以下 CaＯは、スラグの流動性に影響を及ぼす成分であり、10
wt％を超えて多量に含有されると流動性が阻害されてビ
ード形状の劣化を招くので、CaＯは10wt％以下程度とす
るのが好ましい。
ことも好ましい。 CaＯ：10wt％以下 CaＯは、スラグの流動性に影響を及ぼす成分であり、10
wt％を超えて多量に含有されると流動性が阻害されてビ
ード形状の劣化を招くので、CaＯは10wt％以下程度とす
るのが好ましい。
【００２８】CaF2：15wt％以下 CaF2は、スラグの流動性を向上させる成分であるが、15
wt％を超えるとスラグが流動し易くなるので、CaF2は15
wt％以下程度とするのが望ましい。なお、特に好ましい
範囲は５wt％以下である。
wt％を超えるとスラグが流動し易くなるので、CaF2は15
wt％以下程度とするのが望ましい。なお、特に好ましい
範囲は５wt％以下である。
【００２９】以上、代表的なフラックス組成について説
明したが、その他にも必要に応じてTiO2：10wt％以下、
BaＯ：５wt％以下、ZrO2：５wt％以下、B203：４wt％以
下、CaCO3：５wt％以下から選ばれる１種以上を添加し
ても良い。TiO2は、溶接中に還元され、溶接金属中へTi
が移行して溶接金属の靱性を向上させる作用がある。し
かしながら、10wt％を超えるとかえって靱性を劣化させ
る。BaＯ，ZrO2は、スラグの塩基度や融点を調整するた
めに添加する。しかしながら、５wt％を超える添加はい
ずれもビード外観やスラグ剥離性を劣化させる。B20
3は、溶接中の還元反応により、溶接金属中にＢが移行
して溶接金属の靱性改善に寄与する。しかしながら、４
wt％を超えると溶着金属の凝固割れを助長する。CaCO3
は、溶接中に分解して CO2を発生し、水素分圧を下げる
ため溶接金属中の水素量の低減に有効である。しかしな
がら、５wt％を超えるとビード外観を劣化させる。
明したが、その他にも必要に応じてTiO2：10wt％以下、
BaＯ：５wt％以下、ZrO2：５wt％以下、B203：４wt％以
下、CaCO3：５wt％以下から選ばれる１種以上を添加し
ても良い。TiO2は、溶接中に還元され、溶接金属中へTi
が移行して溶接金属の靱性を向上させる作用がある。し
かしながら、10wt％を超えるとかえって靱性を劣化させ
る。BaＯ，ZrO2は、スラグの塩基度や融点を調整するた
めに添加する。しかしながら、５wt％を超える添加はい
ずれもビード外観やスラグ剥離性を劣化させる。B20
3は、溶接中の還元反応により、溶接金属中にＢが移行
して溶接金属の靱性改善に寄与する。しかしながら、４
wt％を超えると溶着金属の凝固割れを助長する。CaCO3
は、溶接中に分解して CO2を発生し、水素分圧を下げる
ため溶接金属中の水素量の低減に有効である。しかしな
がら、５wt％を超えるとビード外観を劣化させる。
【００３０】上述した好適組成となるようにフラックス
原料粉と、前述した成分および粒度構成に調整されたFe
−Siとを適正量添加、配合して、結合剤と共に混練した
後、造粒し、ついで前述した焼成条件で焼成する。造粒
法はとくに限定しないが、転動式造粒機や押し出し式造
粒機を用いるのが好ましい。造粒したのち、ダストの除
去や粗大粒の解砕などの整粒処理を行って、粒子径：0.
075 〜2.5 mmの大きさの粒子にするのが好ましい。整粒
処理は焼成後に行っても良い。なお、結合剤（バイン
ダ）としては、ポリビニルアルコールなどの水溶液や水
ガラスが好適である。中でも、従来から用いられている
SiO2とNa2Oのモル比：１〜５の珪酸ソーダ（水ガラス）
が有利に適合する。また、水ガラス使用量はフラックス
原料１kgあたり80〜150 cc程度でよい。また、焼成温度
については、焼成温度が 750℃を下回ると結合剤（バイ
ンダ）より持ち込まれた水分の乾燥が不十分となり、溶
着金属中拡散性水素の増加を招くので、焼成温度は 750
℃以上とする必要がある。なお、焼成は、ロータリーキ
ルン、定置式バッチ炉およびベルト式焼成炉などを用い
て行う。
原料粉と、前述した成分および粒度構成に調整されたFe
−Siとを適正量添加、配合して、結合剤と共に混練した
後、造粒し、ついで前述した焼成条件で焼成する。造粒
法はとくに限定しないが、転動式造粒機や押し出し式造
粒機を用いるのが好ましい。造粒したのち、ダストの除
去や粗大粒の解砕などの整粒処理を行って、粒子径：0.
075 〜2.5 mmの大きさの粒子にするのが好ましい。整粒
処理は焼成後に行っても良い。なお、結合剤（バイン
ダ）としては、ポリビニルアルコールなどの水溶液や水
ガラスが好適である。中でも、従来から用いられている
SiO2とNa2Oのモル比：１〜５の珪酸ソーダ（水ガラス）
が有利に適合する。また、水ガラス使用量はフラックス
原料１kgあたり80〜150 cc程度でよい。また、焼成温度
については、焼成温度が 750℃を下回ると結合剤（バイ
ンダ）より持ち込まれた水分の乾燥が不十分となり、溶
着金属中拡散性水素の増加を招くので、焼成温度は 750
℃以上とする必要がある。なお、焼成は、ロータリーキ
ルン、定置式バッチ炉およびベルト式焼成炉などを用い
て行う。
【００３１】
【実施例】実施例１ 表１に示したような比率になるように配合した原料を、
水ガラスを結合剤として12〜200 メッシュに造粒し、10
00℃、５分の条件で焼成した。Fe−Siとしては、106 μ
m 超が10wt％以下、45μm 未満が50wt％以下の粒度分布
を有し、Si含有量が18〜76wt％のものを用いた。なお、
フラックスの焼成はロータリーキルンにより行い、 700
〜950 ℃の温度域における平均昇温速度は12℃/minであ
った。なお、昇温速度は、10mm角の鉄片を付けた熱電対
を用いて測定した。これらのフラックスと２wt％Mn系ワ
イヤ(4.8mmφ）を用いて、溶接電流：850Ａ, 溶接電
圧：40Ｖ, 溶接速度：50cm/minの溶接条件で、SM400 相
当の鋼板に対して下向き隅肉溶接を行い、ビード外観に
ついて調査した。得られた結果を表３に示す。
水ガラスを結合剤として12〜200 メッシュに造粒し、10
00℃、５分の条件で焼成した。Fe−Siとしては、106 μ
m 超が10wt％以下、45μm 未満が50wt％以下の粒度分布
を有し、Si含有量が18〜76wt％のものを用いた。なお、
フラックスの焼成はロータリーキルンにより行い、 700
〜950 ℃の温度域における平均昇温速度は12℃/minであ
った。なお、昇温速度は、10mm角の鉄片を付けた熱電対
を用いて測定した。これらのフラックスと２wt％Mn系ワ
イヤ(4.8mmφ）を用いて、溶接電流：850Ａ, 溶接電
圧：40Ｖ, 溶接速度：50cm/minの溶接条件で、SM400 相
当の鋼板に対して下向き隅肉溶接を行い、ビード外観に
ついて調査した。得られた結果を表３に示す。
【００３２】
【表３】
【００３３】同表から明らかなように、焼成時における
昇温速度、さらにはFe−Siの成分および添加量が本発明
の適正範囲を満足するフラックス（No.2, 3)を用いた場
合には良好なビード外観を得ることができた。これに対
し、Fe−Si中のSi含有量が適正範囲に満たないもの（N
o.1）は、ポックマーク発生個数が適合例に比べると非
常に多く、ビード表面性状が格段に劣っていた。
昇温速度、さらにはFe−Siの成分および添加量が本発明
の適正範囲を満足するフラックス（No.2, 3)を用いた場
合には良好なビード外観を得ることができた。これに対
し、Fe−Si中のSi含有量が適正範囲に満たないもの（N
o.1）は、ポックマーク発生個数が適合例に比べると非
常に多く、ビード表面性状が格段に劣っていた。
【００３４】実施例２ 表４に示す組成のオリビンサンドを用いて、表５に示す
比率になるように配合した原料を、水ガラスを造粒剤と
して混練し、12〜200 メッシュに造粒後、乾燥、焼成し
たのち、粒度調整を行い、フラックスを得た。フラック
スの焼成はベルト式焼成炉により行い、 900℃、５分の
条件で焼成した。炉内におけるフラックス充填層厚は変
化させず、炉内への投入量、ベルト速度および炉内設定
温度を変化させることにより、フラックス焼成時の昇温
速度を変化させた。なお、フエロシリコンとしては、粒
度分布を調整したFe−47wt％Siを用いた。これらのフラ
ックスと２wt％Mn系ワイヤ(4.8mmφ）を用いて、溶接電
流：900Ａ, 溶接電圧：40Ｖ, 溶接速度：60cm/minの溶
接条件で、SS400 相当の鋼板に対して下向き隅肉シング
ル溶接を行い、ビード外観について調査した。得られた
結果を表６に示す。
比率になるように配合した原料を、水ガラスを造粒剤と
して混練し、12〜200 メッシュに造粒後、乾燥、焼成し
たのち、粒度調整を行い、フラックスを得た。フラック
スの焼成はベルト式焼成炉により行い、 900℃、５分の
条件で焼成した。炉内におけるフラックス充填層厚は変
化させず、炉内への投入量、ベルト速度および炉内設定
温度を変化させることにより、フラックス焼成時の昇温
速度を変化させた。なお、フエロシリコンとしては、粒
度分布を調整したFe−47wt％Siを用いた。これらのフラ
ックスと２wt％Mn系ワイヤ(4.8mmφ）を用いて、溶接電
流：900Ａ, 溶接電圧：40Ｖ, 溶接速度：60cm/minの溶
接条件で、SS400 相当の鋼板に対して下向き隅肉シング
ル溶接を行い、ビード外観について調査した。得られた
結果を表６に示す。
【００３５】
【表４】
【００３６】
【表５】
【００３７】
【表６】
【００３８】表６から明らかなように、本発明の要件を
満足する条件で製造したフラックスを用いた場合には、
良好なビード外観を得ることができた。
満足する条件で製造したフラックスを用いた場合には、
良好なビード外観を得ることができた。
【００３９】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、高速溶接
時においても、ガスの発生を効果的に抑制して、耐ポッ
クマーク性に優れるだけでなく、良好な溶接作業性を有
するサブマージアーク溶接用の高温焼成型フラックスを
安定して得ることができる。
時においても、ガスの発生を効果的に抑制して、耐ポッ
クマーク性に優れるだけでなく、良好な溶接作業性を有
するサブマージアーク溶接用の高温焼成型フラックスを
安定して得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 手塚 伸夫 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者 西尾 要 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社千葉製鉄所内 Ｆターム(参考） 4E084 AA03 AA06 AA07 AA11 CA16 DA18
Claims (3)
- 【請求項１】 焼成型フラックス原料粉末を、造粒後、
750℃を超える温度で焼成してサブマージアーク溶接用
フラックスを製造するに際し、 700℃以上、（最高温度
−50℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温
し、焼成することを特徴とするサブマージアーク溶接用
焼成型フラックスの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１において、フラックス成分が、 total SiO2：30〜70wt％、 マンガン酸化物（MnＯ量換算で) ：５〜40wt％、 MgＯ：３〜30wt％、 A1203 ：２〜20wt％ を含む組成になるサブマージアーク溶接用焼成型フラッ
クスの製造方法。 - 【請求項３】 脱酸剤として、Si含有量が30〜80wt％で
あって、かつ粒径：106μm 超が重量比率で10％以下、
粒径：45μm 未満が重量比率で50％以下の粒度分布を有
するFe−Si粒子を、１〜10wt％の割合で配合した焼成型
フラックス原料を、造粒後、750 ℃以上の温度で焼成を
施して成るサブマージアーク溶接用フラックスの製造方
法において、焼成に際し、 700℃以上、（最高温度−50
℃）以下の温度域を５℃/min以上の昇温速度で昇温する
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
クスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14468699A JP3577995B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14468699A JP3577995B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000334596A true JP2000334596A (ja) | 2000-12-05 |
| JP3577995B2 JP3577995B2 (ja) | 2004-10-20 |
Family
ID=15367909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14468699A Expired - Lifetime JP3577995B2 (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | サブマージアーク溶接用焼成型フラックスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3577995B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001038486A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-13 | Kawasaki Steel Corp | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
| CN109926758A (zh) * | 2018-11-03 | 2019-06-25 | 上海纪好旺造船科技发展有限公司 | 一种铁素体-奥氏体双相不锈钢用埋弧烧结焊剂及其制备方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107745203A (zh) * | 2017-09-29 | 2018-03-02 | 四川西冶新材料股份有限公司 | 大型水电用800MPa级高强钢用埋弧焊焊剂及其生产方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6268695A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-28 | Nippon Steel Corp | 潜弧溶接用高温焼成フラツクス |
| JPS62240195A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | Nippon Steel Corp | 低水素型ボンドフラツクス |
| JP2000288779A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-10-17 | Kawasaki Steel Corp | サブマージアーク溶接用焼成型フラックス |
| JP2001038486A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-13 | Kawasaki Steel Corp | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP14468699A patent/JP3577995B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6268695A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-28 | Nippon Steel Corp | 潜弧溶接用高温焼成フラツクス |
| JPS62240195A (ja) * | 1986-04-11 | 1987-10-20 | Nippon Steel Corp | 低水素型ボンドフラツクス |
| JP2000288779A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-10-17 | Kawasaki Steel Corp | サブマージアーク溶接用焼成型フラックス |
| JP2001038486A (ja) * | 1999-07-29 | 2001-02-13 | Kawasaki Steel Corp | 耐吸湿性と耐粉化性に優れたサブマージアーク溶接用焼成型フラックスおよびその製造方法 |
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| CN109926758A (zh) * | 2018-11-03 | 2019-06-25 | 上海纪好旺造船科技发展有限公司 | 一种铁素体-奥氏体双相不锈钢用埋弧烧结焊剂及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3577995B2 (ja) | 2004-10-20 |
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