JPH0521675B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0521675B2 JPH0521675B2 JP61155655A JP15565586A JPH0521675B2 JP H0521675 B2 JPH0521675 B2 JP H0521675B2 JP 61155655 A JP61155655 A JP 61155655A JP 15565586 A JP15565586 A JP 15565586A JP H0521675 B2 JPH0521675 B2 JP H0521675B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flux
- welding
- mgo
- amount
- slag
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K35/362—Selection of compositions of fluxes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes or wires
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes or wires
- B23K35/0266—Rods, electrodes or wires flux-cored
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K35/3602—Carbonates, basic oxides or hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K35/3605—Fluorides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K35/3607—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- 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
- B23K35/361—Alumina or aluminates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明はサブマージアーク溶接用焼成型フラツ
クスに関し、詳細には高張力鋼、低温用鋼及び耐
熱鋼等の低合金鋼の溶接に使用され、各種溶接用
心線(以下溶接用ワイヤと呼ぶ)との組合せによ
つて低水素高靭性の溶接金属が得られると共に、
良好な溶接作業性が得られる高塩基性のサブマー
ジアーク溶接用焼成型フラツクスに関するもので
ある。 [従来の技術] 近年における溶接構造物大型化傾向は高強度、
極厚鋼板の必要性を一層高めており、また溶接金
属に対する低温靭性の要求は厳しくなつてきてい
る。 従つて前記溶接構造物をサブマージアーク溶接
する場合は、溶接金属に要求される引張強度及び
靭性を確保する為にも十分に成分調整された最善
のワイヤを用いると共に、溶接金属中の酸素量や
拡散性水素量を低減させ且つ安全に溶接施工がで
きる様な溶接用フラツクスが必要となる。 サブマージアーク溶接に用いられるフラツクス
は、その製法に応じて溶融型、焼結型及び焼成型
の3種に大別される。溶融型フラツクスは古くか
ら一般的に使用されてきたものであり、SiO2、
MnO、CaO、MgO、CaF2等を主成分とする原料
を1300℃程度以上に加熱溶融して均一な組成と
し、冷却後粉砕して使用目的に応じて種々の粒度
分布に調整したものである。また焼結型フラツク
スは各種原料粉末を水ガラス等の固着剤で固めて
適当な大きさに造粒した後、800〜1000℃の高温
でフラツクス中の結晶水や揮発成分を除去したも
のである。更に焼成型フラツクスは、原料粉末、
合金剤、脱酸剤及びアーク安定剤等をやはり水ガ
ラスで固めて造粒した後、500℃前後の温度で乾
燥したものである。 これらフラツクスのうち殊に焼成型フラツクス
では、フラツクス成分としてCaCO3やBaCO3等
の炭酸塩を添加することができ、これらの金属炭
酸塩の分解で発生するCO2ガスによつてアーク雰
囲気中の水蒸気分圧を下げ、他のフラツクスを使
用した場合と比較して溶接金属中の拡散水素量を
いたじるしく低減することができるといつた利点
を有する。また焼成型フラツクスには、前述した
様に適当量の合金剤や脱酸剤を添加することがで
き、これらの合金剤や脱酸剤を焼損しにくい状態
にできるので、溶接金属の化学成分の調整と脱酸
作用及び結晶組織の微細化が比較的容易に達成さ
れるという利点をも有する。 [発明が解決しようとする問題点] 上述した様に焼成型フラツクスは他のフラツク
スと比べて各種の利点を有するものの、下記に示
す様な若干の問題点が指摘される。即ちこの種の
焼成型フラツクスでは特公昭56−53476、56−
53477号公報に開示されている様に、塩基度を高
める為に多量のMgOが添加されており、その為
特に開先ルート部近傍でのスラグ剥離性が低下し
たり、ビードが凸状となりやすく、スラグ巻込み
等の溶接欠陥が発生しやすい等の問題があつた。
また特公昭57−31516号公報に開示されている様
に、溶接金属における所定の要求特性を確保する
為には溶接施工条件を厳密に規定する必要があ
り、焼成型フラツクスの適用範囲が限定されてい
るという問題も指摘される。 これらの問題点に加え、従来のフラツクスは特
定成分系ワイヤとの組合わせ時以外は所定の効果
が発揮されないという欠点があり、適用範囲が一
層狭くなるという問題がある。従つて現場施工管
理の点を考慮すると、任意なワイヤに組合わせる
ことができ、且つ各種の鋼板に広く適用できる様
なフラツクスの開発が望まれていることも見逃せ
ない事実である。 本発明の目的は上述した趣旨からして明らかで
あるが、焼成型フラツクス本来の機能を損なうこ
となしに、各種溶接用ワイヤとの組合せによつて
各種低合金鋼の溶接が可能なサブマージアーク溶
接用焼成型フラツクスを提供するものである。 [問題点を解決する為の手段] 上記問題点を解決し得た本発明の構成とは、炭
酸塩:Co2換算で2〜10%(重量%、以下同じ)、
CaF2:12〜24%、Al0O3:8〜20%、MgO:20
〜40%(但し1.5≦MgO/Al2O3≦2.5)、CaO:10
〜30%、SiO2:7〜27%、及びNa2O、K2O、
Li2Oから選ばれる1種又は2種以上:合計で1
〜7%、を夫々含有すると共に、P≦0.03%、S
≦0.05%、及び1000℃で抽出される水分≦0.3%
並びに嵩比重が0.8〜1.3g/cm3である点に要旨を
有するものである。 [作用] 以下本発明フラツクスの成分限定理由を順を追
つて説明する。 炭酸塩:2〜10%(CO2換算) 炭酸塩は溶接熱で分解してCO2ガスを発生し、
アーク雰囲気中の水蒸気分圧を下げて溶接金属中
の拡散性水素量を下げる(以下単に低水素化と言
う)為に必須の成分である。そして炭酸塩は
CaCO3、MgCO3、BaCO3等の各種の形で添加で
きるが、いずれにしてもCO2に換算して2〜10%
の範囲になる様に添加する必要がある。即ち炭酸
塩量がCO2換算で2%未満では低水素化の効果が
認められず、逆に10%を超えるとビード表面にあ
ばた状の荒れ(以下ボツクマークと呼ぶ)が発生
したり、ビードが凸状になる等溶接作業性が著し
く低下する。 使用する炭酸塩としては、後述する様CaO源と
しても作用し、且つスラグの塩基度を高めるのに
も有効なCaCO3を添加するのが最も好ましい。 一方炭酸塩としてMnCO3の形で添加するのは、
分解して発生するMnOがスラグの塩基度を高め
る点で有効であるものの、過剰のMnOによつて
ビード形状を悪化させるので他成分との相関性を
十分に考慮し事情が許せば使用するというのが好
適である。またMgCO3の形で添加する場合は、
MgCO3から発生するMgOと炭酸塩以外の形で添
加されるMgOとの合計がMgOの適正添加量の上
限値を超えない様に考慮する必要があるのは言う
迄もない。結局のところ炭酸塩の添加方法として
は、上記の適正範囲内になる様に、CaCO3を主
成分とし、BaCO3、MgCO3等を補助的成分とし
て添加するのが適切な方法である。 CaF2:12〜24% CaF2の分解によつて発生する弗素ガスはアー
ク雰囲気中の水蒸気分圧を低下させ、炭酸塩の場
合と同様に低水素化に有効である。また比較的多
量のMgO、CaOを含有させた高塩度スラグにお
いては、CaF2添加は溶接金属中の酸素を下げ、
靭性の向上に極めて有効に作用する。これは溶接
中にCaF2が下記反応を起こし、 CaF2+[O]→CaO+2[F] スラグ中の還元反応によつて生じた[O]が
CaF2に捕捉され溶接金属中への移行が抑制され
る為である。 ここでCaF2以外の弗化物としてNaF、
Na3AlF6、MgF等が考えられるが、これらは低
水素化の傾向は認められるものの、いずれも溶接
金属中の酸素量の低下に及ぼす効果や総合的な溶
接作業性等においてCaF2の場合の比べて遥かに
劣る。従つて弗化物としては、CaF2として添加
する必要がある。 尚CaF2量が12%未満では上記効果は認められ
ず、逆に24%を超えるとアークが極めて不安定と
なりビード外観が不良となる他悪臭を発生する様
になる。従つてCaF2量は12〜24%とする必要が
ある。 Al2O3:8〜20% Al2O3スラグ形成剤として作用し、溶接作業性
の改善及び塩基度調整の目的で添加する必要があ
る。 Al2O3の適正添加量は、Al2O3単独の効果のみ
ならず後述するMgOとの相互効果により決定さ
れるべきであるが、いずれにしても8〜20%とす
る必要がある。即ちAl2O3量が8%未満ではMgO
量に関係なく溶接作業性改善の効果は認められ
ず、逆に20%を超えるとスラグの剥離性が低下す
る。 MgO:20〜40% MgOはスラグ塩基度を高める目的で添加する
必要がある。高塩基度の溶融スラグは靭性の向上
に有効な他、溶融池内の溶解水素をスラグ内に吸
収して溶接金属中の低水素化に極めて有効であ
る。 MgO量は溶接作業性を考慮してAl2O3量とのバ
ランスで決定されるべきであるが、いずれにして
も20〜40%とする必要がある。即ちMgO量が20
%未満では上記効果が認められず、逆に40%を超
えるとスラグ剥離性が著しく低下する他、ビード
外観が不均一となり開先への馴染み性も悪くな
り、アンダーカツトやスラグ巻込み等の溶接欠陥
が発生しやすくなる。 MgOはマグネサイトの形で添加されるのが通
常であるが前述の様にMgCO3(炭酸塩)の形でも
添加することができる。この場合にはCO2ガスと
の関係においても、MgCO2の添加量が限定され
るのは前述した趣旨からして明らかである。 その他、MgOはオリビンサンドやベントナイ
ト等の鉱物の形でも添加できるが、MgO量に換
算して上記範囲に限定されるのは言う迄もない。 MgO/Al2O3:1.5〜2.5 溶接金属中の酸素量を低減せしめてその靭性の
向上を計る為には、比較的多量のMgOを添加し
てスラグの塩基度を高める必要があるが、MgO
を多量に添加すると溶接作業性が劣るという問題
が生じるのは前述した通りである。 本発明者らはこの問題を特に解決すべく種々検
討した結果、MgO/Al2O3の割合が溶接作業性に
著しい影響を及ぼすという知見が得られた。そし
て上記知見に基づいて本発明者らが実験で確認し
たところ、MgO/Al2O3の値が1.5〜2.5の範囲内
にあるときは溶接作業性が著しく改善されること
を見い出した。 尚MgO/Al2O3の値が1.5未満ではスラグの塩
基度が低下し、溶接金属中の酸素が上昇して溶接
金属の低温靭性が低下する。一方MgO/Al2O3の
値が2.5を超えると、Al2O3添加の効果が発揮され
なくなり、スラグの剥離性やビード形状が著しく
低下する。 この様にスラグ塩基度を高める目的で比較的多
量のMgOを添加すると共に、そのMgO量に対応
して作業性改善の目的でMgO量に対して一定割
合となる様にAl2O3の添加することが、本発明の
最大の特徴点である。尚いずれにしてもMgO及
びAl2O3は、前記適正範囲量となる様に調整する
必要があるのは勿論である。 CaO:10〜30% CaOはMgOと同様にスラグの塩基度を高め、
溶接金属の低水素化や靭性の向上等に有効に作用
する。そして溶接作業性の点から考慮すると、
MgOを単独で添加するよりも、CaOをも混合添
加しスラグの塩基度を高める方がより効果的であ
る。 CaO量が10%未満では上記効果が期待できず、
逆に30%を超えるとビード外観が不均一となつた
りして溶接作業性が低下する。 CaOは通常CaCO3の形で添加されるが、CaO
の全量をCaCO3の形で添加すると発生するCO2ガ
スが前記適正範囲の上限を超えてしまうので、
CaO源として珪灰石を用いて複合添加するという
考慮を図る必要がある。その他CaO源としては、
ドロマイト等の含CaO鉱物の形でも添加してよい
が、いずれにしてもCaO換算で10〜30%となる様
に添加する必要がある。 SiO2:7〜27% SiO2はスラグの塩基度を低下させる方向に作
用するものの、スラグの溶融点を下げ、ビード外
観を均一にするといつた効果を発揮し、欠陥の発
生しない溶接を行う為に必要不可欠の成分であ
る。 この様な効果を有効に達成する為のSiO2量は
7〜27%である。即ちSiO2量が7%未満では上
記効果が発揮されず、SiO2量が27%を超えると
スラグの塩基度を著しく下げる他、ビード表面に
ガラス状の焼付きを生じ、溶接作業性が著しく損
われる。 SiO2は、CaO源を兼ねる珪灰石によつても添
加されるが、補助的に珪砂や長石等の鉱物の形で
も添加される。またSiO2は造粒剤として添加さ
れる水ガラスからも混入するが、いずれにしても
SiO2量はこれらの値を全て含めて上記の適正範
囲内とする必要がある。 NaO、K2O、Li2Oから選ばれる1種又は2種
以上:合計で1〜7% これらの成分はいずれもアーク安定剤として働
き、スラグの界面張力を低下させてビード外観形
状を整えるのに有効である。 これらの成分の1種又は2種以上の合計量が1
%未満では上記効果が発揮されず、逆に7%を超
えるとビードが凸状となり作業性が低下する。 これらの成分は水ガラスの形で添加されるのが
通常であるが、補助的に長石やカオリン等の鉱物
でも添加することができる。 P≦0.03%、S≦0.05% 上述した様に、本発明においては各成分の範囲
を調整する必要があるが、更にフラツクス中のP
及びSの量を制限する必要がある。即ちフラツク
ス中に存在するP及びSの各元素は、溶接金属中
のP及びSの量を高めるので、靭性の低下や高温
割れ感受性を助長する原因になる。 溶接金属中のP及びS量を考慮する際に、フラ
ツクスと組合わされる溶接用ワイヤ中のP及びS
量を考慮する必要があるのは当然であるが、本発
明では組合わされる溶接用ワイヤを任意に選択し
て広い鋼種に適用可能なフラツクスの実現を目指
したものであり、その為には少なくともフラツク
ス中のP及びS量は厳しく規制する必要がある。 本発明に係るフラツクスはMgO及びCaOを多
量に含む高塩基性フラツクスであり、溶接時の脱
硫反応が期待できるのでSの上限値は比較的緩や
かに0.05%以下と規定した。これに対して脱燐反
応は殆ど期待できないので、Pの上限値はSより
も厳しく規定し、0.03%とした。 尚P、Sはいずれも使用原材料中に不純物とし
て混入するのは避けがたく、従つて上記の適正範
囲量を満足させるには高品質な原材料の選択が必
要である。 1000℃で抽出される水分(以下、1000℃水分と
略称する)≦0.3% 本発明に係るフラツクスは高塩基性であり且つ
多量のCO2ガスを発生させるものであるので、必
然的に溶接金属中の拡散性水素は極めて低い水準
となる。しかしながらHT80やHT100等の高張力
鋼の溶接を考慮すると、水素割れを生じることな
く安全に施工する為には、ガスクロマトグラフイ
法で測定したときの溶接金属中の拡散性水素量
[H]D-GCを少なくとも2ml/100g以下にする必
要がある。 第1図は溶接金属中の拡散性水素量[H]D-GC
とフラツクス中の1000℃水分の平方根との関係を
示すグラフである。尚拡散性水素量[H]D-GCは
WES−1003−1984に準拠して測定された値であ
り、1000℃水分はAWS A5.5に準拠して得られ
た値である。またフラツクスの1000℃水分は350
℃にて1時間の乾燥を行なつた時の値である。 第1図から明らかであるが、溶接金属中の拡散
性水素量[H]D-GCを2ml/100gとするには、フ
ラツクス中の1000℃水分を0.3%以下とする必要
があるのが理解される。 この様に、フラツクス中の1000℃水分を0.3%
以下にする為には、結晶水を含まない原材料を使
用する他必要に応じて生原料を前もつて高温で焼
成し、表面付着水、結晶水、吸湿水分を十分に除
去しておく必要がある。フラツクスの焼成温度と
しては450〜580℃程度が望ましく、この温度範囲
よりも低温では水分が有効に除去できず、高温で
は炭酸塩の分解が生じる。 嵩比重:0.8〜1.3g/cm3 更に本発明に係るフラツクスにおいては、その
嵩比重が0.8〜1.3g/cm3の範囲内にあることが必
要である。 嵩比重が0.8g/cm3未満では粒強度が弱く、繰
返し使用時にフラツクスが微粉となり作業性を著
しく低下させると共に作業環境を悪化させる。一
方嵩比重が1.3g/cm3を超えると開先への馴染み
性が不良となり、且つポツクマークの発生を招き
溶接作業性を著しく低下させる。嵩比重は疎密充
填法によつて測定した値であり、具体的には
JISK6721(塩化ビニル樹脂試験方法)の嵩比重測
定法に準じたものである。 尚上述の如く構成される本発明フラツクスに
は、必要に応じてFe−Mo、Cr、Ni等の合金元
素やFe−Mn、Fe−Si等の脱酸剤を添加すること
ができる。しかしながらこれらの添加は、溶接金
属の偏析や成分変動(溶接条件による)等の原因
ともなるので極力避けるべきであり、その最大量
は合計で10%以下とすべきである。 [実施例] 本発明者らは本発明フラツクスの有用性を調査
する為、各種の実験を行なつた。本発明者らが準
備した各種の溶接用ワイヤ、鋼板(溶接用母材)
及びフラツクスの化学成分を夫々第1〜3表に示
す。尚第1表に示した溶接用ワイヤはその表面に
銅めつきを施したものであり、第3表に示したフ
ラツクスは原材料配合後水ガラスを加えて造粒
し、フラツクスの70%以上が12×65メツシユの範
囲内となる様に粒度調整を行なつたものである。
クスに関し、詳細には高張力鋼、低温用鋼及び耐
熱鋼等の低合金鋼の溶接に使用され、各種溶接用
心線(以下溶接用ワイヤと呼ぶ)との組合せによ
つて低水素高靭性の溶接金属が得られると共に、
良好な溶接作業性が得られる高塩基性のサブマー
ジアーク溶接用焼成型フラツクスに関するもので
ある。 [従来の技術] 近年における溶接構造物大型化傾向は高強度、
極厚鋼板の必要性を一層高めており、また溶接金
属に対する低温靭性の要求は厳しくなつてきてい
る。 従つて前記溶接構造物をサブマージアーク溶接
する場合は、溶接金属に要求される引張強度及び
靭性を確保する為にも十分に成分調整された最善
のワイヤを用いると共に、溶接金属中の酸素量や
拡散性水素量を低減させ且つ安全に溶接施工がで
きる様な溶接用フラツクスが必要となる。 サブマージアーク溶接に用いられるフラツクス
は、その製法に応じて溶融型、焼結型及び焼成型
の3種に大別される。溶融型フラツクスは古くか
ら一般的に使用されてきたものであり、SiO2、
MnO、CaO、MgO、CaF2等を主成分とする原料
を1300℃程度以上に加熱溶融して均一な組成と
し、冷却後粉砕して使用目的に応じて種々の粒度
分布に調整したものである。また焼結型フラツク
スは各種原料粉末を水ガラス等の固着剤で固めて
適当な大きさに造粒した後、800〜1000℃の高温
でフラツクス中の結晶水や揮発成分を除去したも
のである。更に焼成型フラツクスは、原料粉末、
合金剤、脱酸剤及びアーク安定剤等をやはり水ガ
ラスで固めて造粒した後、500℃前後の温度で乾
燥したものである。 これらフラツクスのうち殊に焼成型フラツクス
では、フラツクス成分としてCaCO3やBaCO3等
の炭酸塩を添加することができ、これらの金属炭
酸塩の分解で発生するCO2ガスによつてアーク雰
囲気中の水蒸気分圧を下げ、他のフラツクスを使
用した場合と比較して溶接金属中の拡散水素量を
いたじるしく低減することができるといつた利点
を有する。また焼成型フラツクスには、前述した
様に適当量の合金剤や脱酸剤を添加することがで
き、これらの合金剤や脱酸剤を焼損しにくい状態
にできるので、溶接金属の化学成分の調整と脱酸
作用及び結晶組織の微細化が比較的容易に達成さ
れるという利点をも有する。 [発明が解決しようとする問題点] 上述した様に焼成型フラツクスは他のフラツク
スと比べて各種の利点を有するものの、下記に示
す様な若干の問題点が指摘される。即ちこの種の
焼成型フラツクスでは特公昭56−53476、56−
53477号公報に開示されている様に、塩基度を高
める為に多量のMgOが添加されており、その為
特に開先ルート部近傍でのスラグ剥離性が低下し
たり、ビードが凸状となりやすく、スラグ巻込み
等の溶接欠陥が発生しやすい等の問題があつた。
また特公昭57−31516号公報に開示されている様
に、溶接金属における所定の要求特性を確保する
為には溶接施工条件を厳密に規定する必要があ
り、焼成型フラツクスの適用範囲が限定されてい
るという問題も指摘される。 これらの問題点に加え、従来のフラツクスは特
定成分系ワイヤとの組合わせ時以外は所定の効果
が発揮されないという欠点があり、適用範囲が一
層狭くなるという問題がある。従つて現場施工管
理の点を考慮すると、任意なワイヤに組合わせる
ことができ、且つ各種の鋼板に広く適用できる様
なフラツクスの開発が望まれていることも見逃せ
ない事実である。 本発明の目的は上述した趣旨からして明らかで
あるが、焼成型フラツクス本来の機能を損なうこ
となしに、各種溶接用ワイヤとの組合せによつて
各種低合金鋼の溶接が可能なサブマージアーク溶
接用焼成型フラツクスを提供するものである。 [問題点を解決する為の手段] 上記問題点を解決し得た本発明の構成とは、炭
酸塩:Co2換算で2〜10%(重量%、以下同じ)、
CaF2:12〜24%、Al0O3:8〜20%、MgO:20
〜40%(但し1.5≦MgO/Al2O3≦2.5)、CaO:10
〜30%、SiO2:7〜27%、及びNa2O、K2O、
Li2Oから選ばれる1種又は2種以上:合計で1
〜7%、を夫々含有すると共に、P≦0.03%、S
≦0.05%、及び1000℃で抽出される水分≦0.3%
並びに嵩比重が0.8〜1.3g/cm3である点に要旨を
有するものである。 [作用] 以下本発明フラツクスの成分限定理由を順を追
つて説明する。 炭酸塩:2〜10%(CO2換算) 炭酸塩は溶接熱で分解してCO2ガスを発生し、
アーク雰囲気中の水蒸気分圧を下げて溶接金属中
の拡散性水素量を下げる(以下単に低水素化と言
う)為に必須の成分である。そして炭酸塩は
CaCO3、MgCO3、BaCO3等の各種の形で添加で
きるが、いずれにしてもCO2に換算して2〜10%
の範囲になる様に添加する必要がある。即ち炭酸
塩量がCO2換算で2%未満では低水素化の効果が
認められず、逆に10%を超えるとビード表面にあ
ばた状の荒れ(以下ボツクマークと呼ぶ)が発生
したり、ビードが凸状になる等溶接作業性が著し
く低下する。 使用する炭酸塩としては、後述する様CaO源と
しても作用し、且つスラグの塩基度を高めるのに
も有効なCaCO3を添加するのが最も好ましい。 一方炭酸塩としてMnCO3の形で添加するのは、
分解して発生するMnOがスラグの塩基度を高め
る点で有効であるものの、過剰のMnOによつて
ビード形状を悪化させるので他成分との相関性を
十分に考慮し事情が許せば使用するというのが好
適である。またMgCO3の形で添加する場合は、
MgCO3から発生するMgOと炭酸塩以外の形で添
加されるMgOとの合計がMgOの適正添加量の上
限値を超えない様に考慮する必要があるのは言う
迄もない。結局のところ炭酸塩の添加方法として
は、上記の適正範囲内になる様に、CaCO3を主
成分とし、BaCO3、MgCO3等を補助的成分とし
て添加するのが適切な方法である。 CaF2:12〜24% CaF2の分解によつて発生する弗素ガスはアー
ク雰囲気中の水蒸気分圧を低下させ、炭酸塩の場
合と同様に低水素化に有効である。また比較的多
量のMgO、CaOを含有させた高塩度スラグにお
いては、CaF2添加は溶接金属中の酸素を下げ、
靭性の向上に極めて有効に作用する。これは溶接
中にCaF2が下記反応を起こし、 CaF2+[O]→CaO+2[F] スラグ中の還元反応によつて生じた[O]が
CaF2に捕捉され溶接金属中への移行が抑制され
る為である。 ここでCaF2以外の弗化物としてNaF、
Na3AlF6、MgF等が考えられるが、これらは低
水素化の傾向は認められるものの、いずれも溶接
金属中の酸素量の低下に及ぼす効果や総合的な溶
接作業性等においてCaF2の場合の比べて遥かに
劣る。従つて弗化物としては、CaF2として添加
する必要がある。 尚CaF2量が12%未満では上記効果は認められ
ず、逆に24%を超えるとアークが極めて不安定と
なりビード外観が不良となる他悪臭を発生する様
になる。従つてCaF2量は12〜24%とする必要が
ある。 Al2O3:8〜20% Al2O3スラグ形成剤として作用し、溶接作業性
の改善及び塩基度調整の目的で添加する必要があ
る。 Al2O3の適正添加量は、Al2O3単独の効果のみ
ならず後述するMgOとの相互効果により決定さ
れるべきであるが、いずれにしても8〜20%とす
る必要がある。即ちAl2O3量が8%未満ではMgO
量に関係なく溶接作業性改善の効果は認められ
ず、逆に20%を超えるとスラグの剥離性が低下す
る。 MgO:20〜40% MgOはスラグ塩基度を高める目的で添加する
必要がある。高塩基度の溶融スラグは靭性の向上
に有効な他、溶融池内の溶解水素をスラグ内に吸
収して溶接金属中の低水素化に極めて有効であ
る。 MgO量は溶接作業性を考慮してAl2O3量とのバ
ランスで決定されるべきであるが、いずれにして
も20〜40%とする必要がある。即ちMgO量が20
%未満では上記効果が認められず、逆に40%を超
えるとスラグ剥離性が著しく低下する他、ビード
外観が不均一となり開先への馴染み性も悪くな
り、アンダーカツトやスラグ巻込み等の溶接欠陥
が発生しやすくなる。 MgOはマグネサイトの形で添加されるのが通
常であるが前述の様にMgCO3(炭酸塩)の形でも
添加することができる。この場合にはCO2ガスと
の関係においても、MgCO2の添加量が限定され
るのは前述した趣旨からして明らかである。 その他、MgOはオリビンサンドやベントナイ
ト等の鉱物の形でも添加できるが、MgO量に換
算して上記範囲に限定されるのは言う迄もない。 MgO/Al2O3:1.5〜2.5 溶接金属中の酸素量を低減せしめてその靭性の
向上を計る為には、比較的多量のMgOを添加し
てスラグの塩基度を高める必要があるが、MgO
を多量に添加すると溶接作業性が劣るという問題
が生じるのは前述した通りである。 本発明者らはこの問題を特に解決すべく種々検
討した結果、MgO/Al2O3の割合が溶接作業性に
著しい影響を及ぼすという知見が得られた。そし
て上記知見に基づいて本発明者らが実験で確認し
たところ、MgO/Al2O3の値が1.5〜2.5の範囲内
にあるときは溶接作業性が著しく改善されること
を見い出した。 尚MgO/Al2O3の値が1.5未満ではスラグの塩
基度が低下し、溶接金属中の酸素が上昇して溶接
金属の低温靭性が低下する。一方MgO/Al2O3の
値が2.5を超えると、Al2O3添加の効果が発揮され
なくなり、スラグの剥離性やビード形状が著しく
低下する。 この様にスラグ塩基度を高める目的で比較的多
量のMgOを添加すると共に、そのMgO量に対応
して作業性改善の目的でMgO量に対して一定割
合となる様にAl2O3の添加することが、本発明の
最大の特徴点である。尚いずれにしてもMgO及
びAl2O3は、前記適正範囲量となる様に調整する
必要があるのは勿論である。 CaO:10〜30% CaOはMgOと同様にスラグの塩基度を高め、
溶接金属の低水素化や靭性の向上等に有効に作用
する。そして溶接作業性の点から考慮すると、
MgOを単独で添加するよりも、CaOをも混合添
加しスラグの塩基度を高める方がより効果的であ
る。 CaO量が10%未満では上記効果が期待できず、
逆に30%を超えるとビード外観が不均一となつた
りして溶接作業性が低下する。 CaOは通常CaCO3の形で添加されるが、CaO
の全量をCaCO3の形で添加すると発生するCO2ガ
スが前記適正範囲の上限を超えてしまうので、
CaO源として珪灰石を用いて複合添加するという
考慮を図る必要がある。その他CaO源としては、
ドロマイト等の含CaO鉱物の形でも添加してよい
が、いずれにしてもCaO換算で10〜30%となる様
に添加する必要がある。 SiO2:7〜27% SiO2はスラグの塩基度を低下させる方向に作
用するものの、スラグの溶融点を下げ、ビード外
観を均一にするといつた効果を発揮し、欠陥の発
生しない溶接を行う為に必要不可欠の成分であ
る。 この様な効果を有効に達成する為のSiO2量は
7〜27%である。即ちSiO2量が7%未満では上
記効果が発揮されず、SiO2量が27%を超えると
スラグの塩基度を著しく下げる他、ビード表面に
ガラス状の焼付きを生じ、溶接作業性が著しく損
われる。 SiO2は、CaO源を兼ねる珪灰石によつても添
加されるが、補助的に珪砂や長石等の鉱物の形で
も添加される。またSiO2は造粒剤として添加さ
れる水ガラスからも混入するが、いずれにしても
SiO2量はこれらの値を全て含めて上記の適正範
囲内とする必要がある。 NaO、K2O、Li2Oから選ばれる1種又は2種
以上:合計で1〜7% これらの成分はいずれもアーク安定剤として働
き、スラグの界面張力を低下させてビード外観形
状を整えるのに有効である。 これらの成分の1種又は2種以上の合計量が1
%未満では上記効果が発揮されず、逆に7%を超
えるとビードが凸状となり作業性が低下する。 これらの成分は水ガラスの形で添加されるのが
通常であるが、補助的に長石やカオリン等の鉱物
でも添加することができる。 P≦0.03%、S≦0.05% 上述した様に、本発明においては各成分の範囲
を調整する必要があるが、更にフラツクス中のP
及びSの量を制限する必要がある。即ちフラツク
ス中に存在するP及びSの各元素は、溶接金属中
のP及びSの量を高めるので、靭性の低下や高温
割れ感受性を助長する原因になる。 溶接金属中のP及びS量を考慮する際に、フラ
ツクスと組合わされる溶接用ワイヤ中のP及びS
量を考慮する必要があるのは当然であるが、本発
明では組合わされる溶接用ワイヤを任意に選択し
て広い鋼種に適用可能なフラツクスの実現を目指
したものであり、その為には少なくともフラツク
ス中のP及びS量は厳しく規制する必要がある。 本発明に係るフラツクスはMgO及びCaOを多
量に含む高塩基性フラツクスであり、溶接時の脱
硫反応が期待できるのでSの上限値は比較的緩や
かに0.05%以下と規定した。これに対して脱燐反
応は殆ど期待できないので、Pの上限値はSより
も厳しく規定し、0.03%とした。 尚P、Sはいずれも使用原材料中に不純物とし
て混入するのは避けがたく、従つて上記の適正範
囲量を満足させるには高品質な原材料の選択が必
要である。 1000℃で抽出される水分(以下、1000℃水分と
略称する)≦0.3% 本発明に係るフラツクスは高塩基性であり且つ
多量のCO2ガスを発生させるものであるので、必
然的に溶接金属中の拡散性水素は極めて低い水準
となる。しかしながらHT80やHT100等の高張力
鋼の溶接を考慮すると、水素割れを生じることな
く安全に施工する為には、ガスクロマトグラフイ
法で測定したときの溶接金属中の拡散性水素量
[H]D-GCを少なくとも2ml/100g以下にする必
要がある。 第1図は溶接金属中の拡散性水素量[H]D-GC
とフラツクス中の1000℃水分の平方根との関係を
示すグラフである。尚拡散性水素量[H]D-GCは
WES−1003−1984に準拠して測定された値であ
り、1000℃水分はAWS A5.5に準拠して得られ
た値である。またフラツクスの1000℃水分は350
℃にて1時間の乾燥を行なつた時の値である。 第1図から明らかであるが、溶接金属中の拡散
性水素量[H]D-GCを2ml/100gとするには、フ
ラツクス中の1000℃水分を0.3%以下とする必要
があるのが理解される。 この様に、フラツクス中の1000℃水分を0.3%
以下にする為には、結晶水を含まない原材料を使
用する他必要に応じて生原料を前もつて高温で焼
成し、表面付着水、結晶水、吸湿水分を十分に除
去しておく必要がある。フラツクスの焼成温度と
しては450〜580℃程度が望ましく、この温度範囲
よりも低温では水分が有効に除去できず、高温で
は炭酸塩の分解が生じる。 嵩比重:0.8〜1.3g/cm3 更に本発明に係るフラツクスにおいては、その
嵩比重が0.8〜1.3g/cm3の範囲内にあることが必
要である。 嵩比重が0.8g/cm3未満では粒強度が弱く、繰
返し使用時にフラツクスが微粉となり作業性を著
しく低下させると共に作業環境を悪化させる。一
方嵩比重が1.3g/cm3を超えると開先への馴染み
性が不良となり、且つポツクマークの発生を招き
溶接作業性を著しく低下させる。嵩比重は疎密充
填法によつて測定した値であり、具体的には
JISK6721(塩化ビニル樹脂試験方法)の嵩比重測
定法に準じたものである。 尚上述の如く構成される本発明フラツクスに
は、必要に応じてFe−Mo、Cr、Ni等の合金元
素やFe−Mn、Fe−Si等の脱酸剤を添加すること
ができる。しかしながらこれらの添加は、溶接金
属の偏析や成分変動(溶接条件による)等の原因
ともなるので極力避けるべきであり、その最大量
は合計で10%以下とすべきである。 [実施例] 本発明者らは本発明フラツクスの有用性を調査
する為、各種の実験を行なつた。本発明者らが準
備した各種の溶接用ワイヤ、鋼板(溶接用母材)
及びフラツクスの化学成分を夫々第1〜3表に示
す。尚第1表に示した溶接用ワイヤはその表面に
銅めつきを施したものであり、第3表に示したフ
ラツクスは原材料配合後水ガラスを加えて造粒
し、フラツクスの70%以上が12×65メツシユの範
囲内となる様に粒度調整を行なつたものである。
【表】
【表】
【表】
【表】
** ガスクロマトグラフ法による溶接金属中の拡散
性水素量
性水素量
【表】
【表】
まず本発明者らは溶接用母材として第2表に示
した低合金高張力鋼のHT−100鋼を対象とし、
溶接用ワイヤとして第1表に示したW3を用い、
第3表に示した各種フラツクスNo.F1〜F6(実施
例)、フラツクスNo.F7、F22及びF23(比較例)を
使用して下記の溶接条件で溶接を行ない、その溶
接部における多層溶接割れ試験(U型溶接割れ試
験)を行なつた。このときの試験片の開先形状を
第2図(斜視図)及び第3図(第2図の−線
矢視断面図)に示し、試験結果を下記第4表に示
した。 (溶接条件) 溶接電流:600A 溶接電圧:32V 溶接速度:30cm/分 予熱温度:100℃ バス間温度:150℃ 入熱量:38.4KJ/cm
した低合金高張力鋼のHT−100鋼を対象とし、
溶接用ワイヤとして第1表に示したW3を用い、
第3表に示した各種フラツクスNo.F1〜F6(実施
例)、フラツクスNo.F7、F22及びF23(比較例)を
使用して下記の溶接条件で溶接を行ない、その溶
接部における多層溶接割れ試験(U型溶接割れ試
験)を行なつた。このときの試験片の開先形状を
第2図(斜視図)及び第3図(第2図の−線
矢視断面図)に示し、試験結果を下記第4表に示
した。 (溶接条件) 溶接電流:600A 溶接電圧:32V 溶接速度:30cm/分 予熱温度:100℃ バス間温度:150℃ 入熱量:38.4KJ/cm
【表】
尚上記第4表中、U形溶接割れ試験は
JISZ3157に準じたものであり、溶接後72時間大
気中に放置し、ビードの余盛部をグラインダーで
除去した後割れの検出を行なつた。 上記U形溶接割れ試験の結果によれば、本発明
フラツクスを使用した場合はいずれも水素による
割れは発生せず、又作業性も良好であつた。これ
に対しフラツクスNo.F7、22、23を使用した比較
例の場合は、いずれも水素による割れが発生し
た。これはフラツクスNo.F7のものはCO2が下限値
未満であり、No.F22及びNo.F23のものは1000℃水
分が上限値を超えているので拡散性水素量[H]D
−GCが高くなるからである。またフラツクスNo.F7
を使用した場合には、スラグの剥離性も不良とな
つて作業性も劣つていた。 次に本発明者らは前記第1表〜第3表に示した
各種の溶接用ワイヤ(W1〜W3)、鋼板(母材)
及びフラツクス(F1〜26)を用いて第5表に示
す様に種々の組合せにて溶接を行ない、溶接金属
における−40℃でのシヤルピー衝撃値、溶接作業
性及びX線性能を調べた。その結果を第5表に併
記した。尚溶接条件は前記溶接割れ試験の場合と
同じである。またシヤルピー衝撃値はJIS−Z−
3112に準じる溶着金属衝撃試験によつて求めたも
のであり、このときの開先形状を第4図に、試験
片採取位置を第5図に夫々示した。
JISZ3157に準じたものであり、溶接後72時間大
気中に放置し、ビードの余盛部をグラインダーで
除去した後割れの検出を行なつた。 上記U形溶接割れ試験の結果によれば、本発明
フラツクスを使用した場合はいずれも水素による
割れは発生せず、又作業性も良好であつた。これ
に対しフラツクスNo.F7、22、23を使用した比較
例の場合は、いずれも水素による割れが発生し
た。これはフラツクスNo.F7のものはCO2が下限値
未満であり、No.F22及びNo.F23のものは1000℃水
分が上限値を超えているので拡散性水素量[H]D
−GCが高くなるからである。またフラツクスNo.F7
を使用した場合には、スラグの剥離性も不良とな
つて作業性も劣つていた。 次に本発明者らは前記第1表〜第3表に示した
各種の溶接用ワイヤ(W1〜W3)、鋼板(母材)
及びフラツクス(F1〜26)を用いて第5表に示
す様に種々の組合せにて溶接を行ない、溶接金属
における−40℃でのシヤルピー衝撃値、溶接作業
性及びX線性能を調べた。その結果を第5表に併
記した。尚溶接条件は前記溶接割れ試験の場合と
同じである。またシヤルピー衝撃値はJIS−Z−
3112に準じる溶着金属衝撃試験によつて求めたも
のであり、このときの開先形状を第4図に、試験
片採取位置を第5図に夫々示した。
【表】
第5表の結果を考察すると下記に列挙する如く
である。 フラツクスNo.F8は、CO2が10%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード表面にポツクマークが発生すると共にビー
ド形状が凸状となり溶接作業性が著しく低下
し、且つ融合不良といつた溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F9は、CaF2が12%未満である。
従つてこのフラツクスを用いた場合は、低温靭
性が著しく低下し、且つスラグの剥離性が悪く
なつて作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F10はCaF2が24%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合はアー
クが著しく不安定となり、ビード外観が著しく
劣下し、且つスラグ巻込みといつた溶接欠陥が
生じた。 フラツクスNo.F11はAl2O3が8%未満であり、
又MgO/Al2O3が2.5を超える。従つてフラツ
クスを用いた場合はスラグの剥離性が不良とな
つたり、ビード外観が凸状となつたりして溶接
作業性が著しく低下し、且つ融合不良やスラグ
巻込み等の溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F12はAl2O3が20%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が低下すると共に、スラグの剥離性が不
良となつて溶接作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F13は、MgOが20%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、溶
融金属の低温靭性が著しく低下した。 フラツクスNo.F14は、MgOが40%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ア
ンダーカツトが発生し、ビード外観が不均一と
なつて溶接作業性が著しく低下すると共に、融
合不良やスラグ巻込み等の溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F15は、CaOが10%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が著しく低下した。 フラツクスNo.F16は、CaOが30%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード外観が不均一となつて溶接作業性が著しく
低下すると共に、融合不良といつた溶接欠陥が
発生した。 フラツクスNo.F17はNa2O、K2O、Li2Oの1
種又は2種以上の合計が1%未満であり、且つ
嵩比重が0.8g/cm3未満である。従つてこのフ
ラツクスを用いた場合はアークが不安定とな
り、ビード外観が不均一となり溶接作業性が低
下すると共に、融合不良といつた溶接欠陥が生
じた。またこの場合は、フラツクス強度が極め
て弱くなるので粉化が著しく、この面からも溶
接作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F18は、Na2O、K2O、Li2Oの
1種又は2種以上の合計が7%を超えており、
且つ嵩比重が1.3g/cm3を超えている。従つて
このフラツクスを用いた場合は、馴染み不良、
凸ビード、ポツクマーク等が発生し、溶接作業
性が著しく低下すると共に、融合不良といつた
溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F19は、SiO2が7%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード外観が凸状となり 接作業性が低下すると
ともに、融合不良といつた溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F20は、SiO2が27%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が著しく低下すると共に、スラグの焼付
きが生じ溶接作業性が低下した。 フラツクスNo.F21は、MgO/Al2O3が1.5未満
である。従つてこのフラツクスを用いた場合
は、低温靭性が著しく低下すると共に、ビード
外観が不均一となり溶接作業性が低下した。 フラツクスNo.F24は、嵩比重が1.3g/cm3を超
えている。従つてこのフラツクスを用いた場合
は、馴染み不良やポツクマーク等が発生して溶
接作業性が低下すると共に、融合不良といつた
溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F25及び26はP又はSが夫々
0.03%、0.05%を超えている。従つてこれらの
フラツクスを用いた場合は、靭性低下の傾向が
ある他、高温割れといつた溶接欠陥が生じた。 以上〜で述べた比較例に対し、本発明で規
定する成分範囲を全て満足するフラツクスNo.F1
〜F6(実施例)を用いた場合は、衝撃値、溶接作
業性及びX線性能のいずれにおいても申し分のな
い性能を示した。また第5表におけるフラツクス
No.F6に示される様に、溶接ワイヤW1〜W3のい
ずれと組合せた場合においても所期の効果が安定
して発揮され、組合わされる溶接用ワイヤを選ば
ないものであることが分かつた。 [発明の効果] 以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を
採用することによつて、焼成型フラツクスの本来
の機能を損うことなしに各種溶接用ワイヤとの組
合せによつて各種の低合金鋼の溶接が可能なサブ
マージアーク溶接用焼成型フラツクスが実現でき
た。
である。 フラツクスNo.F8は、CO2が10%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード表面にポツクマークが発生すると共にビー
ド形状が凸状となり溶接作業性が著しく低下
し、且つ融合不良といつた溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F9は、CaF2が12%未満である。
従つてこのフラツクスを用いた場合は、低温靭
性が著しく低下し、且つスラグの剥離性が悪く
なつて作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F10はCaF2が24%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合はアー
クが著しく不安定となり、ビード外観が著しく
劣下し、且つスラグ巻込みといつた溶接欠陥が
生じた。 フラツクスNo.F11はAl2O3が8%未満であり、
又MgO/Al2O3が2.5を超える。従つてフラツ
クスを用いた場合はスラグの剥離性が不良とな
つたり、ビード外観が凸状となつたりして溶接
作業性が著しく低下し、且つ融合不良やスラグ
巻込み等の溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F12はAl2O3が20%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が低下すると共に、スラグの剥離性が不
良となつて溶接作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F13は、MgOが20%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、溶
融金属の低温靭性が著しく低下した。 フラツクスNo.F14は、MgOが40%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ア
ンダーカツトが発生し、ビード外観が不均一と
なつて溶接作業性が著しく低下すると共に、融
合不良やスラグ巻込み等の溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F15は、CaOが10%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が著しく低下した。 フラツクスNo.F16は、CaOが30%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード外観が不均一となつて溶接作業性が著しく
低下すると共に、融合不良といつた溶接欠陥が
発生した。 フラツクスNo.F17はNa2O、K2O、Li2Oの1
種又は2種以上の合計が1%未満であり、且つ
嵩比重が0.8g/cm3未満である。従つてこのフ
ラツクスを用いた場合はアークが不安定とな
り、ビード外観が不均一となり溶接作業性が低
下すると共に、融合不良といつた溶接欠陥が生
じた。またこの場合は、フラツクス強度が極め
て弱くなるので粉化が著しく、この面からも溶
接作業性が著しく低下した。 フラツクスNo.F18は、Na2O、K2O、Li2Oの
1種又は2種以上の合計が7%を超えており、
且つ嵩比重が1.3g/cm3を超えている。従つて
このフラツクスを用いた場合は、馴染み不良、
凸ビード、ポツクマーク等が発生し、溶接作業
性が著しく低下すると共に、融合不良といつた
溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F19は、SiO2が7%未満であ
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、ビ
ード外観が凸状となり 接作業性が低下すると
ともに、融合不良といつた溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F20は、SiO2が27%を超えてい
る。従つてこのフラツクスを用いた場合は、低
温靭性が著しく低下すると共に、スラグの焼付
きが生じ溶接作業性が低下した。 フラツクスNo.F21は、MgO/Al2O3が1.5未満
である。従つてこのフラツクスを用いた場合
は、低温靭性が著しく低下すると共に、ビード
外観が不均一となり溶接作業性が低下した。 フラツクスNo.F24は、嵩比重が1.3g/cm3を超
えている。従つてこのフラツクスを用いた場合
は、馴染み不良やポツクマーク等が発生して溶
接作業性が低下すると共に、融合不良といつた
溶接欠陥が生じた。 フラツクスNo.F25及び26はP又はSが夫々
0.03%、0.05%を超えている。従つてこれらの
フラツクスを用いた場合は、靭性低下の傾向が
ある他、高温割れといつた溶接欠陥が生じた。 以上〜で述べた比較例に対し、本発明で規
定する成分範囲を全て満足するフラツクスNo.F1
〜F6(実施例)を用いた場合は、衝撃値、溶接作
業性及びX線性能のいずれにおいても申し分のな
い性能を示した。また第5表におけるフラツクス
No.F6に示される様に、溶接ワイヤW1〜W3のい
ずれと組合せた場合においても所期の効果が安定
して発揮され、組合わされる溶接用ワイヤを選ば
ないものであることが分かつた。 [発明の効果] 以上述べた如く本発明によれば、既述の構成を
採用することによつて、焼成型フラツクスの本来
の機能を損うことなしに各種溶接用ワイヤとの組
合せによつて各種の低合金鋼の溶接が可能なサブ
マージアーク溶接用焼成型フラツクスが実現でき
た。
第1図は溶接金属中の拡散性水素量[H]D-GC
とフラツクス中の1000℃水分の平方根との関係を
示すグラフ、第2図は多層溶接割れ試験に用いた
試験片の斜視図、第3図は第2図の−線矢視
断面図、第4図は溶着金属衝撃試験における母材
の開先形状を示す模式図、第5図は溶着金属衝撃
試験に用いた試験片の採取位置を示す模式図であ
る。
とフラツクス中の1000℃水分の平方根との関係を
示すグラフ、第2図は多層溶接割れ試験に用いた
試験片の斜視図、第3図は第2図の−線矢視
断面図、第4図は溶着金属衝撃試験における母材
の開先形状を示す模式図、第5図は溶着金属衝撃
試験に用いた試験片の採取位置を示す模式図であ
る。
Claims (1)
- 1 炭酸塩:CO2換算で2〜10%(重量%、以下
同じ)、CaF2:12〜24%、Al2O3:8〜20%、
MgO:20〜40%(但し1.5≦MgO/Al2O3≦2.5)、
CaO:10〜30%、SiO2:7〜27%、及びNa2O、
K2O、Li2Oから選ばれる1種又は2種以上:合
計で1〜7%、を夫々含有すると共に、P≦0.03
%、S≦0.05%、及び1000℃で抽出される水分≦
0.3%並びに嵩比重が0.8〜1.3g/cm3であることを
特徴とするサブマージアーク溶接用焼成型フラツ
クス。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155655A JPS6313694A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス |
| US07/068,277 US4764224A (en) | 1986-07-02 | 1987-07-01 | Baked flux for submerged arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61155655A JPS6313694A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6313694A JPS6313694A (ja) | 1988-01-20 |
| JPH0521675B2 true JPH0521675B2 (ja) | 1993-03-25 |
Family
ID=15610710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61155655A Granted JPS6313694A (ja) | 1986-07-02 | 1986-07-02 | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4764224A (ja) |
| JP (1) | JPS6313694A (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5055655A (en) * | 1989-09-11 | 1991-10-08 | The Lincoln Electric Company | Low hydrogen basic metal cored electrode |
| JPH0635078B2 (ja) * | 1990-10-30 | 1994-05-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 潜弧溶接用ボンドフラックス |
| CA2073109C (en) * | 1991-07-05 | 1997-12-16 | John Gonzalez | Submerged arc flux and method of making same |
| JP3549502B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2004-08-04 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及びその製造方法 |
| JP3796158B2 (ja) * | 2001-10-23 | 2006-07-12 | 日本ウエルディング・ロッド株式会社 | 溶接方法 |
| US7678203B2 (en) * | 2005-03-04 | 2010-03-16 | Lincoln Global, Inc. | Welding flux |
| US7727339B2 (en) | 2005-06-06 | 2010-06-01 | Lincoln Global, Inc. | Submerged arc flux |
| JP4864506B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2012-02-01 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 高張力鋼のサブマージアーク溶接金属 |
| US20080011731A1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Lincoln Global, Inc. | Carbon to weld metal |
| JP4970511B2 (ja) * | 2008-10-10 | 2012-07-11 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | 1.25%Cr−0.5%Mo鋼をサブマージアーク溶接して得られた溶接金属、コークドラムおよびボンドフラックス |
| US9517523B2 (en) * | 2010-04-09 | 2016-12-13 | Illinois Tool Works Inc. | System and method of reducing diffusible hydrogen in weld metal |
| US9764409B2 (en) | 2011-04-04 | 2017-09-19 | Illinois Tool Works Inc. | Systems and methods for using fluorine-containing gas for submerged arc welding |
| JP5726017B2 (ja) * | 2011-08-17 | 2015-05-27 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス及び溶接方法 |
| US9821402B2 (en) | 2012-03-27 | 2017-11-21 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for submerged arc welding |
| JP6104146B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2017-03-29 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス及びその製造方法 |
| US9863729B2 (en) | 2014-03-12 | 2018-01-09 | Sharps Rifle Company, Inc. | Breech bolt having asymmetric lugs |
| US20160096234A1 (en) * | 2014-10-07 | 2016-04-07 | Siemens Energy, Inc. | Laser deposition and repair of reactive metals |
| JP6441100B2 (ja) * | 2015-02-02 | 2018-12-19 | 株式会社神戸製鋼所 | サブマージアーク溶接用フラックス |
| EP3360641A1 (en) * | 2017-02-09 | 2018-08-15 | Oerlikon Schweisstechnik GmbH | Agglomerated welding flux and submerged arc welding process of austenitic stainless steels using said flux |
| JP7179639B2 (ja) * | 2019-02-15 | 2022-11-29 | 日鉄溶接工業株式会社 | 高張力鋼用のサブマージアーク溶接用焼成型フラックス |
| JP7566660B2 (ja) * | 2020-02-27 | 2024-10-15 | 日鉄溶接工業株式会社 | サブマージアーク溶接用ボンドフラックス |
| CN113305403A (zh) * | 2020-02-27 | 2021-08-27 | 日铁溶接工业株式会社 | 埋弧焊用粘结焊剂 |
| EP3995251B1 (en) * | 2020-11-10 | 2024-01-17 | Voestalpine Böhler Welding Belgium s.a. | Method for depositing an overlay material onto a metal surface by means of electroslag strip cladding |
| JP7637710B2 (ja) * | 2023-03-08 | 2025-02-28 | Jfeスチール株式会社 | サブマージアーク溶接方法及び溶接継手の製造方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB963174A (en) * | 1961-07-31 | 1964-07-08 | Foster Wheeler Ltd | Improvements in and relating to welding flux compositions |
| BE795233A (fr) * | 1972-02-09 | 1973-08-09 | Wacker Chemie Gmbh | Poudres pour soudage |
| JPS5246530B2 (ja) * | 1973-11-29 | 1977-11-25 | ||
| JPS5714496A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-25 | Kobe Steel Ltd | Molten type flux for submerged arc welding |
| JPS59191590A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Kobe Steel Ltd | Cr―Mo系低合金鋼の潛弧溶接方法 |
-
1986
- 1986-07-02 JP JP61155655A patent/JPS6313694A/ja active Granted
-
1987
- 1987-07-01 US US07/068,277 patent/US4764224A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4764224A (en) | 1988-08-16 |
| JPS6313694A (ja) | 1988-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0521675B2 (ja) | ||
| US3177340A (en) | Flux-cored electrode and process of welding | |
| EP1698428B1 (en) | Welding flux | |
| KR100769100B1 (ko) | 가스 트랙킹의 발생이 감소되는 용접 비드를 형성하는 코어드 용접봉 및 이러한 용접 비드를 형성하는 방법 | |
| JP3392347B2 (ja) | 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 | |
| KR900009218B1 (ko) | 서브머어지드 아아크 용접 플럭스 | |
| JP7179639B2 (ja) | 高張力鋼用のサブマージアーク溶接用焼成型フラックス | |
| JP3877811B2 (ja) | 9%Ni鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックス | |
| KR100706026B1 (ko) | 고속용접성이 우수한 서브머지드 아크 용접용 소결형플럭스 | |
| JP2017094359A (ja) | 高張力鋼のサブマージアーク溶接用焼成型フラックス | |
| GB2155045A (en) | Flux cored wire electrodes | |
| KR100466205B1 (ko) | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 조성물 | |
| JPH0513040B2 (ja) | ||
| JPS6268695A (ja) | 潜弧溶接用高温焼成フラツクス | |
| JPS6352794A (ja) | サブマ−ジア−ク溶接用焼成型フラツクス | |
| KR100427545B1 (ko) | 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스 | |
| JP3505429B2 (ja) | ガスシールドアーク溶接用フラックス入りワイヤ | |
| JPH06285679A (ja) | 高塩基性溶融型フラックス | |
| KR100466204B1 (ko) | 서브머지드 아크 용접용 플럭스 조성물 | |
| JPH0457438B2 (ja) | ||
| JPH0244636B2 (ja) | ||
| JPS5843197B2 (ja) | テイスイソコウエンキセイセンコヨウセツヨウフラツクス | |
| KR900001676B1 (ko) | 셀프-시일드 아아크용접용 플럭스충전 용접봉 | |
| SU1397306A1 (ru) | Электрод дл сварки чугуна | |
| JPH0214156B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |