JP5669624B2 - 溶接材料用酸化チタン原料及びそれを使用した溶接材料並びに溶接材料用酸化チタン原料の製造方法 - Google Patents
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Description
Na量+K量は0.100質量%以下、かつAl量+Si量は1.30質量%以下の場合に、酸化チタン原料の耐吸湿性が向上し、気孔欠陥が減少する。また、Na量+K量=0.080質量%以下の場合に、更に、気孔欠陥が著しく減少する。
上記表面付着物の量を満足した上で、更に、Fe量=0.2乃至0.9質量%かつS量=0.003乃至0.011質量%を満足することにより、更に、気孔欠陥が著しく減少する。Fe及びSの下限値の規定理由も、上述のNa,K,Al,Siの場合と同様に、酸化チタンの低融点化のためである。
酸化チタン粒子の表面の比表面積を、0.50(m2/g)以下とすることにより、耐吸湿性が向上し、これにより、そのフラックスを使用した溶接ワイヤによる溶接において、気孔欠陥が減少する。また、比表面積が0.30(m2/g)以下であると、更に、耐吸湿性が向上し、気孔欠陥が更に低下する。一方、酸化チタン粒子の表面の凹凸が、小さくなりすぎると、フラックスの流動性が変化し、フラックスの偏析が生じる可能性がある。また、粘土質鉱物を除去しすぎて、その量が少なくなりすぎると、アーク不安定の原因となる。よって、酸化チタン粒子の表面の比表面積は0.01(m2/g)以上とすることが好ましい。従って、酸化チタン粒子の表面の比表面積は0.01乃至0.50(m2/g)とすることが好ましい。
次に、本発明の範囲に入る実施例の効果について、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。下記表1は、入荷した酸化チタン原料を、表面研磨処理した後、各元素の量を分析した結果を示す。そして、この酸化チタン原料の比表面積と、耐吸湿性能も合わせて、表1に示す。
次に、表1の酸化チタン原料を使用して、フラックス入りワイヤを製造した場合の実施例について説明する。下記表3は、使用した酸化チタン原料の種類(表1のNo)及びその配合量と、その他のフラックス成分の組成を示し、得られたFCWを使用して溶接した場合の気孔欠陥の有無とアーク安定性を示す。
次に、表1の酸化チタン原料を使用して被覆アーク溶接棒を製造し、その溶接特性を調べた結果について説明する。下記表7は、表1の酸化チタン原料を使用して被覆アーク溶接棒を製造したときのフラックス組成(酸化チタン原料の配合量は18質量%)と、耐吸湿性能及びアークの拡がり状態を示す。耐吸湿性能は、100℃に1時間加熱することにより、再乾燥し、その後、温度30℃及び湿度80%の雰囲気に5時間放置して吸湿処理し、その後、110℃に1時間加熱する乾燥減量法により吸湿水分量(質量%)を測定した。その結果、Na+K及びAl+Siが本発明の範囲を満たす酸化チタン原料を使用した表7の本発明例B2,B4,B5,B7〜B9のSMAWは、吸湿水分量が少なく(2.4質量%以下)、アークも安定していた。これに対し、比較例のSMAWは、吸湿水分量が多いものであった。
次に、本発明の酸化チタンをサブマージアーク溶接用の造粒フラックスに適用したときの溶接の結果について説明する。再乾燥条件は、250℃に1時間加熱したものである。吸湿条件は、30℃及び80%の条件で、5時間放置したものである。耐吸湿性は、SMAWの場合と異なり、水分量(質量%)を増量法で測定した。その結果を表8に示す。
Claims (8)
- 酸化チタンを含む粒子及び前記粒子表面に付着する粘土質鉱物を有し、原料中に含まれる粘土質鉱物は、Na、K、Al及びSiの各元素の量が、酸化チタン原料の全体に対する割合で、Na+K量が0.001乃至0.100質量%であり、Al+Si量が0.04乃至1.30質量%であることを特徴とする溶接材料用酸化チタン原料。
- 前記粘土質鉱物は、更に、Fe量が0.2乃至0.9質量%、S量が0.003乃至0.011質量%であることを特徴とする請求項1に記載の溶接材料用酸化チタン原料。
- 前記粒子の比表面積が、0.01乃至0.5m2/gであることを特徴とする請求項1又は2に記載の溶接材料用酸化チタン原料。
- 鋼製外皮にフラックスを充填させたフラックス入りワイヤであり、前記フラックスは、前記請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶接材料用酸化チタン原料を含むことを特徴とする溶接材料。
- 鋼製心線にフラックスを被覆した被覆アーク溶接棒であり、前記フラックスは、前記請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶接材料用酸化チタン原料を含むことを特徴とする溶接材料。
- サブマージアーク溶接用のフラックスであり、前記フラックスは、前記請求項1乃至3のいずれか1項に記載の溶接材料用酸化チタン原料を含むことを特徴とする溶接材料。
- 酸化チタン原料となる鉱石の粒子に対し、表面研磨処理して、その粒子表面に付着する粘土質鉱物を除去し、原料中に含まれる粘土質鉱物を構成するNa、K、Al及びSiの各元素の量が、酸化チタン原料の全体に対する割合で、Na+K量が0.001乃至0.100質量%であり、Al+Si量が0.04乃至1.30質量%である酸化チタン原料を得ることを特徴とする溶接材料用酸化チタン原料の製造方法。
- 前記表面研磨処理は、ボールミルを使用した処理、V型混合機を使用した処理、又は超音波洗浄を使用した処理であることを特徴とする請求項7に記載の溶接材料用酸化チタン原料の製造方法。
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