JPH07100689A - 下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフラックス - Google Patents

下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフラックス

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Publication number
JPH07100689A
JPH07100689A JP26795293A JP26795293A JPH07100689A JP H07100689 A JPH07100689 A JP H07100689A JP 26795293 A JP26795293 A JP 26795293A JP 26795293 A JP26795293 A JP 26795293A JP H07100689 A JPH07100689 A JP H07100689A
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JP
Japan
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flux
welding
slag
submerged arc
arc welding
Prior art date
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Pending
Application number
JP26795293A
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English (en)
Inventor
Tomoyuki Abe
阿部知之
Seiji Saruhashi
猿橋清司
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に大電流の下向すみ肉溶接において溶接作
業性が良好なサブマージアーク溶接用ボンドフラックス
を提供する。 【構成】 SiO2:25〜40%、MgO:20〜30
%、Al23:16〜26%、CaO:4〜14%、Ti
2:0.5〜5%、CaF2:1〜5%、金属粉:1〜1
0%、CO2(炭酸塩の形で含まれる):3〜8%、Na2
O及び/又はK2O:0.5〜5%を含み、かつ、(TiO
2+Al23)/CaF2:5〜30を満足し、必要に応じ
て更にB23:0.01〜1.0%、を含む組成からなる
ことを特徴とする下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボ
ンドフラックスである。軟鋼、高張力鋼の溶接に適して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はサブマージアーク溶接用
ボンド(焼結型)フラックスに係り、より詳しくは、下向
すみ肉溶接に用いると溶接作業性が良好なボンドフラッ
クスに関するもので、軟鋼或いは高張力鋼の溶接に適し
ている。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】下向き
すみ肉溶接には、焼結型フラックスよりも溶融型フラッ
クスが高速性が良好であるため、溶融型フラックスが主
に用いられている。しかし、高速になるほどビード幅が
でなくなり、形状が悪くなり、かつ割れの可能性も大き
くなるという欠点があった。
【0003】これを改善するため、フラックスを発泡化
させた溶融型フラックスが開発された。しかし、発泡タ
イプフラックスでは大電流で溶接するとビード外観が悪
くなるという問題があった。また、能率の向上のため
に、板厚の厚いところでも大電流1パス施工が望まれて
いるが、従来の発泡タイプフラックスではフラックスの
融点が低いため、作業性が悪くなり易く、電流を下げて
多層溶接しなければならなかった。
【0004】そこで、大電流に適した焼結型フラックス
で、作業性が良好なフラックスの開発が望まれていた。
特開平2−280996号にはそのような課題解決を意
図したボンドフラックスが提示されている。しかし、こ
のフラックスは水平すみ肉溶接用であり、高電流の下向
きすみ肉溶接に適用すると、ビードが不規則になる問題
が生じた。これは、水平すみ肉用に設計されたフラック
スは、等脚性を確保するため或る程度スラグの粘性を高
めており、それを下向きすみ肉に適用した場合、スラグ
の粘性が高すぎ、スラグ量が実質多くなるためにビード
形状が不規則になるという理由によるものと推定され
る。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決し
て、下向すみ肉サブマージアーク溶接で、特に大電流の
下向すみ肉溶接において溶接作業性が良好なサブマージ
アーク溶接用ボンドフラックスを提供することを目的と
している。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述のよう
な問題点に対処すべくボンドフラックスについて種々検
討を重ねた。その結果、特に大電流下向サブマージアー
ク溶接において、優れた溶接作業性と安定した機械的性
能が得られるサブマージアーク溶接用ボンドフラックス
を見い出した。特にTiO2とAl23の合計量とCaF2
量との比率に着目して、下向きすみ肉溶接としての作業
性を改善することを見い出した。また、従来、CaF2
スラグの粘性を下げるという知見があるが、むしろ、C
aF2の添加量を減らし、またAl23の添加量を増す方
向が好ましいことを見い出した。
【0007】すなわち、本発明は、SiO2:25〜40
%、MgO:20〜30%、Al23:16〜26%、C
aO:4〜14%、TiO2:0.5〜5%、CaF2:1〜
5%、金属粉:1〜10%、CO2(炭酸塩の形で含まれ
る):3〜8%、Na2O及び/又はK2O:0.5〜5
%、を含み、かつ、(TiO2+Al23)/CaF2:5〜
30、を満足し、必要に応じて更に B23:0.01〜1.0%、を含む組成からなることを
特徴とする下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフ
ラックスを要旨としている。
【0008】
【作用】本発明における化学成分の限定理由は以下のと
おりである。
【0009】SiO2:25〜40% SiO2は酸性成分であって、スラグの粘性、凝固温度を
調整するのに有効な成分である。しかし、その含有量が
25%未満であると、溶接スラグ粘度が不足し、ビード
の蛇行やアンダーカットの発生原因となる。一方、含有
量が40%を超えるとフラックスの塩基度が低下し、溶
接金属中の酸素量が増加して靭性が劣化する他、スラグ
剥離性が悪化すると共にポックマークも発生し易くな
る。よって、Si2O量は25〜40%とする。
【0010】MgO:20〜30% MgOは塩基性成分であり、溶接金属中〔O〕を低減す
るのに有効な成分であり、粘性調整剤としての作用も有
している。しかし、その含有量が20%未満では溶接金
属中〔O〕の低減効果が少なく、靭性が劣る。またビー
ドが蛇行し易く、アンダーカットが発生する。一方、3
0%を超えるとスラグ焼付きが増すと共にポックマーク
が多発し、またフラックス消費量が増大するので好まし
くない。よって、MgO量は20〜30%とする。
【0011】Al23:16〜26% Al23は中性成分であり、スラグの塩基度を下げない
でスラグの粘性、凝固温度を調整するのに有効な成分で
あり、大電流溶接時の作業性を改善する。しかし、その
含有量が16%未満では十分な効果が得られない。一
方、含有量が26%を超えると溶融スラグの粘性が高く
なりすぎて凸ビードになり易くスラグ剥離性が悪くな
る。よって、Al23量は16〜26%とする。
【0012】CaO:4〜14% CaOは塩基性成分であって、スラグの塩基度、粘性及
び融点を調整するのに有効な成分である。しかし、その
含有量が4%未満であると塩基度が不足して溶接金属中
の酸素量が増加するばかりでなく、スラグの粘性が不足
気味となってビードの蛇行が生じ易くなる。一方、14
%を超えるとスラグ剥離性が悪化すると共にフラックス
自体の耐吸湿性が悪くなり、ポックマークが発生し易く
なる。よって、CaO量は4〜14%とする。
【0013】TiO2:0.5〜5% TiO2は酸性成分であって、スラグの融点及び粘性調整
剤として有効である。更に溶融時に還元されて溶接金属
中にTiとして歩留り、溶接金属の衝撃性能向上に役立
つ。しかし、その含有率が0.5%未満であると溶接金
属中に供給されるTi量が不足し、溶接金属の衝撃性能
が低下する。一方、5%を超えるとスラグが焼付き、ス
ラグ剥離性が急激に劣化する。よって、TiO2量は0.
5〜5%とする。
【0014】CaF2:1〜5% CaF2は大電流溶接時にビード外観を良好に保つために
必要な成分であり、特にビードを平坦に保つ効果があ
る。しかし、その含有量が1%未満では、大電流溶接の
際に凸ビードになると共にスラグの剥離も悪くなる。一
方、含有量が5%を超えると大電流溶接時ビードの蛇行
やアンダーカットが発生する。よって、CaF2量は1〜
5%とする。
【0015】金属粉:1〜10% 金属粉は、脱酸剤、合金元素等としての作用を有する。
しかし、その含有量が1%未満ではその効果が認められ
ない。一方、含有量が10%を超えるとスラグが焼付い
て剥離性が著しく悪くなる。よって、金属粉の含有量は
1〜10%とする。なお、金属粉としては種々の金属粉
が可能であり、例えば、鉄粉、フェロシリコン、フェロ
マンガン、フェロチタン等がある。
【0016】CO2:3〜8% CO2成分は溶接中に発生するCOガスで大気をシール
ドし溶接金属中〔N〕量を低減し、安定化するのに非常
に有効な成分である。COガスを発生させるためには、
フラックス中にCaCO3やBaCO3などの炭酸塩の形で
添加される。しかし、CO2成分の含有量が3%未満で
はその効果が認められない。一方、含有量が8%を超え
るとガス発生量が増えすぎてポックマークが発生し易く
なる。よって、CO2成分(炭酸塩の形で含まれる)の含
有量(CO2換算量で)は3〜8%とする。
【0017】Na2O及び/又はK2O:0.5〜5% Na2O、K2Oはアーク安定剤、スラグの粘性調整剤と
して有効であり、特に高速下向すみ肉溶接においてはア
ーク安定性を確保するために必須の成分であるので、N
a2O及びK2Oの1種又は2種を添加する。しかし、0.
5%未満ではアークの安定性、集中性が悪くなり、ビー
ドが蛇行したり、スラグ巻込みが増加する。一方、5%
を超えるとフラックスの耐吸湿性が悪くなり、ピットや
ポックマークが発生し易い。よって、Na2O及びK2
の1種又は2種の合計量は0.5〜5%とする。
【0018】(TiO2+Al23)/CaF2:5〜30 TiO2、Al23、CaF2は共にスラグの粘性、凝固温
度を調整し、良好なビード外観及びスラグの剥離性が得
られる働きをすること、及びこれらの各成分には各々最
適配合範囲があることは上述の通りである。本発明者は
これらの各成分相互の関連について予備実験で検討した
ところ、(TiO2+Al23)/CaF2の比によっても溶
接作業性が大きく影響を受けるという知見を得た。すな
わち、この比率が5未満ではスラグの流動性が高くなり
すぎてビードが蛇行し、良好なビードが得られない。一
方、比率が30を超えると溶接作業性が悪化し、特にビ
ード形状が凸になると共にスラグ剥離性が悪くなる。よ
って、(TiO2+Al23)/CaF2の比を5〜30の範
囲とする。
【0019】上記の成分規制だけでも良好なビード外観
と靭性を得ることができるが、必要に応じて、B23
加えることにより、更に良好な靭性を得ることができ
る。
【0020】B23:0.01〜1.0% B23は溶接熱で還元され、〔B〕として溶接金属中に
歩留まって溶接金属の衝撃性能を向上させる働きをす
る。しかし、その含有量が0.01%未満では溶接金属
中に歩留まる〔B〕が不足し、衝撃性能向上効果を十分
発揮し得ない。一方、1.0%を超えると溶接金属中の
〔B〕量が多くなりすぎるために高温割れが発生し易く
なる。よって、B23量は0.01〜1.0%とする。
【0021】本発明のフラックスは実質的に上記成分か
らなるが、上記成分以外でも通常フラックスに用いられ
ている成分を微量添加しても良い。このような成分とし
てはMnO、BaO、ZrO、Li2O、FeO等がある。
【0022】次に本発明の実施例を示す。
【実施例】
【0023】常法により表1及び表2に示す成分組成の
ボンドフラックスを調整し、下向すみ肉サブマージアー
ク溶接試験に供した。溶接試験条件は以下の通りであ
る。
【0024】 鋼 板:JIS SM490A(50mmt) ワイヤ:JIS Z3351 YS−S6 開 先:T型すみ肉溶接(図1) 溶接条件(先行極):ワイヤ径…4.8mm 電 流 …1350A 電 圧 …35V 速 度 …40cm/min 溶接条件(先行極):ワイヤ径…6.4mm 電 流 …1100A 電 圧 …47V 速 度 …40cm/min
【0025】溶接作業性(ビード外観、形状、スラグ剥
離、スラグ焼付、ピット、ブローホール等)及び溶接部
の機械的性能を調査した結果を各表に併記する。表より
明らかなように、本発明例は大電流下向すみ肉溶接で優
れた溶接作業性が得られ、靭性も良好である。
【0026】一方、本発明範囲を外れている比較例No.
26〜No.43は溶接作業性に劣っている。すなわち、
まずNo.26及びNo.27はSiO2が適正範囲を外れて
いるため、No.26ではビードが蛇行し良好なビード外
観が得られず、またNo.27ではスラグ剥離性が悪化し
た。
【0027】No.28及びNo.29はMgOが適正範囲
を外れているため、No.28ではアンダーカットが発生
し、No.29ではポックマークが発生し良好なビード外
観が得られなかった。
【0028】No.30及びNo.31はAl23が適正範
囲を外れているため、共にビードが凸になり良好なビー
ド外観が得られなかった。
【0029】No.32及びNo.33はCaOが適正範囲
を外れているため、No.32ではビードが蛇行し、No.
33ではポックマークが発生し良好なビード外観が得ら
れなかった。
【0030】No.34及びNo.35はTiO2が適正範囲
を外れているため、No.34では良好な衝撃値が得られ
ず、No.35ではスラグが焼き付き、スラグ剥離性が悪
化した。
【0031】No.36及びNo.37はCaF2が適正範囲
を外れているため、No.36ではビードが凸になり、更
に(TiO2+Al23)/CaF2が適正範囲を外れている
こともありビードが蛇行し、No.37ではアンダーカッ
トが発生し良好なビード外観が得られなかった。
【0032】No.38及びNo.39は金属粉が適正範囲
を外れているため、No.38では良好な衝撃値が得られ
ず、No.39では(TiO2+Al23)/CaF2が適正範
囲を外れていることもあわせてスラグ剥離が悪化した。
【0033】No.40及びNo.41はCO2が適正範囲
を外れているため、No.40では溶接金属中のN量が増
加し良好な衝撃値が得られず、No.41ではポックマー
クが発生し良好なビード外観が得られなかった。
【0034】No.42及びNo.43はNa2O、K2Oが
適正範囲を外れているため、No.42ではビードが蛇行
し、No.43ではピットが発生し良好なビード外観が得
られなかった。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
特に大電流の高速下向すみ肉溶接において溶接作業性が
良好なサブマージアーク溶接用ボンドフラックスを提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】開先形状を示す図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量%で(以下、同じ)、 SiO2:25〜40%、 MgO:20〜30%、 Al23:16〜26%、 CaO:4〜14%、 TiO2:0.5〜5%、 CaF2:1〜5%、 金属粉:1〜10%、 CO2(炭酸塩の形で含まれる):3〜8%、 Na2O及び/又はK2O:0.5〜5%、 を含み、かつ、 (TiO2+Al23)/CaF2:5〜30、 を満足する組成からなることを特徴とする下向すみ肉サ
    ブマージアーク溶接用ボンドフラックス。
  2. 【請求項2】 更にB23:0.01〜1.0%を含む請
    求項1に記載の下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボン
    ドフラックス。
JP26795293A 1993-09-30 1993-09-30 下向すみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフラックス Pending JPH07100689A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003230983A (ja) * 2002-02-08 2003-08-19 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接用ボンドフラックス
JP2008161902A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接用ボンドフラックス
JP2017039150A (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 日鐵住金溶接工業株式会社 下向きすみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフラックス

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003230983A (ja) * 2002-02-08 2003-08-19 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接用ボンドフラックス
JP2008161902A (ja) * 2006-12-27 2008-07-17 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接用ボンドフラックス
JP2017039150A (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 日鐵住金溶接工業株式会社 下向きすみ肉サブマージアーク溶接用ボンドフラックス

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