JPH0450111B2 - - Google Patents
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- JPH0450111B2 JPH0450111B2 JP58217669A JP21766983A JPH0450111B2 JP H0450111 B2 JPH0450111 B2 JP H0450111B2 JP 58217669 A JP58217669 A JP 58217669A JP 21766983 A JP21766983 A JP 21766983A JP H0450111 B2 JPH0450111 B2 JP H0450111B2
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- 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 or 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 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
- B23K35/3603—Halide salts
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
本発明は、帯状電極を用い、かつ外部磁場によ
つて溶融スラグ及びメタルの流動制御を行うエレ
クトロスラグ肉盛溶接に供して好適なフラツクス
に関する。
原子圧力容器や化学反応容器などの内面には耐
食性を考慮してスレンレス鋼などの肉盛溶接が行
われている。この肉盛方法には種々の方法がある
が、最近は母材の溶込みが少ないことから特開昭
50−17349号公報にみられるようなエレクトロス
ラグ肉盛溶接法が注目されており、更には、高能
率化のために特公昭58−11317号公報のように外
部磁界によつて溶融スラグやメタルの流動制御を
行う方法が広く実用化されている。
これらの方法に適用されるフラツクス組成とし
ては、特公昭53−29657号公報及び特開昭55−
165294号公報に示されているような高CaF2系の
フラツクスや、特開昭54−9139号公報に示されて
いる高TiO2系のフラツクスが既に知られている
が、現在では溶接作業性の良好な高CaF2系のフ
ラツクスが広く使用されている。
また、内面肉盛を行うステンレス鋼の鋼種につ
いてみると、原子力圧力容器等の比較的低温で使
用される容器にはSUS308タイプ及びSUS316タ
イプが用いられ、一方、化学反応容器のうちでも
ハイドロクラツカーのように高温高圧水素雰囲気
の悪条件下で使用される容器の内面にはSUS347
タイプが広く採用されている。
このため、帯状電極としては、一層盛の場合に
はSUS309Nbを用い、多層盛の場合にはSUS347
タイプを用いている。しかし、これらにはNbが
含有されていることから、前述の高CaF2系フラ
ツクスを用いると、ビード表面にスラグの焼付け
が生じたり、スラグの剥離性が劣化したりするの
で、ビードエツチ部のスラグを除去する作業や体
液浸透検査のためにビード表面を研磨する作業等
が必要となる。
即ち、フラツクスとして特公昭53−29657号公
報の実施例に近い組成（CaF252％、SiO27％、
Al2O333％、MnO5％、ZrO23％）に調整した溶
融型フラツクス及び特開昭55−165294号公報の実
施例に近い組成（CaF247％、SiO215％、CaO15
％、Al2O323％）に調整した溶融型フラツクスを
用い、帯状電極としてSUS309Nb（C0.03％、
Ni11.52％、Cr21.54％、Si0.32％、Mn2.15％、
Nb0.94％）の0.4×150mm幅の帯状電極を用いて、
溶接電流2500A、溶接電圧28V、溶接速度15cm／
minの溶接条件で、特公昭58−11317号公報に開
示のように外部磁界による溶融スラグやメタルの
流動制御を行つてエレクトロスラグ肉盛溶接を行
つたところ、前者のフラツクスを用いた場合には
スラグの剥離性が悪く、ビード表面にスラグの焼
付けが生じ、かつ、スラグの粘性が低いため、流
動制御が困難であつた。また、後者のフラツクス
を用いた場合には、流動制御は可能であつたが、
スラグの剥離性が悪く、ビード表面にスラグの焼
付けが生じた。
そこで発明者等は、上述の問題を解決すべく、
高CaF2系の種々のフラツクスを試作して検討し
たところ、BaOを添加することによつてフラグ
の剥離性が効果的に改善されることの知見を得
た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
すなわち本発明は、帯状電極を用い、かつ外部
磁場によつて溶融スラグ及びメタルの流動制御を
行うエレクトロスラグ肉盛溶接用のフラツクスで
あつて、
重量％で、CaF240〜60％、Al2O315〜35％、
BaO3〜25％及びSiO25〜20％を含有してなるこ
とを特徴とするエレクトロスラグ肉盛溶接用フラ
ツクス（第１発明）である。
また本発明は、上記第１発明に、さらにCaO5
％以下を含有してなるフラツクス（第２発明）で
ある。
さらに本発明は、上記第１発明に、さらにクロ
ム酸化物及びマンガン酸化物のうちから選んだ１
種又は２種を含有してなるフラツクス（第３発
明）である。
またさらに本発明は、上記第１発明に、さらに
CaO5％以下と、クロム酸化物及びマンガン酸化
物のうちから選んだ１種又は２種を含有してなる
フラツクス（第４発明）である。
上記各発明のフラツクス組成であれば、肉盛金
属にNbが含まれていても、スラグの剥離性が良
好であり、かつ溶融スラグ及びメタルの流動制御
も容易に実施できるのである。
以下、本発明を詳細に説明する。
第１表に、試作したフラツクスの組成及び溶接
試験結果を、また第１図には、SiO2含有量を一
定としたときのCaF2−Al2O3−BaO組成と溶接
試験結果の関係を示す。なお、第１図中の記号は
第２表に示す基準により判定した結果を表してい
る。
The present invention relates to a flux suitable for use in electroslag overlay welding, which uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field. The inner surfaces of atomic pressure vessels, chemical reaction vessels, etc. are overlaid with stainless steel or other materials in consideration of corrosion resistance. There are various methods for this welding method, but recently the method used by Japanese Patent Publication No. 2003-111010
The electroslag overlay welding method as seen in Japanese Patent Publication No. 50-17349 has attracted attention, and furthermore, in order to improve efficiency, as in Japanese Patent Publication No. 58-11317, welding of molten slag and metal using an external magnetic field has been attracting attention. Methods for controlling the flow of water have been widely put into practical use. Flux compositions applicable to these methods are disclosed in Japanese Patent Publication No. 53-29657 and Japanese Patent Application Laid-open No. 55-1989.
High CaF 2 -based fluxes as shown in Japanese Patent No. 165294 and high TiO 2 -based fluxes shown in JP-A-54-9139 are already known, but at present, welding workability has improved. High CaF2 fluxes with good properties are widely used. Regarding the types of stainless steel used for internal surface overlaying, SUS308 and SUS316 types are used for vessels used at relatively low temperatures such as nuclear pressure vessels, while hydrocrackers are used for chemical reaction vessels. SUS347 is used on the inner surface of containers used under adverse conditions such as high temperature and high pressure hydrogen atmosphere.
type is widely used. Therefore, for the strip electrode, SUS309Nb is used in the case of a single layer, and SUS347 is used in the case of a multilayer.
type is used. However, since these contain Nb, using the aforementioned high CaF 2 flux will cause slag to burn onto the bead surface and deteriorate the slag removability. This requires work such as removing the bead and polishing the bead surface for body fluid penetration testing. That is, the composition of the flux was close to that of the example in Japanese Patent Publication No. 53-29657 (CaF 2 52%, SiO 2 7%,
A molten flux adjusted to have a composition of (33% Al 2 O 3 , 5% MnO, 3% ZrO 2 ) and a composition close to the example in JP-A-55-165294 (47% CaF 2 , 15% SiO 2 , 15% CaO 15
%, Al 2 O 3 23%), and SUS309Nb (C0.03%,
Ni11.52%, Cr21.54%, Si0.32%, Mn2.15%,
Using a 0.4 x 150 mm wide strip electrode made of Nb0.94%),
Welding current 2500A, welding voltage 28V, welding speed 15cm/
When electroslag overlay welding was carried out under welding conditions of min., by controlling the flow of molten slag and metal by an external magnetic field as disclosed in Japanese Patent Publication No. 11317/1983, when the former flux was used, The slag had poor peelability, the slag was baked onto the bead surface, and the viscosity of the slag was low, making it difficult to control the flow. In addition, when using the latter flux, flow control was possible, but
Slag peelability was poor, and slag was baked onto the bead surface. Therefore, the inventors, in order to solve the above problem,
After testing various high-CaF 2 fluxes, we found that the addition of BaO effectively improves flag removability. The present invention is based on the above findings. That is, the present invention is a flux for electroslag overlay welding that uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field, and comprises, in weight percent, 40 to 60% CaF 2 and Al 2 O3 15-35%,
This is an electroslag overlay welding flux (first invention) characterized by containing BaO3 to 25% and SiO2 5 to 20%. Further, the present invention further provides CaO5 in addition to the first invention.
% or less (second invention). Furthermore, the present invention provides, in addition to the first invention, one selected from chromium oxide and manganese oxide.
A flux containing one or two species (third invention). Furthermore, the present invention further provides the above-mentioned first invention, and furthermore,
A flux (fourth invention) containing 5% or less of CaO and one or two selected from chromium oxide and manganese oxide. With the flux compositions of the above-mentioned inventions, even if the overlay metal contains Nb, the slag peelability is good and the flow of the molten slag and metal can be easily controlled. The present invention will be explained in detail below. Table 1 shows the composition of the prototype flux and the welding test results, and Figure 1 shows the relationship between the CaF 2 -Al 2 O 3 -BaO composition and the welding test results when the SiO 2 content is constant. show. Note that the symbols in FIG. 1 represent the results determined based on the criteria shown in Table 2.
【表】【table】
【表】【table】
【表】
以上の結果を参酌し、本発明のフラツクスの組
成限定理由は次のとおりである。
CaF2は、40％未満になるとアークが発生しや
すくなつてエレクトロスラグ肉盛溶接が不可能と
なり、60％を超えるとスラグの粘性が低下して流
動制御が困難となる。
Al2O3は、15％未満ではスラグが形成されず、
35％を超えると凝固温度が上昇し、ビード表面に
局部的なくぼみが生じ、ビード外観を損なう。
BaOは、３％以上添加すればスラグの剥離性
が非常に改善されるが、25％を超えると流動制御
が困難となる。
SiO2は、５％未満ではスラグの粘性が低下し
て流動制御が困難となり、20％を超えるとスラグ
の粘性が上昇しすぎて流動制御が困難となる。な
お高CaF2系フラツクスでは、SiO2成分を添加す
るとSiF2の刺激臭を生じやすくなるが、BaOが
SiO2の活量を下げるため、BaO／SiO2の比が0.30
以上であれば刺激臭を発生しない。
以上、基本成分について説明したが、本発明で
は、以下に伸べる成分を併せて含有させることも
できる。
CaOは、BaOと同様、SiF2の刺激臭の発生を
抑制するのに有用な成分であるが、含有量が５％
を超えるとスラグの剥離性が劣化するので、添加
する場合には５％以下とする必要がある。
クロム酸化物やマンガン酸化物は、肉盛金属の
成分組成調整成分として有用であるが、単独添加
および複合添加いずれの場合においても、添加量
が10％を超えるとスラグの剥離性が劣化し、また
溶融スラグもメタルの流動制御も困難になる傾向
にあるため、10％以下で含有させるものとした。
次に実施例を示す。
実施例
第３表に示す各種のフラツクス組成物を溶製
し、20メツシユ〜200メツシユに粉砕した溶融型
フラツクスと第４表に示す化学成分の帯状電極
SUS309Nb（0.4×150mm）を用いて板厚60mmのＳ
−M41鋼板上に肉盛溶接を行つた。溶接条件は溶
接電流2500A、溶接電圧28V、溶接速度15cm／
minであり、外部磁界は400ターンの鉄心入りコ
イルを第２図の如く配置して１〜10Aの電流で制
御した。肉盛溶接金属の化学成分を第４表に、ま
た溶接試験結果を第３表に併記した。[Table] Taking the above results into consideration, the reasons for limiting the composition of the flux of the present invention are as follows. When CaF 2 is less than 40%, arcing tends to occur and electroslag overlay welding becomes impossible, and when it exceeds 60%, the slag viscosity decreases and flow control becomes difficult. Al 2 O 3 does not form slag when less than 15%
If it exceeds 35%, the coagulation temperature will rise, causing local depressions on the bead surface and impairing the bead appearance. If BaO is added in an amount of 3% or more, the slag releasability is greatly improved, but if it exceeds 25%, flow control becomes difficult. If SiO 2 is less than 5%, the viscosity of the slag decreases, making it difficult to control the flow, and if it exceeds 20%, the viscosity of the slag increases too much, making it difficult to control the flow. In high CaF 2 fluxes, adding SiO 2 components tends to produce a pungent odor of SiF 2 , but BaO
To lower the activity of SiO 2 , the BaO/SiO 2 ratio is 0.30.
If it is above, no irritating odor will be generated. Although the basic components have been described above, in the present invention, the following components can also be included. CaO, like BaO, is a useful component for suppressing the generation of the pungent odor of SiF2 , but the content is 5%.
If it exceeds 5%, the slag releasability deteriorates, so if it is added, it needs to be 5% or less. Chromium oxide and manganese oxide are useful as components for adjusting the component composition of overlay metal, but whether added alone or in combination, if the amount added exceeds 10%, the removability of the slag deteriorates. Furthermore, since it tends to be difficult to control the flow of molten slag and metal, it was decided to contain it at 10% or less.
Next, examples will be shown. Example Melting type flux prepared by melting various flux compositions shown in Table 3 and pulverized into 20 to 200 meshes, and a belt-shaped electrode with chemical components shown in Table 4.
S with a plate thickness of 60 mm using SUS309Nb (0.4 x 150 mm)
- Overlay welding was performed on M41 steel plate. Welding conditions are welding current 2500A, welding voltage 28V, welding speed 15cm/
min, and the external magnetic field was controlled with a current of 1 to 10 A by arranging a 400-turn iron-core coil as shown in Figure 2. The chemical composition of the overlay weld metal is shown in Table 4, and the welding test results are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】
第３表に示したとおり、本発明例のフラツクス
を用いた場合には、すべてスラグ剥離性が良好
で、外部磁界により溶融スラグやメタルの流動制
御が容易であり、しかもアンダーカツトなどの欠
陥のない良好な肉盛ビードが得られた。
以上詳述したところからわかるように、本発明
のフラツクスによれば、剥離性が良好なスラグが
得られるのでスラグ除去やビード表面研磨などの
作業が特に必要でなくなり、しかも高能率の外部
磁界による溶融スラグ及びメタル流動制御法が何
ら支障なく可能となる等々、顕著な効果をもたら
すものである。[Table] As shown in Table 3, when the fluxes according to the present invention were used, all had good slag removability, the flow of molten slag and metal was easily controlled by an external magnetic field, and there was no undercut. A good overlay bead with no defects was obtained. As can be seen from the detailed description above, according to the flux of the present invention, slag with good peelability can be obtained, so operations such as slag removal and bead surface polishing are not particularly necessary. This method brings about remarkable effects, such as making it possible to control the flow of molten slag and metal without any problems.
第１図は、SiO2量を一定（10％）としたとき
のフラツクス組成（CaF2−Al2O3−BaO）の構
成比と溶接作業性の関係を示す図、第２図は、溶
融スラグ及びメタルに外部磁場をかける状況を説
明する図である。
１……帯状電極、２……外部磁場、３……溶融
池、α……溶接方向、β……溶融スラグ及びメタ
ルの流れ。
Figure 1 shows the relationship between the flux composition (CaF 2 -Al 2 O 3 -BaO) and welding workability when the amount of SiO 2 is constant (10%). It is a figure explaining the situation where an external magnetic field is applied to slag and metal. 1... Strip electrode, 2... External magnetic field, 3... Molten pool, α... Welding direction, β... Flow of molten slag and metal.
Claims (1)
スラグ及びメタルの流動制御を行うエレクトロス
ラグ肉盛溶接用のフラツクスであつて、 重量％で、CaF240〜60％、Al2O315〜35％、
BaO3〜25％及びSiO25〜20％を含有してなるこ
とを特徴とするエレクトロスラグ肉盛溶接用フラ
ツクス。 ２ 帯状電極を用い、かつ外部磁場によつて溶融
スラグ及びメタルの流動制御を行うエレクトロス
ラグ肉盛溶接用のフラツクスであつて、 重量％で、CaF240〜60％、Al2O315〜35％、
BaO3〜25％及びSiO25〜20％を含み、さらに
CaO5％以下を含有してなることを特徴とするエ
レクトロスラグ肉盛溶接用フラツクス。 ３ 帯状電極を用い、かつ外部磁場によつて溶融
スラグ及びメタルの流動制御を行うエレクトロス
ラグ肉盛溶接用のフラツクスであつて、 重量％で、CaF240〜60％、Al2O315〜35％、
BaO3〜25％及びSiO25〜20％を含み、さらにク
ロム酸化物及びマンガン酸化物のうちから選んだ
１種又は２種の総和で10％以下を含有してなるこ
とを特徴とするエレクトロスラグ肉盛溶接用フラ
ツクス。 ４ 帯状電極を用い、かつ外部磁場によつて溶融
スラグ及びメタルの流動制御を行うエレクトロス
ラグ肉盛溶接用のフラツクスであつて、 重量％で、CaF240〜60％、Al2O315〜35％、
BaO3〜25％及びSiO25〜20％を含み、さらに
CaO5％以下と、クロム酸化物及びマンガン酸化
物のうちから選んだ１種又は２種の総和で10％以
下を含有してなることを特徴とするエレクトロス
ラグ肉盛溶接用フラツクス。[Claims] 1. A flux for electroslag overlay welding that uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field, which contains 40 to 60% CaF 2 by weight, Al2O3 15-35 %,
A flux for electroslag overlay welding, characterized in that it contains BaO3 to 25% and SiO2 5 to 20%. 2 Flux for electroslag overlay welding that uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field, and contains 40 to 60% CaF 2 and 15 to 60% Al 2 O 3 by weight. 35%,
Contains BaO3~25% and SiO2 5~20%, and also
A flux for electroslag overlay welding characterized by containing 5% or less of CaO. 3 A flux for electroslag overlay welding that uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field, which contains 40-60% CaF 2 and 15-60% Al 2 O 3 by weight. 35%,
An electroslag characterized by containing BaO3 to 25% and SiO2 5 to 20%, and further containing 10% or less in total of one or two selected from chromium oxide and manganese oxide. Flux for overlay welding. 4 A flux for electroslag overlay welding that uses a strip electrode and controls the flow of molten slag and metal by an external magnetic field, and contains 40 to 60% CaF 2 and 15 to 60% Al 2 O 3 by weight. 35%,
Contains BaO3~25% and SiO2 5~20%, and also
A flux for electroslag overlay welding, characterized in that it contains 5% or less of CaO and 10% or less in total of one or two selected from chromium oxide and manganese oxide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21766983A JPS60111793A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Flux for electroslag build-up welding using belt-like electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21766983A JPS60111793A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Flux for electroslag build-up welding using belt-like electrode |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111793A JPS60111793A (en) | 1985-06-18 |
| JPH0450111B2 true JPH0450111B2 (en) | 1992-08-13 |
Family
ID=16707860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21766983A Granted JPS60111793A (en) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | Flux for electroslag build-up welding using belt-like electrode |
Country Status (1)
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- 1983-11-21 JP JP21766983A patent/JPS60111793A/en active Granted
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