JPH025516B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH025516B2
JPH025516B2 JP4126883A JP4126883A JPH025516B2 JP H025516 B2 JPH025516 B2 JP H025516B2 JP 4126883 A JP4126883 A JP 4126883A JP 4126883 A JP4126883 A JP 4126883A JP H025516 B2 JPH025516 B2 JP H025516B2
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JP
Japan
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borax
coating
coating material
welding rod
water glass
Prior art date
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Expired
Application number
JP4126883A
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English (en)
Other versions
JPS59166394A (ja
Inventor
Takashi Azumi
Yasuhiko Hatada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Original Assignee
Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd filed Critical Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
Priority to JP4126883A priority Critical patent/JPS59166394A/ja
Publication of JPS59166394A publication Critical patent/JPS59166394A/ja
Publication of JPH025516B2 publication Critical patent/JPH025516B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
    • B23K35/3601Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings or 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
    • B23K35/3606Borates or B-oxides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は低水素系被覆アーク溶接棒に関し、特
に被覆の耐脱落性、耐吸湿性が良好で、かつ生産
性も良好な低温靭性の優れた被覆アーク溶接棒に
関する。 最近はLPGおよびLNGタンク、又は寒冷地パ
イプライン等の溶接工事に見られる如く、溶接部
は低温において靭性又はCOD値が優れた溶接材
料が要求されている。そのため被覆アーク溶接棒
(以下溶接棒という。)においても低水素系溶接棒
にB又はTi−Bを含有させた溶接棒が開発され
ている。このB添加材料としては金属B、Fe−
B、硼砂等が使用されている。 しかしながら、溶接金属中のBは0.001〜0.012
%と極めて微量で効果が出るものであり、他方多
く含有し過ぎると効果がなく反対に悪影響を及ぼ
す。 ところで金属B、Fe−Bを配合して微量のB
を溶接金属中に偏析なく歩留らせるのは極めて困
難であり、さらに、金属成分の配合は塗装性も悪
くなつて好ましくない。一方、硼砂(又は無水硼
砂)は、之をB源として使用した場合は、微量の
Bを偏析なく溶接金属に歩留らせることができ、
良好な低温靭性が得られるのでB添加材料として
使用されている。 しかしながら通常使用される硼砂は
Na2B4O7・10H2Oの構造式を有し、又無水硼砂
はNa2B4O7の構造式で水に可溶性で大気中にお
いて非常に吸湿し易い性質を有するものである。
従つて水分がばらつき易いためB量の制御に緻密
さが欠けることと、更にこのような硼砂を配合し
て水ガラスを添加して湿式混合し、鋼心線に塗装
して乾燥、焼成した溶接棒は被覆脱落率が高く吸
湿しやすいという欠点があつた。また、水ガラス
を添加して湿式混合する場合に硼砂は水ガラスと
反応して被覆剤の成形性が悪くなる。従つて鋼心
線への塗装性も悪くなるという生産性においても
問題があつた。即ち、硼砂を被覆剤に含有させた
場合、硼砂と水ガラスが反応し、このため押し出
し塗装機によつて鋼心線の周囲に被覆剤を塗装す
る際、被覆剤の可塑性が著しく劣化し、被覆剤が
軟弱な割には吐出圧力が高くて水ガラスと被覆原
料との分離現象を呈して塗装性が悪く、しかも塗
装後の溶接棒表面が軟弱で、かつべたつくため疵
が発生しやすく、又乾燥時に接着われが発生しや
すく、乾燥後の溶接棒表面は粗くて吸湿性である
等の難点がある。 本発明は前述した従来技術の問題点を解決する
ものであつて、その要旨は130〜700℃の温度で加
熱処理した無水硼砂を重量%で0.3〜3.0%含有す
る被覆剤を水ガラスを粘結剤として鋼心線に被覆
した低水素系被覆アーク溶接棒にある。 以下に本発明を詳細に説明する。 先ず、一般に使用されている硼砂(無水硼砂と
称されている)を熱分析した結果を第1図に示
す。第1図に示される示差熱曲線、減量曲線に表
わされている如く、無水硼砂であつて約130℃で
結晶水の放出が起り吸熱反応を生じ、約510℃で
結晶構造の変態を示すと思われる発熱反応を起す
とともに700℃を超えると溶解し、他方100〜450
℃までは減量しその後は変化していない。この分
析結果は硼砂を加熱処理することによつて付着
水、結晶水を放出するとともに結晶構造の変態が
起つていることを示すものである。 次に、加熱処理の温度を変化させた6種の硼砂
(Na2B4O7)と加熱処理なしの硼砂(Na2B4O7
の合計7種について温度20℃、湿度80%の雰囲気
中に放置し、放置時間と吸湿量との関係を調査
し、その結果を第2図に示す。この結果から明ら
かに硼砂を130℃〜700℃で加熱処理した場合、温
度によつて吸湿水分量に著しい差が見られ、特に
300〜700℃で加熱処理した硼砂は無処理の場合の
半分以下の吸湿量で、極めて耐吸湿性が改善され
ている。 また、550℃で1時間加熱処理した硼砂と無処
理の硼砂を各々10gと水ガラス(JIS1号ケイ酸ソ
ーダ、ボーメ比重4.4)100mlをビーカーに注いで
撹拌し、硼砂と水ガラスの反応を調査した。その
反応結果を表1に示す。
【表】 この結果から明らかな如く、加熱処理した硼砂
は全く変化はなく反応が起つていない。一方無処
理の硼砂は温度が上昇し、溶解して水ガラスのゲ
ル化が進んでいて、両者は明らかに異なつた現象
を示す。他の異なつた加熱処理温度の硼砂におい
ても多少の差はあつたが同様の現象であつた。 以上の結果から硼砂の加熱処理は硼砂を完全な
無水塩Na2B4O7にするとともに更に粒子表面の
性状を安定化し Na2B4O7+H2O ――――→ Na2B4O7・10H2O 又はNa2B4O7・4H2Oの水和反応を阻止するため
耐吸湿性の向上、水ガラスとの反応防止に極めて
有効である知見を得た。即ち硼砂の加熱処理は硼
砂粉体粒子の表面性状の改質をもたらす。その結
果、溶接棒は結合剤として水ガラスを用いて鋼心
線に塗装されること、および製品としては被覆剤
の固着性(耐脱落性)と耐吸湿性が要求されるこ
とから、低水素系溶接棒の内、高靭性、高COD
値用の溶接棒に配合添加する硼砂は130〜700℃で
加熱処理したものが最もよいことを究明した。 即ち、硼砂の加熱処理温度が130℃未満の場合
は硼砂中の脱水効果が少なく、また加熱処理後の
吸湿防止効果が不十分となり、硼砂と水ガラスと
の反応防止が不十分であり、生産性が悪く、得ら
れた溶接棒の被覆脱落率が高く、表面は粗く吸湿
性を有する。一方、700℃を超えると硼砂が部分
的に溶解して粉体の粒度等が変化し、溶接棒の品
質自体が悪くなる。なお、硼砂の結晶水を完全に
放出し、耐吸湿性があつて変質しない最も好まし
い加熱処理温度は300〜550℃である。 つぎに加熱処理した硼砂の配合量について説明
する。低温で使用される各種のタンク、寒冷地パ
イプラインの溶接部には鋼種によつて多少の差は
あるが、溶接金属中にB0.001〜0.012%の範囲で
含有することが低温靭性を得るために必要であ
り、そのために低水素系溶接棒の被覆剤中には加
熱処理した硼砂を0.3〜3%配合するのがよい。
即ち、硼砂が溶接時に分解して溶接金属中へBが
歩留まる率を考慮すると、硼砂の量が0.3%未満
では溶接金属のB量が少なく、低温靭性又は
COD値の改善効果が認められない。一方、3%
を超えると溶接金属中のBが多すぎて溶接金属が
硬化し、低温靭性が劣化する。 本発明溶接棒の実施例を比較例とともに説明す
る。 第2表に示す如く、硼砂の配合比を順次変化さ
せた記号A〜Eの5種類の配合物を被覆剤とし、
この被覆剤に配合する硼砂の加熱処理温度を100
〜600℃の範囲内で変化させたものと無処理のも
のを夫々に配合し、第3表に示すNo.1〜13の被覆
剤を配合し、水ガラスは各No.の被覆剤を100とし
た場合、第3表に示す割合で添加し、湿式混合し
た後、成形して被覆剤とした。自動塗装機によつ
て4mmφ×400mm長の軟鋼心線に前述した13種の
被覆剤を6.3mmφの外径に被覆して乾燥、焼成
(400℃・1時間)して溶接棒を製造した。
【表】
【表】 この溶接棒を用いて被覆の脱落率、吸湿性を調
査するとともに全溶着金属の低温衝撃値を調査し
た結果及び生産性についても第3表に示す。また
硼砂の加熱処理温度と被覆脱落率との関係を第3
表に示す。 以下実施結果について述べる。 水ガラスの添加量と生産状況については無水硼
砂の加熱処理温度が130℃未満(No.2、3、4)
の場合水ガラスを多く必要とし塗装圧力の下限値
はほぼ同じ塗装圧力を示すが塗装した棒の表面は
軟弱でべたつき疵がつき易く更に塗装を継続して
いると被覆剤の硬化が発生し塗装圧力が上昇す
る。また同時に被覆剤の硬化により塗装中被覆剤
の流れが悪くなり心線の外周に被覆剤が均一な厚
さで塗装されず、いわゆる偏心状態が発生する。
これに対し本発明(No.5、6、7、8、9、10、
12、13)では水ガラス添加比は無水硼砂を添加し
ていない従来品(No.1)と同じ添加比でも特に塗
装圧力に変化がなく、また被覆剤の硬化現象及び
偏心の発生現象がなく溶接棒表面もきれいで良好
な外観を呈している。次に乾燥焼成後の被覆の固
着性を調べるため矩形の容器に溶接棒を入れ容器
を回転させることにより溶接棒被覆に衝撃を加え
次式に従つて被覆の脱落率を算出した。 被覆の脱落率(%)=脱落した被覆剤重量(
g)/溶接棒の被覆剤重量(g)×100 式から当然被覆の固着性が良好なものは脱落率
が小さいものである。 この結果をみると、硼砂を使用しない比較例No.
1は良好な値を示すが、使用した硼砂の加熱処理
温度が低いNo.2、3、4については被覆の固着性
が悪く、このような溶接棒は包装後の輸送時に被
覆が脱落したりして溶接棒としての価値がなくな
る。一方加熱処理温度が高い場合はかかる問題は
発生せず良好な固着性を示す。これら塗装時の
種々問題及び固着性の問題は使用している硼砂又
は無水硼砂粉体の性状に起因するものであり本発
明の実施例に示す如く、硼砂又は無水硼砂を130
℃以上で加熱処理することにより解決されること
が確認される。 次に加熱処理硼砂の添加量についてであるが、
実施例の溶接棒について板厚20tの50キロ級鋼板
を用いJIS Z 3212に従つて全溶着金属を作成し
溶着金属中のB量と−60℃での2Vシヤルピー衝
撃値を調べた。 その結果は表3及び第4図に示す通りであるが
加熱処理硼砂の添加量と溶着金属中のB量はほぼ
直線関係にあり溶着金属中のB量を0.001〜0.012
%にするには加熱処理硼砂の量は0.3〜3.0%であ
ればよいことが確認できこの範囲の実施例の−60
℃2Vシヤルピー衝撃値は極めて優れた値を示す。
すなわち、加熱処理硼砂を被覆剤中に添加するこ
とにより従来より溶着金属の機械的性質が優れ溶
接棒の被覆剤の固着性及び耐吸湿性が優れかつ、
生産時には塗装作業の優れた特徴を得ることがで
きる。 以上に詳述した如く、本発明の低水素系被覆ア
ーク溶接棒は、生産性がよく、被覆脱落率が低
く、耐吸湿性も高く、良好な低温靭性、COD値
が得られるB含有溶接棒として優れたものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、無水硼砂の熱分析グラフ、第2図は
無水硼砂の加熱温度と吸湿量の関係を示すグラフ
であり、第3図は無水硼砂の加熱処理温度と被覆
の脱落率との関係を示す図(図中の数字は溶接棒
No.)、第4図は加熱処理硼砂と溶着金属のB量と
の関係を示す図(図中の数字は溶接棒No.)であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 130〜700℃の温度で加熱処理した無水硼砂を
    重量%で0.3〜3.0%含有する被覆剤を水ガラスを
    粘結剤として鋼心線に被覆したことを特徴とする
    低水素系被覆アーク溶接棒。
JP4126883A 1983-03-12 1983-03-12 低水素系被覆ア−ク溶接棒 Granted JPS59166394A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4126883A JPS59166394A (ja) 1983-03-12 1983-03-12 低水素系被覆ア−ク溶接棒

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JP4126883A JPS59166394A (ja) 1983-03-12 1983-03-12 低水素系被覆ア−ク溶接棒

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Publication Number Publication Date
JPS59166394A JPS59166394A (ja) 1984-09-19
JPH025516B2 true JPH025516B2 (ja) 1990-02-02

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ID=12603689

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JP4126883A Granted JPS59166394A (ja) 1983-03-12 1983-03-12 低水素系被覆ア−ク溶接棒

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JP (1) JPS59166394A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0340412U (ja) * 1989-08-29 1991-04-18

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0340412U (ja) * 1989-08-29 1991-04-18

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