JPS6061195A - エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス - Google Patents

エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス

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JPS6061195A
JPS6061195A JP14348283A JP14348283A JPS6061195A JP S6061195 A JPS6061195 A JP S6061195A JP 14348283 A JP14348283 A JP 14348283A JP 14348283 A JP14348283 A JP 14348283A JP S6061195 A JPS6061195 A JP S6061195A
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JP
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slag
welding
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治 田中
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竹馬 一紘
Yukinobu Matsushita
松下 行伸
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • 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

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスラグ剥離性の良好な肉盛溶接用フラックスに
関し、詳細には帯状電極を用いるエレクト−スラグ肉盛
溶接、特に高速肉盛溶接に際して剥離性が良好で肉盛金
属との間に焼付きを生じないスラグを与えるフラックス
組成に関するものである。
帯状電極を用いる肉盛溶接は潜弧溶接型とエレクトロス
ラグ溶接型に分類されるが、後者の溶接法で杜母材によ
る希釈が少ない為1層溶接でも設計通〕の肉盛金属が得
られるという利点があシ、又ビードが滑らかに形成され
る為融合不良等の欠陥が少ないという利点もあって、適
用領域が拡大されつつある。しかしエレクトロスラグ溶
接の場合は一般に低速溶接(通常15cm/分程度)を
行なっている為、溶接金属と母材の境界部で水素による
解離割れを起こし易く、又母材のHAZにおける結晶粒
の粗大化が進んで延性劣化や割れ等の問題が露呈しつつ
あシ、適用領域拡大化の一途にあったものがここに来て
頓座を余儀なくされている。そこで溶接速度を例えば3
0cm/分程度(但し肉盛厚さを確保する必要が生じる
為溶接電流も同時に高める)に速めることが提案されて
いる。
しかしこの方策を、例えば石油精製装置や化学反応装置
に使用されているSUS 347系ステンレス鋼のエレ
クトロスラグ肉盛溶接に適用したところ、スラグの剥離
性が非常に悪く、特にビード表面に対するスラグの焼付
きが発生した為、液体浸透探傷検査の実施に難渋すると
いうことが明らかになった。又単に検査実施上の問題だ
けでなく、次バス溶接に先立つスラグ剥離作業に膨大な
労力と時間が必要になシ又剥離不十分部では次パス溶接
に際してスラグの巻込みが発生し溶接欠陥の原因になっ
ていた。
本発明者等はかねてよシ上記の様な状況を憂慮し、先に
特開昭58−20398号記載の7ラツクスを発明し、
前述のSUS 347系を代表とする各種ステンレス鋼
の肉盛溶接に多大の貢献を果した。しかしその後の研究
によると、上記発明の7ラツクスを用いても高速溶接時
にはビードの縁に若干のスラグ焼付現象が残ることが判
明し、尚一層の改良を行なう必要があることを知った。
本発明はこの様な状況下でなされたものであり、スラグ
の剥離性及び耐焼付性を二層改善できる様なフラックス
の提供を目的とするものである。
上記目的を十分満足できる様に達成できた本発明の72
ツクスは、 CaF2 :30〜60% A1.O,:10〜30q6 sio□ ;5〜15% Cab:10%以下 MgF、及び/又はAIF、:合計で3〜2oチMgO
及び/又はBad:合計で2〜15%を含み、且つ (MgFg +AIFs )/s to、 : 0.5
0以上の条件を満足することを要旨とするものであわ、
これによって上記目的はことごとく達成されたがスラグ
の耐焼付性を更に改等する為にSの単体及び/又は化合
物を合計で0.01〜0.1%(S換算)含有させたも
のも本発明の要旨に含まれる。
上記成分のうち、Ca F2 + A I20(1rS
lollCaO及びMgOは前出の特開昭58−203
98号の7ラツクスと共通の成分であシMg F! *
 A I Fs+ B a O及びS(単体又は化合物
)が本発明において特に選択された成分であるが、各成
分毎に夫々含有率を定めているので以下各論的に選択理
由及び組成範囲設定理由を説明する。
スラグの電気伝導性を高める成分であシ、エレクトロス
ラグ溶接を行なう為に必須の成分である。
しかし30チ未満では十分な電気伝導性が得られずエレ
クトロスラグ溶接そのものが実施できなくなる。他方6
0q6を越えるとスラグの流動性が過大になって良好な
ビード形状が得られ難くなる。
ビードの平滑性、ビード止端部の濡れ性や直線性を良好
にする成分であるが、10チ未満ではこの効果が発揮さ
れない。他方30q6を越えるとスラグの電気伝導度を
下げて通電性を妨げるので溶接作業性が劣化する。
5iot:s〜15チ 溶融スラグに適度の粘性を与えることによってビード形
状及びビード外観を良好に整える成分であるが、5チ未
満ではその効果が発揮されない。
他方15チを越えるとスラグの粘性が過剰になってスラ
グ剥離性の悪化を招き、且つスラグの焼付きが激しくな
る。
ビード表面を平滑にする他、スラグの塩基度を高めて溶
接金属の清浄度を高める成分である。これらの作用はそ
の存在量に比例するものであって、下限値を定めなけれ
ばならないものではないが、1チ以上の配合は特に推奨
されるところである。
他方上限については、10チを越えると溶融スラグの流
動性が過大にガつてビード形状及び外観が悪化する。
MgF、及び/又はAIF、:合計で3〜20%これら
両成分はスラグの剥離性及び耐焼付性を改善するという
点で本発明のもっとも特徴的な成分であるが、両者は単
独・併用の如何を問わず上記作用を発揮する。しかし合
算して3q6に満たな込ときは上記作用が不十分であり
、他方20部を越えると溶融スラグの流動性が過大にな
ってビード止端部が不揃いになる等、ビード形状の悪化
を招く。
いずれもスラグ剥離性の向上に寄与する成分であり、単
独使用及び併用の如何を問わず有効な作用を発揮するが
、合算して2%に満たないときは上記作用が不十分であ
る。他方15チを越えるとビードのなじみが劣化し、ス
ラグの巻込み、融合不良、更にはアンダーカット等の欠
陥が発生し易く々る。
本発明は少なくとも上記成分を含み、必要によシ他の成
分、例えばF e O、N a * Oを合金成分等を
含み得るが、他成分の種類や含有量については格別の制
限を受けることがない。しかし特に重要な成分として下
記のSが挙げられる。
S(単体又は化合物として):0.01〜0.196(
S換算) S(単体)及び/又は化合物(FeSやMnS等の硫化
物)を、S換算で0.01%以上配合したフラックスを
用いると、スラグの耐焼付性は更に改善される。即ちS
は強力な表面活性成分であり、溶融金属と溶融スラグの
界面で反応に携わって界面性状を変化させる結果、スラ
グ焼付けの原因となる化合物の形成を妨げ、それによっ
てスラグ剥離を促進し、且つスラグの耐焼付性を向上す
るものと思われる。この様な作用効果は、本発明の様に
弗化物(CaF2.MgFt 、AIF、等)を多く含
む7ラツクスでは特に顕著に発揮され、相開作用に依る
ものと思われる。しかし過剰量含有されたものでは溶接
金属中のS含有量が増大して耐高温割れ性等の性能が劣
化するので、その上限を0.1チと定めた。
以上でフラックス中への配合成分側々について説明した
が、(MgF、+AIFg )/S io□で与えられ
る比もスラグの剥離性や耐焼付性に重大な影響を与える
ので更に説明する。即ちSiO□は前記説明から理解さ
れる様にスラグの剥離性及び耐焼付性に悪影響を与える
ものであシ、との観点からは少ない方が良い。しかしビ
ード形状及びビード外観を良好にするという目的で5〜
15優配合せざるを得々い。ところが810.が共存す
る場合には、MgF、及び/又はAIF、は単に前記範
囲で配合されておれば良いという訳ではなく、S10.
の含有量に対して、その半量以上(含有率計算)を保証
量として配合しなければならず、前記比で与えられる値
が0.5未満になるとスラグの焼付きが発生する。
上記で積極的な配合成分について夫々説明したが、上記
の各効果が安定的に発揮される為には、フラックスに含
有される水素量を150pIn以下にすることが特に推
奨されるので以下補足的に説明する。即ちフラックス中
に含有される水素は、水分(主として結晶水)として吸
蔵されているものであるが、この水分から発生する水素
の一部が溶接時に溶接金属内に侵入して割れ発生の原因
となることは良く知られている。一方フラックス中の水
分の一部は溶接熱によってガス化し、スラグを通して外
部へ飛散するが、一部はスラグ中に捕捉されてスラグを
ポーラス化する。その結果スラグ自身は砕は易いものと
なるが、この様なスラグでは全体が一様に剥離すること
がなく、部分的に細かな焼付きとなってビード表面に残
ることがある。
上記の如きスラグのポーラス化は、フラックス中の水素
量が1501111mを越えると著しくなることを見出
したので、本発明ではフラックス中の水素量を150酵
以下にすることを推奨する。この様な条件は溶融型フラ
ックスでは簡単に満足されるが、焼結型フラックスの場
合は焼結温度を500℃以上にすればisoprm以下
に押えることができる。
尚本発明は溶融型及び焼結型の如何を問わず提供できる
が、後者の場合は、M n HN t + Cr tN
b+Mo等の合金成分を添加することが可能である。
本発明フラックスは上記の如く構成されているので、以
下に示す実施例からも理解できる様に、SUS 347
系で代表されるステンレス鋼のエレクトロスラグ肉盛溶
接において、スラグの剥離性及び耐焼付性が満足できる
程度まで改善され、特にそれが高速溶接の条件下で達成
されることになったので、エレクトロスラグ肉盛溶接の
汎用化に大きく貢献できた。
第1表に示す組成のフラックスを調製し下記の条件で肉
盛溶接を行なったところ、第1表に併記する様な結果が
得られた。
〈溶接条件〉 (1)母材 軟鋼: 50mm’X500mmWX600mm’(2
)使用した帯状電極 サイズ: 0.4mmtX75mmW 成分:0.01%C−0,2%S量−1,84Mn 1
1%N1−21%Cr− 1,1%Nb(残部Fe及び不可避 不純物) (3)エレクトロスラグ溶接条件 DC−RP 1200A−25V−15cm/分及び2100A−2
5V−30cm/分 の両条件でいずれも1層肉盛溶接 NfllはCaFlが少なく、AI、O,が多過ぎる例
であシ、アンダーカット等の欠陥が発生すると共に、ス
ラグ焼付きが見られ、ビード外観・形状も悪かった。
Nn2はCaFgが過剰なものであシビード外観・形状
が悪く、融合不良も認められた。
1Jn3はAl2O,が不足している例で、同じく良好
なビードが得られていない。
Nn4はS10.が少ないもので、その為スラグの剥離
性は満足できたがビード形状が和尚に悪い。
m5はs i o!が多過ぎる例であルビードは曳くな
ったがスラグの焼付きが著しかった。
N[16はCaOの多い例であシ、ビード形状が悪くな
っている。
N[L7はMgF、及びAIF畠が不足している例であ
って、スラグの剥離性が悪く、且つ焼付きがあった。
陽8はMgO及びBaOが共に含まれていない例であシ
、11h7と同様スラグの剥離性及び耐焼付性が劣った
。
N119はMgF2とA I F3の和が過剰であ、リ
ピート形状の悪化を招いている。
Nn1OはMgOが多過ぎるものでビードの形状が悪い
。
N[111は(Mg F2 + A I FB )/ 
S 10tの比が過小であって、スラグの剥離性が悪く
、又焼付けも認められた。
これらに対しNn12〜20は本発明の各条件を満足し
ている実施例であシ、いずれの項目についても満足な結
果が得られている。
出願人 株式会社神戸製鋼所 手続補正書 昭和59年10月 9日 1、事件の表示 昭和58年特許願第143482号 2、発明の名称 エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス3、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 神戸市中央区脇浜町−丁目3番18号 (119)株式会社 神戸製鋼所 代表者 牧 冬 彦 4、代理人〒530 大阪市北区堂島2丁目3番7号 シンコービル 明細書の「特許請求の範囲」及び「発明の詳細な説明」
の各欄 6、補正の内容 (1)「特許請求の範囲」を別紙の通り訂正します。
(2)明細書第14頁第1表中「フラックス組成。
その他」の欄の本発明例No、18.19゜20列に記
載した数値を下記の通り訂正します。
「(誤) (正) 特許請求の範囲 (1)CaF2 : 30〜60%(重量%の意味、以
下同じ) A1203:10〜30% 5i02:5〜15% Cab:10%以下 M g F 2及び/又はAlF3:合計で3〜20% MgO及び/又はBad:合計テ2〜15%を含み、且
つ (MgF 2 +A I F3 ) /S i 02 
:0.50 以」二の条件を満足するものであることを
特徴とするエレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス。
(2) C&F2 : 30〜60% Al2O3:10〜30% 5i02:5〜15% CaO:10%以下 M g F 2及び/又はAlF3:合計で3〜20% MgO及び/又はBad:合計で2〜15%Sの単体及
び/又は化合物:合計で0.O1〜0.1%(S換算) を含み、且つ (MgF2+A I F3 )/S i 02 :0.
50以上の条件を満足するものであることを特徴とする
エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)CaFl :30〜60%(重量%の意味、以下
    同じ) A1.0.:10〜30q6 S10.:5〜15優 Cab:10−以下 MgF、及び/又はAIF、:合計で3〜20チ MgO及び/又はBad:合計で2〜15%を含み、且
    つ (Mg Fg +A I Fm )/S log :0
    150以上の条件を満足するものであることを特徴とす
    るエレクト四スラグ肉盛溶接用フラックス。
  2. (2) Ca Ft : 30〜60 q6AI、O畠
     : 10〜30q6 SiO!:5〜15ジ曜; Cab:10%以下 MgF、及び/又はAIF、:合計で3〜20多 MgO及び/又はBad:合計で2〜15q6Sの単体
    及び/又は化合物:合計で0.01〜0.1(S換算) を含み、且つ (MgFl +A IFm )/810! : 0.5
    0以上の条件を満足するものであることを特徴とするエ
    レクトロス2グ肉盛溶接用フシツクス。
JP14348283A 1983-08-04 1983-08-04 エレクトロスラグ肉盛溶接用フラックス Granted JPS6061195A (ja)

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