JPH0985488A - サブマージアーク溶接用溶融型フラックス - Google Patents

サブマージアーク溶接用溶融型フラックス

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JPH0985488A
JPH0985488A JP24942895A JP24942895A JPH0985488A JP H0985488 A JPH0985488 A JP H0985488A JP 24942895 A JP24942895 A JP 24942895A JP 24942895 A JP24942895 A JP 24942895A JP H0985488 A JPH0985488 A JP H0985488A
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JP
Japan
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weight
content
slag
welding
weld metal
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Application number
JP24942895A
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English (en)
Inventor
Seiji Saruhashi
清司 猿橋
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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】 【課題】 高速溶接においても溶接作業性が良好である
と共に靱性が優れた溶接金属を得ることができるサブマ
ージアーク溶接用溶融型フラックスを提供する。 【解決手段】 サブマージアーク溶接用溶融型フラック
スは、SiO2:25乃至40重量%、CaO:10乃
至30重量%、CaF2:20乃至40重量%、Mg
O:1乃至10重量%、MnO:1乃至10重量%、A
23:1乃至10重量%、Na2O及び/又はK2O:
総量で0.2乃至5重量%、B23:0.1乃至2重量
%を含有し、SiO2/MgO比を5乃至10、TiO2
を0.5重量%未満、BaOを1重量%未満に規制し、
残部が微量元素及び不可避的不純物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速サブマージアーク
溶接において溶接作業性が良好であると共に、優れた靱
性を有する溶接金属を得るのに好適のサブマージアーク
溶接用溶融型フラックスに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高速溶接においては、アンダ
ーカット及びスラグ巻込み等の溶接欠陥の発生が頻出す
ることに加え、溶接金属中の酸素量が増加するため、靱
性が低下するという難点があった。このような高速溶接
においても、アンダーカット及びスラグ巻込み等の溶接
欠陥が発生することがなく、且つ溶接後の靱性も良好で
ある溶接法が要望されており、この要望に応えるため
に、溶接施工法及びフラックス等の溶接材料の改良が試
みられている。これらのうち、フラックスの改良例とし
ては、特公昭61−180694、特公平1−5379
9及び特開平6−31481等に開示された技術があ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術には、以下に示す問題点がある。即ち、いずれ
の方法においても、溶接速度が3m/min以下の場合
は、溶接作業性が良好であるものの、溶接速度が3m/
minを超える場合には、アンダーカット及びスラグ巻
込みが発生し、また溶接金属中の酸素量が増加するた
め、靱性が低下する。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、溶接速度が3m/minを超えるような高
速溶接においても溶接作業性が良好であると共に靱性が
優れた溶接金属を得ることができるサブマージアーク溶
接用溶融型フラックスを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係るサブマージ
アーク溶接用溶融型フラックスは、SiO2:25乃至
40重量%、CaO:10乃至30重量%、CaF2
20乃至40重量%、MgO:1乃至10重量%、Mn
O:1乃至10重量%、Al23:1乃至10重量%、
Na2O及び/又はK2O:総量で0.2乃至5重量%、
23:0.1乃至2重量%を含有し、SiO2/Mg
O比を5乃至10、TiO2を0.5重量%未満、Ba
Oを1重量%未満に規制し、残部が微量元素及び不可避
的不純物からなることを特徴とする。
【0006】
【作用】本願発明者等は、アンダーカットが発生する原
因を鋭意研究した結果、スラグの粘性を低粘性に制御す
ることにより、アンダーカットを防止できることを見出
した。従来、アンダーカットはアークによって溶融金属
が後退し、開先部に溶融金属が不足するために発生する
と考えられていた。このため、従来技術では溶融スラグ
の粘性を高くすることによって、溶融スラグのアークに
対する抵抗力を高め、アンダーカットを防止することが
試みられてきた。しかし、本願発明者等がアンダーカッ
トの発生機構について実験研究した結果、スラグ粘性が
高い場合は、溶融スラグの抵抗により溶融金属の流動が
抑制されるため、溶融金属が開先部を充足することが阻
害され、これによりアンダーカットが発生しやすいこと
が判明した。即ち、本願発明は、従来技術とは異なり、
スラグ粘性を低減することにより、アンダーカットを抑
制することを特徴とする。また、スラグ粘性を低減する
ことにより、スラグが溶融金属中に捕捉されにくくなる
ため、スラグ巻込みも防止できる。
【0007】また、本願発明者等は、フラックスの主成
分の配合比を適切なものとすることにより、溶融金属中
の酸素量を低減させることによって、溶接後の靱性が良
好となることを見出した。具体的には、SiO2、Ca
O、CaF2及びMnO成分の配合比を適切なものとす
ることにより、溶接金属中の酸素量を低減し、良好な靱
性が得られることを見出した。但し、これら主成分の組
成を、良好な靱性が得られる配合比の範囲内で調整する
だけでは、上述の低いスラグ粘性を得ることは困難であ
る。そこで、本願発明者等が種々実験研究した結果、T
iO2及びBaOの含有量を抑制すると共にSiO2/M
gO(SiO2の重量をMgOの重量で徐した値)を制
御することにより、靱性を良好に保ちつつ、スラグ粘性
を低減できることを究明した。
【0008】以下、本発明におけるフラックスの組成限
定理由について説明する。
【0009】SiO2:25乃至40重量% SiO2は酸性成分であり、溶接金属中の酸素量を調整
し、溶接作業性を向上させるのに有効な成分である。S
iO2の含有量が25重量%未満では、スラグの粘性が
高くなり過ぎ、アンダーカット及びスラグ巻込みが発生
して、溶接作業性が劣化する。一方、SiO2の含有量
が40重量%を超えた場合は、フラックスの塩基度が低
下して溶接金属中の酸素量が増加し、靱性が劣化する。
従って、SiO2の含有量は25乃至40重量%とす
る。
【0010】CaO:10乃至30重量% CaOは塩基性成分であり、溶接金属の酸素量と溶接作
業性とを調整するのに有効な成分である。CaO含有量
が10重量%未満では、塩基度が不足して溶接金属中の
酸素が増加し、靱性が劣化する。一方、CaO含有量が
30重量%を超えると、スラグ剥離性が劣化する。よっ
て、CaO含有量は10乃至30重量%とする。
【0011】CaF2:20乃至40重量% CaF2は塩基性の成分であることに加え、耐吸湿性を
損なう虞れがないので、フラックスの塩基性を高めるの
に好都合な成分である。また、CaF2はスラグの融点
及び流動性を調整するのに有効な成分でもある。更に、
CaF2は溶接冶金反応に際して、CaF2+O→CaO
+F2という反応を起こし、発生したF2ガスによって、
溶融金属を大気からシールドする効果があり、溶接金属
の酸素含有率及び窒素含有率の低減に極めて有効な成分
である。CaF2の含有量が20重量%未満では、上述
の効果が不十分であり、特に溶接金属中の酸素量が増加
して、靱性が不良となる。一方、CaF2の含有量が4
0重量%を超える場合は、スラグ巻込みが著しくなると
共にスラグ剥離性が劣化する。また、ポックマークが発
生しやすくなる。よって、CaF2の含有量は20乃至
40重量%とする。
【0012】MgO:1乃至10重量% MgOは塩基性成分であり、溶接金属の酸素量及びスラ
グの粘性を調整するのに有効な成分である。MgOの含
有量が1重量%未満の場合は、塩基度が不足して溶接金
属の酸素量が増加し、靱性が劣化する。一方、MgOの
含有量が10重量%を超えると、スラグの粘性が高くな
り、アンダーカット及びスラグ巻込みが発生する。よっ
て、MgO含有量は1乃至10重量%とする。
【0013】MnO:1乃至10重量% MnOは、溶接金属中の酸素量及び機械的性能を調整す
るのに有効な成分である。MnOの含有量が1重量%未
満では、Mnの溶接金属中への歩留りが低く、所定の強
度が得られないことに加え、靱性も低くなる。一方、M
nOの含有量が10重量%を超えると、溶接金属中の酸
素量が増加するために、靱性が劣化する。従って、Mn
O含有量は、1乃至10重量%とする。
【0014】Al23:1乃至10重量% Al23は、溶接金属中の酸素量と溶接作業性とを調整
するのに有効な成分である。Al23の含有量が1重量
%未満では、脱酸効果が不十分であり、溶接金属中の酸
素量が低下し、靱性が劣化する。一方、Al23の含有
量が10重量%を超えた場合は、スラグの粘性が高くな
り過ぎて、アンダーカット及びスラグ巻込みが発生す
る。よって、Al23の含有量は、1乃至10重量%と
する。
【0015】TiO2:0.5重量%未満 TiO2は、従来の高速用フラックスでは必須成分であ
ったが、アンダーカット及びスラグ巻込みを防止するた
めに、その含有量を抑制する必要がある。TiO2含有
量が0.5重量%以上の場合は、溶融スラグの粘性が増
加するため、アンダーカット及びスラグ巻込みが発生す
る。よって、TiO2の含有量は0.5重量%未満に規
制する。
【0016】BaO:1重量%未満 TiO2の場合と同様、アンダーカット及びスラグ巻込
みを防止するために、BaOの含有量を制限する必要が
ある。BaO含有量が1重量%以上では、溶融スラグの
粘性が増加するため、前述のアンダーカット及びスラグ
巻込みが発生する。よって、BaOの含有量は、1重量
%未満に規制する。
【0017】Na2O及び/又はK2O:0.2乃至5重
量% Na2O及びK2Oはアーク安定性及びスラグの粘度調整
剤として有効である。Na2OとK2Oとを合計した含有
量が0.2重量%未満では、アーク安定性が不安定とな
り、ビードの凹凸及び蛇行が著しくなる。一方、Na2
O及び/又はK2Oの含有量が5重量%を超えると、耐
吸湿性が劣化し、ピット及びポックマークが発生する。
従って、Na2O及び/又はK2Oの含有量は0.2乃至
5重量%とする。
【0018】なお、Na2O及びK2Oを、夫々、単独で
使用してもよく、また任意の割合で上記範囲に入るよう
に合計して併用することもできる。
【0019】23:0.1乃至2重量%23は溶接熱で還元され、B(ホウ素)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効果
がある。B23の含有量が0.1重量%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
に発揮することができない。一方、B23の含有量が2
重量%を超える場合は、溶接金属のB含有量が多くなり
過ぎるために、高温割れが発生しやすくなる。よって、
23の含有量は0.1乃至2重量%とする。
【0020】SiO2の重量をMgOの重量で徐した値
(SiO2/MgO):5乃至10 SiO2及びMgOは、スラグの低粘性を確保するため
に、組み合わせて使用する必要がある。SiO2/Mg
Oが5乃至10以外では、スラグの粘性が高くなり、ア
ンダーカット及びスラグ巻込みが発生する。従って、S
iO2の重量をMgOの重量で徐した値は5乃至10と
する。
【0021】なお、上述以外の成分のうち、通常のフラ
ックスに添加される微量成分を、本発明におけるサブマ
ージアーク溶接用溶融型フラックスに対して、添加する
ことができる。このような微量成分としては、FeO、
ZrO2及びLi23等がある。但し、このような微量
成分を添加する場合であっても、その含有量の合計は1
重量%未満とする。
【0022】
【実施例】以下、本発明の実施例について、その比較例
と比較して説明する。下記表1に示す化学組成のフラッ
クス(実施例No.1〜20及び比較例No.1〜2
0)を常法に従って調整し、得られたフラックスを使用
してサブマージアーク溶接を試験板に施して、溶接作業
性、溶接金属中の酸素量、衝撃値vE−20℃(−20
℃における衝撃試験で吸収されたエネルギー)及びX線
性能を調べた。
【0023】溶接に使用された母材はAPI規格のX6
0相当材であり、母材の厚さは12mm、長さは150
0mmである。図1は、この母材の開先形状を示す断面
図である。図1に示すように、先端が凸状の板1a及び
1bが突き合わされて、X形状の開先2が形成されてい
る。この開先2の開先角度はいずれも90°である。こ
のような開先2を有する母材に対して、直径が4.0m
mであるJIS YS−S6ワイヤを使用し、溶接入熱
が28kJ/cm、溶接速度が350cm/min及び
フラックス粒度が32×200メッシュという条件で、
4電極両面一層溶接を施した。各実施例及び比較例に対
して、溶接時の作業性が良好であった場合は○、不良で
あった場合は×とした。
【0024】次に、溶接を終えた試験板の中央部から、
JIS Z3212 4号試験片(2mmVサイドノッ
チ)を採取し、この試験片に−20℃の温度で衝撃試験
を実施した。衝撃試験は、3本の試験片を使用して実施
し、得られた衝撃値の平均をとった。また、試験板の全
長に亘ってX線透過試験を実施し、欠陥の有無を調べ
た。得られた溶接作業性、衝撃値及びX線透過試験結果
を下記表1に示す。
【0025】
【表1】
【0026】上記表1に示すように、実施例No.1〜
20においては、いずれも溶接作業性が良好であり、衝
撃値も80乃至98Jと安定して高かった。
【0027】一方、比較例No.1〜20においては、
アンダーカット及びスラグ巻込み等の溶接作業性又は靱
性等の機械性能が劣っていた。比較例No.1、2にお
いては、いずれもSiO2の含有量が本発明にて規定し
た範囲外であるため、比較例No.1ではアンダーカッ
ト及びスラグ巻込みが発生し、一方比較例No.2では
靱性が低かった。比較例No.3では、CaOの含有量
が本発明にて規定した範囲より少ないため、靱性に問題
があり、また比較例No.4では、CaOの含有量が本
発明にて規定した範囲を超えて多いため、スラグ剥離性
が悪かった。比較例No.5、6については、CaF2
の含有量が本発明にて規定した範囲から外れているた
め、比較例No.5では靱性が劣化し、また比較例N
o.6では、スラグ巻込みが発生し、スラグ剥離性も不
良であった。比較例No.7、8では、MgOの含有量
が本発明にて規定した範囲から外れており、またSiO
2/MgOの値が本発明の範囲外となっているため、い
ずれにおいてもアンダーカット及びスラグ巻込みが発生
した。また、比較例No.7については、靱性が劣化し
た。比較例No.9、10では、MnOの含有量が本発
明にて規定した範囲外であるため、いずれも靱性が不良
であった。比較例No.11、12ではAl23の含有
量が、本発明にて規定した範囲を外れているため、比較
例No.11では靱性に問題が生じ、比較例No.12
ではアンダーカット及びスラグ巻込みが発生した。比較
例No.13では、TiO2の含有量が本発明にて規定
した量よりも多いため、アンダーカット及びスラグ巻込
みが発生した。比較例No.14では、BaOの含有量
が本発明にて規定した範囲を超えて大きいため、アンダ
ーカット及びスラグ巻込みが発生した。比較例No.1
5、16では、K2OとNa2Oの総量が本発明にて規定
した範囲外であるために、比較例No.15ではビード
が蛇行し、一方、比較例No.16ではポックマークが
発生した。比較例No.17、18においては、B23
の含有量が本発明にて規定した範囲を外れているため、
比較例No.17では靱性に問題が残り、また比較例N
o.18では、割れが発生した。比較例No.19、2
0では、SiO2/MgOの値が本発明にて規定した範
囲外であったために、いずれにおいてもアンダーカット
及びスラグ巻込みが発生した。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にて規定し
た成分をフラックスに添加することによって、スラグの
粘性を低下させると共に溶接金属中の酸素量を低減させ
ることができるので、溶接作業性及び溶接後の溶接金属
の靱性が良好であるサブマージ溶接用溶融型フラックス
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例にて使用した母材の開先形状を
示す断面図である。
【符号の説明】
1a,1b;板 2;開先

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SiO2:25乃至40重量%、Ca
    O:10乃至30重量%、CaF2:20乃至40重量
    %、MgO:1乃至10重量%、MnO:1乃至10重
    量%、Al23:1乃至10重量%、Na2O及び/又
    はK2O:総量で0.2乃至5重量%、B23:0.1
    乃至2重量%を含有し、SiO2/MgO比を5乃至1
    0、TiO2を0.5重量%未満、BaOを1重量%未
    満に規制し、残部が微量元素及び不可避的不純物からな
    ることを特徴とするサブマージアーク溶接用溶融型フラ
    ックス。
JP24942895A 1995-09-27 1995-09-27 サブマージアーク溶接用溶融型フラックス Pending JPH0985488A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006305604A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接用溶融型フラックス
CN102990251A (zh) * 2011-09-13 2013-03-27 株式会社神户制钢所 电渣堆焊用焊剂
CN103223563A (zh) * 2012-01-27 2013-07-31 株式会社神户制钢所 单面埋弧焊用焊剂

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