JPH0460753B2 - - Google Patents
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- JPH0460753B2 JPH0460753B2 JP8061085A JP8061085A JPH0460753B2 JP H0460753 B2 JPH0460753 B2 JP H0460753B2 JP 8061085 A JP8061085 A JP 8061085A JP 8061085 A JP8061085 A JP 8061085A JP H0460753 B2 JPH0460753 B2 JP H0460753B2
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Landscapes
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、被覆アーク溶接棒、フラツクス入り
ワイヤ、焼成型フラツクス、被覆消耗ノズル等に
用いられる溶接材料用バイダーの改良に関するも
のであつて、詳細には硼素を含有するガラスを用
いることによつて該水ガラスの原料フラツクスに
対する固着力を増強することに成功した溶接材料
用バインダーに関するものである。 〔従来の技術〕 被覆アーク溶接棒等に固着しているフラツクス
は、水ガラス等の溶接材料用バインダーを原料フ
ラツクスに加えて混練することによつて製造され
るものであり、これを例えば心線外周に塗布、乾
燥すれば被覆アーク溶接棒が製造される。 ところで上記水ガラスは、通常珪酸ナトリウム
や珪酸カリウム等に水を添加して溶液状にしたも
のであるが、この様な水ガラスの原料フラツクス
に対する固着力は、実際上必ずしも強力であると
は言い難く、このことが(1)被覆アーク溶接棒及び
被覆ノズル、(2)フラツクス入りワイヤ、(3)焼成型
フラツクス等に関する以下の様な具体的問題を引
き起こす原因となつていた。 (1) 被覆アーク溶接棒及び被覆ノズルの場合 上記固着力が十分でないから、製造工程特に
乾燥から箱詰めに向かう工程或は出荷後の運搬
段階でフラツクスの脱落が起こり易く、従つて
乾燥工程以後の製品歩留りが悪くなる。 (2) フラツクス入りワイヤの場合 水ガラスによつて原料フラツクスを混練造粒
し更に乾燥した後彎曲フープ或はシース管内へ
充填する訳であるが、水ガラスの固着力が十分
でないと、これら充填過程等で造粒フラツクス
の一部が粉化する為、該造粒フラツクスの粒度
構成が変化してしまう。この様にシース内充填
過程等で粒度構成が変化すると、該充填された
造粒フラツクスのシントロ性が悪化するので、
シース内における造粒フラツクスの偏析を招く
ことになり、この為フラツクス入りワイヤの溶
接作業性が著しく悪化する結果となる。 (3) 焼成型フラツクスの場合 水ガラスの固着力が弱いと、該焼成型フラツ
クスを繰返し使用して溶接を行なつている間
に、該フラツクスが粉化し散布フラツクスの空
隙率が低下し、この為溶接時に発生するガスの
逸散が阻害されるから、結局溶接作業性の低下
を来たす。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上述の如き事情に着目してなさられた
ものであつて、原料フラツクスに対する固着力を
向上させ、もつて移送中等におけるフラツクスの
粉状化や脱落等を防止することのできる溶接材料
用バインダーを提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る溶接材料用バインダーとは、水ガ
ラス中に硼素を0.1〜20ppm含有せしめた点に要
旨が存在するものである。 〔作用〕 次に本発明を完成するに至る迄の経緯を踏まえ
つつ本発明の構成及び作用効果を説明していく。 本発明者等は、本発明の目的を達成する為の手
段としては、(1)水ガラス自体の強度を増大させる
方法と、(2)水ガラスと原料フラツクス粒子を濡れ
性を向上させる方法の２通りが考えられたので、
それらの方法について夫々研究した。 (1) 水ガラス自体の強度を増大させる手段につい
て： 水ガラス自体の強度を増大させる為には水ガ
ラス中のSiO2濃度（モル比率）を増大させれ
ばよい訳であるが、本発明者等の研究したとこ
ろによると、水ガラス自体の強度をいかに増大
させようともフラツクスの粉状化や脱落は必ず
しも十分に防止できないことが分かつた。むし
ろ場合によつてはかえつて粉状化等に悪影響を
及ぼす傾向さえ見られた。 (2) 水ガラスと原料フラツクス粒子の濡れ性を向
上させる手段について： 本発明者等は、上記(1)の検討結果に鑑み水ガ
ラスと原料フラツクス粒子の濡れ性に注目し、
該濡れ性を向上させることによつて水ガラスと
原料フラツクス粒子の接触面積を増大させてや
れば、水ガラスの原料フラツクス粒子に対する
固着力を高めることができるのではないかとの
指針を基に研究を重ねた。 すなわち水ガラスの原料フラツクス粒子の濡れ
性は、水ガラス中のアルカリ金属イオン作用によ
つて増大することから、まず該アクリル金属イオ
ン濃度を通常より高めて、粉状化や脱落について
検討した。その結果粉状化や脱落については良好
な成績を得ることはできたが、吸水率の点で悪化
していることが分かつた。一方アルカリ金属イオ
ン濃度を通常レベルまで戻してやれば吸水性につ
いては問題とならないものの、濡れ性が犠牲とな
つた。 従つて水ガラス中のアルカリ金属イオン濃度を
高めて濡れ性を向上させることにも限界があるこ
とを知つた。 そこで本発明者等は、アルカリ金属イオンに代
る新たな添加物として硼素を選定し、この硼素
を、通常濃度のアルカリ金属イオンを含有する水
ガラス中に添加してやれば、該水がラスと原料フ
ラツクス粒子の濡れ性を、上記吸水率に悪影響を
与えることなく飛躍的に向上させ得ることを見出
し更に鋭意研究を重ねた結果本発明を完成するに
至つた。 この様な優れた性質を有する硼素については以
下の如き作用を有しているものと考えられる。 (a) 硼素は水ガラスのガラス転位温度や軟化点を
低下させる。従つて昇温乾燥に伴なつて水ガラ
スの流動性を高めることになり、この為水ガラ
スと原料フラツクス粒子の接触面積を増大させ
濡れ性を向上させることができる。 (b) 吸水率については、前述の如く通常のアルカ
リ金属イオン濃度であるから問題はない。 次いで水ガラス中における硼素の配合率につい
て説明する。 本発明者等は、所定硼素濃度の水ガラスを調製
し、これを原料フラツクスに加えて混練した。こ
の混練フラツクスを軟銅心線に被覆した後常法に
従つて被覆アーク溶接棒を得た。一方では所定硼
素濃度の水ガラスと原料フラツクスを混練し、乾
燥・焼成等の常法に従つて粉・粒状の散布用フラ
ツクスを得た。そして上記被覆アーク溶接棒にあ
つては耐脱落性能と塗布性能等を指標として、ま
た上記フラツクスにあつては繰返し使用回数（粉
化フラツクスが所定量になる迄の使用回数）と造
粒歩留を指標として判断し、硼素濃度が0.1〜
20ppmの水ガラスを用いれば、上記指標の全てが
好成績であるとの結論を得た。 この結論の基本的な背景については以下の様に
考えることができる。 硼素濃度が0.1ppm以下では、硼素の作用即ち
前述の如く濡れ性を向上させ接触面積を増大させ
る作用を有効に発揮することができず、一方
20ppm以下になると、加熱時（乾燥時、焼結時、
再乾燥時等を含む）におけるフラツクスの流動性
の増加や湿式混練フラツクスのゲル化促進に伴な
う種々の弊害が露呈する。すなわち被覆アーク溶
接棒の塗布性能が悪化したり、フラツクス入りワ
イヤや焼成フラツクスの造粒性能が劣化したりす
る。 尚水ガラスへの硼素添加方法及び水ガラス中の
硼素濃度分析方法については以下の通りである。 (ア) 硼素点方法 硼素酸化物、ハロゲン化物、水素化物からな
る酸塩、錯体、又は有機化合物の形で硼素を水
ガラス中へ添加する。 (イ) 硼素濃度分析方法 溶媒抽出の後メチレンブルー発色にによる吸
光光度法を利用するか又は溶媒抽出後イオンク
ロマトアナライザーによつて定量した。 次に実施例を説明する。 〔実施例〕 まず第１表に示す水ガラスにNa2B4O7又は
NaBF4を添加し第２表に示す様な硼素添加水ガ
ラスを得た。
ワイヤ、焼成型フラツクス、被覆消耗ノズル等に
用いられる溶接材料用バイダーの改良に関するも
のであつて、詳細には硼素を含有するガラスを用
いることによつて該水ガラスの原料フラツクスに
対する固着力を増強することに成功した溶接材料
用バインダーに関するものである。 〔従来の技術〕 被覆アーク溶接棒等に固着しているフラツクス
は、水ガラス等の溶接材料用バインダーを原料フ
ラツクスに加えて混練することによつて製造され
るものであり、これを例えば心線外周に塗布、乾
燥すれば被覆アーク溶接棒が製造される。 ところで上記水ガラスは、通常珪酸ナトリウム
や珪酸カリウム等に水を添加して溶液状にしたも
のであるが、この様な水ガラスの原料フラツクス
に対する固着力は、実際上必ずしも強力であると
は言い難く、このことが(1)被覆アーク溶接棒及び
被覆ノズル、(2)フラツクス入りワイヤ、(3)焼成型
フラツクス等に関する以下の様な具体的問題を引
き起こす原因となつていた。 (1) 被覆アーク溶接棒及び被覆ノズルの場合 上記固着力が十分でないから、製造工程特に
乾燥から箱詰めに向かう工程或は出荷後の運搬
段階でフラツクスの脱落が起こり易く、従つて
乾燥工程以後の製品歩留りが悪くなる。 (2) フラツクス入りワイヤの場合 水ガラスによつて原料フラツクスを混練造粒
し更に乾燥した後彎曲フープ或はシース管内へ
充填する訳であるが、水ガラスの固着力が十分
でないと、これら充填過程等で造粒フラツクス
の一部が粉化する為、該造粒フラツクスの粒度
構成が変化してしまう。この様にシース内充填
過程等で粒度構成が変化すると、該充填された
造粒フラツクスのシントロ性が悪化するので、
シース内における造粒フラツクスの偏析を招く
ことになり、この為フラツクス入りワイヤの溶
接作業性が著しく悪化する結果となる。 (3) 焼成型フラツクスの場合 水ガラスの固着力が弱いと、該焼成型フラツ
クスを繰返し使用して溶接を行なつている間
に、該フラツクスが粉化し散布フラツクスの空
隙率が低下し、この為溶接時に発生するガスの
逸散が阻害されるから、結局溶接作業性の低下
を来たす。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は上述の如き事情に着目してなさられた
ものであつて、原料フラツクスに対する固着力を
向上させ、もつて移送中等におけるフラツクスの
粉状化や脱落等を防止することのできる溶接材料
用バインダーを提供しようとするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明に係る溶接材料用バインダーとは、水ガ
ラス中に硼素を0.1〜20ppm含有せしめた点に要
旨が存在するものである。 〔作用〕 次に本発明を完成するに至る迄の経緯を踏まえ
つつ本発明の構成及び作用効果を説明していく。 本発明者等は、本発明の目的を達成する為の手
段としては、(1)水ガラス自体の強度を増大させる
方法と、(2)水ガラスと原料フラツクス粒子を濡れ
性を向上させる方法の２通りが考えられたので、
それらの方法について夫々研究した。 (1) 水ガラス自体の強度を増大させる手段につい
て： 水ガラス自体の強度を増大させる為には水ガ
ラス中のSiO2濃度（モル比率）を増大させれ
ばよい訳であるが、本発明者等の研究したとこ
ろによると、水ガラス自体の強度をいかに増大
させようともフラツクスの粉状化や脱落は必ず
しも十分に防止できないことが分かつた。むし
ろ場合によつてはかえつて粉状化等に悪影響を
及ぼす傾向さえ見られた。 (2) 水ガラスと原料フラツクス粒子の濡れ性を向
上させる手段について： 本発明者等は、上記(1)の検討結果に鑑み水ガ
ラスと原料フラツクス粒子の濡れ性に注目し、
該濡れ性を向上させることによつて水ガラスと
原料フラツクス粒子の接触面積を増大させてや
れば、水ガラスの原料フラツクス粒子に対する
固着力を高めることができるのではないかとの
指針を基に研究を重ねた。 すなわち水ガラスの原料フラツクス粒子の濡れ
性は、水ガラス中のアルカリ金属イオン作用によ
つて増大することから、まず該アクリル金属イオ
ン濃度を通常より高めて、粉状化や脱落について
検討した。その結果粉状化や脱落については良好
な成績を得ることはできたが、吸水率の点で悪化
していることが分かつた。一方アルカリ金属イオ
ン濃度を通常レベルまで戻してやれば吸水性につ
いては問題とならないものの、濡れ性が犠牲とな
つた。 従つて水ガラス中のアルカリ金属イオン濃度を
高めて濡れ性を向上させることにも限界があるこ
とを知つた。 そこで本発明者等は、アルカリ金属イオンに代
る新たな添加物として硼素を選定し、この硼素
を、通常濃度のアルカリ金属イオンを含有する水
ガラス中に添加してやれば、該水がラスと原料フ
ラツクス粒子の濡れ性を、上記吸水率に悪影響を
与えることなく飛躍的に向上させ得ることを見出
し更に鋭意研究を重ねた結果本発明を完成するに
至つた。 この様な優れた性質を有する硼素については以
下の如き作用を有しているものと考えられる。 (a) 硼素は水ガラスのガラス転位温度や軟化点を
低下させる。従つて昇温乾燥に伴なつて水ガラ
スの流動性を高めることになり、この為水ガラ
スと原料フラツクス粒子の接触面積を増大させ
濡れ性を向上させることができる。 (b) 吸水率については、前述の如く通常のアルカ
リ金属イオン濃度であるから問題はない。 次いで水ガラス中における硼素の配合率につい
て説明する。 本発明者等は、所定硼素濃度の水ガラスを調製
し、これを原料フラツクスに加えて混練した。こ
の混練フラツクスを軟銅心線に被覆した後常法に
従つて被覆アーク溶接棒を得た。一方では所定硼
素濃度の水ガラスと原料フラツクスを混練し、乾
燥・焼成等の常法に従つて粉・粒状の散布用フラ
ツクスを得た。そして上記被覆アーク溶接棒にあ
つては耐脱落性能と塗布性能等を指標として、ま
た上記フラツクスにあつては繰返し使用回数（粉
化フラツクスが所定量になる迄の使用回数）と造
粒歩留を指標として判断し、硼素濃度が0.1〜
20ppmの水ガラスを用いれば、上記指標の全てが
好成績であるとの結論を得た。 この結論の基本的な背景については以下の様に
考えることができる。 硼素濃度が0.1ppm以下では、硼素の作用即ち
前述の如く濡れ性を向上させ接触面積を増大させ
る作用を有効に発揮することができず、一方
20ppm以下になると、加熱時（乾燥時、焼結時、
再乾燥時等を含む）におけるフラツクスの流動性
の増加や湿式混練フラツクスのゲル化促進に伴な
う種々の弊害が露呈する。すなわち被覆アーク溶
接棒の塗布性能が悪化したり、フラツクス入りワ
イヤや焼成フラツクスの造粒性能が劣化したりす
る。 尚水ガラスへの硼素添加方法及び水ガラス中の
硼素濃度分析方法については以下の通りである。 (ア) 硼素点方法 硼素酸化物、ハロゲン化物、水素化物からな
る酸塩、錯体、又は有機化合物の形で硼素を水
ガラス中へ添加する。 (イ) 硼素濃度分析方法 溶媒抽出の後メチレンブルー発色にによる吸
光光度法を利用するか又は溶媒抽出後イオンク
ロマトアナライザーによつて定量した。 次に実施例を説明する。 〔実施例〕 まず第１表に示す水ガラスにNa2B4O7又は
NaBF4を添加し第２表に示す様な硼素添加水ガ
ラスを得た。
【表】
【表】
第２表に示す水ガラスと下記第３表に示す成分
組成の原料フラツクスを混練して塗装用フラツク
スを得た（原料100ｇ当り13〜15mlの上記水ガラ
ス添加）。
組成の原料フラツクスを混練して塗装用フラツク
スを得た（原料100ｇ当り13〜15mlの上記水ガラ
ス添加）。
【表】
そして該塗装用フラツクスを直径4φ×400
（mm）のワイヤ外周面に塗装して被覆アーク溶接
棒を得た後（乾燥条件は400℃、1hr）、該溶接棒
を用いてフラツクスの脱落試験を行ない、第４表
に示す結果を得た。
（mm）のワイヤ外周面に塗装して被覆アーク溶接
棒を得た後（乾燥条件は400℃、1hr）、該溶接棒
を用いてフラツクスの脱落試験を行ない、第４表
に示す結果を得た。
【表】
【表】
第４表に示す従来例No.１及び比較例No.２は硼素
濃度が0.1ppmより低い為水ガラス−フラツクス
間の濡れ性が不足し、被覆フラツクスを十分に固
着させることができなかつた。 一方No.10、11、12は、硼素濃度が20ppmより高
い為に混練フラツクスのゲル化が促進され、塗装
時におけるフラツクスの流動性が著しく低下し、
塗装フラツクスの表面にかすれが生じた。 これらに対しNo.３〜９は、いずれも本発明の条
件を全て満足しており良好な耐脱落性能及び塗装
性能が得られた。 実施例 ２ 第２表に示す水ガラス（20重量部）と第５表に
示す成分組成の原料フラツクス（100重量部）を
用い、常法に従つて混練、造粒、乾燥、焼結、粒
度調整を行いSAWフラツクスを得た。尚焼結条
件は450℃、2hrとした。 得られたSAWフラツクスの造粒歩留り及び固
着強度は第６表に示す通りであつた。
濃度が0.1ppmより低い為水ガラス−フラツクス
間の濡れ性が不足し、被覆フラツクスを十分に固
着させることができなかつた。 一方No.10、11、12は、硼素濃度が20ppmより高
い為に混練フラツクスのゲル化が促進され、塗装
時におけるフラツクスの流動性が著しく低下し、
塗装フラツクスの表面にかすれが生じた。 これらに対しNo.３〜９は、いずれも本発明の条
件を全て満足しており良好な耐脱落性能及び塗装
性能が得られた。 実施例 ２ 第２表に示す水ガラス（20重量部）と第５表に
示す成分組成の原料フラツクス（100重量部）を
用い、常法に従つて混練、造粒、乾燥、焼結、粒
度調整を行いSAWフラツクスを得た。尚焼結条
件は450℃、2hrとした。 得られたSAWフラツクスの造粒歩留り及び固
着強度は第６表に示す通りであつた。
【表】
【表】
【表】
尚溶接条件は以下の通りである。
AC：800A−40V−60CPM
ワイヤ：US36 4.0mmφ
供試鋼板：SM41B12mmｔ×600mmｌ
開先形状を第１図に示す。
第６表に示すNo.１及びNo.２は硼素濃度が低い為
に水ガラスとフラツクス粒子との濡れ性が不足
し、造粒フラツクス粒子を十分に固着させること
ができなかつた。 一方No.８及び９は、硼素濃度が高すぎる為に水
ガラスのゲル化が硼素により促進され、造粒を十
分に行なうことができず、その結果として造粒歩
留りが低下した。 これらに対しNo.３〜７は、いずれも本発明条件
を全て満足しており良好な造粒歩留及びフラツク
ス固着強度が得られている。 実施例 ３ 第２表に示す水ガラス（20重量部）と下記第７
表に示す成分組成の原料フラツクス（100重量部）
を用い、常法に従つて混練、乾燥粒度調整を行
い、FCW用フラツクスを得た。尚乾燥温度は300
〜400℃、1hrとした。
に水ガラスとフラツクス粒子との濡れ性が不足
し、造粒フラツクス粒子を十分に固着させること
ができなかつた。 一方No.８及び９は、硼素濃度が高すぎる為に水
ガラスのゲル化が硼素により促進され、造粒を十
分に行なうことができず、その結果として造粒歩
留りが低下した。 これらに対しNo.３〜７は、いずれも本発明条件
を全て満足しており良好な造粒歩留及びフラツク
ス固着強度が得られている。 実施例 ３ 第２表に示す水ガラス（20重量部）と下記第７
表に示す成分組成の原料フラツクス（100重量部）
を用い、常法に従つて混練、乾燥粒度調整を行
い、FCW用フラツクスを得た。尚乾燥温度は300
〜400℃、1hrとした。
【表】
得られた造粒歩留り及び固着強度を第８表に示
す。
す。
本発明以上の様に構成されているので、原料フ
ラツクスに対する固着力を向上させ、もつて移送
中等におけるフラツクスの粉状化や脱落等を防止
することのできる溶接材料用バインダーを提供す
ることができた。
ラツクスに対する固着力を向上させ、もつて移送
中等におけるフラツクスの粉状化や脱落等を防止
することのできる溶接材料用バインダーを提供す
ることができた。
第１図は繰返し使用回数を得るに当つて用いら
れら供試鋼板の開先形状を示す断面説明図であ
る。
れら供試鋼板の開先形状を示す断面説明図であ
る。
Claims (1)
- １ 水ガラス中に硼素を0.1〜20ppm含有するこ
とを特徴とする溶接材料用バインダー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8061085A JPS61238494A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 溶接材料用バインダ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8061085A JPS61238494A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 溶接材料用バインダ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238494A JPS61238494A (ja) | 1986-10-23 |
| JPH0460753B2 true JPH0460753B2 (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=13723095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8061085A Granted JPS61238494A (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 溶接材料用バインダ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61238494A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6013142A (en) * | 1997-05-19 | 2000-01-11 | Henkel Corporation | Composition and process for preventing blistering during heat treating of aluminum alloys |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP8061085A patent/JPS61238494A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61238494A (ja) | 1986-10-23 |
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