JPS5913951B2 - 潜弧溶接用溶融型フラツクス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は潜弧溶接用溶融型フラックスに関し、特に水素
に起因する継手欠陥を未然に防止できる溶融型フラック
スに関するものである。

拡散性水素が継手欠陥（低温割れ、ホックマーク、ヘリ
ンボーン等）の原因になることは、潜弧溶接の場合にも
確認されている。

溶接金属中への水素の混入原因としては、母材や溶接ワ
イヤ中の水素も挙げられるが、最も大きいのはフラック
ス中の水素含有化合物の熱分解によつて生じる水素。で
あると考えられる。この様な水素含有化合物としては、
製造当初から含まれる結晶水や炭化水素系化合物と、保
存時に吸着する水分に大別され、前者については種々の
低減策が講じられているが、後者の吸着水分低減策につ
いては十分な研究がなｊされていない。一方潜弧溶接用
フラックスには焼結型と溶融型があり、両者の水素含有
量及び保存時の水分吸着量はたとえば第１図及び第２図
に示す如くである。

即ち焼結型フラックスは、焼成温度によつても異なるが
フラックス中の水素含有量が多くまた保存； 中の水分
吸着量も多いのに対し、溶融型フラックスは溶融タイプ
であるから製品として形成された段階での水素含有量が
少なく、且つ保存時の水分吸着量も少ない。しかし溶融
型フラックスといえども製造条件等１０によつては相当
量の水素源が含まれているし、仮に製造過程で水素源を
十分に低減したとしても、高温多湿下で保存したり長期
間保存すると表面に相当量の水分が吸着さ札継手欠陥を
引き起こす。

従つて粒子内水素源が少ないという特徴を持つ溶１５融
型フラックスの性能を有効に発揮させるためには、保存
時の水分吸着量を極力少なくする必要がある。尚吸着水
による障害を解消する他の方策として、溶接直前にフラ
ックスを再乾燥したり予熱する方法も考えられるが、か
かる予備処理を強要・ｏ すること自体得策とは言えず
、現に溶接現場でこの様な予備処理を行なつている例は
少ない。本発明者等は前述の様な事情に着目し、溶融型
フラックスの保存時における水分の吸着を極力防止すべ
く研究を進めてきた。その結果、溶融型フ２５ラックス
の比表面積を特定範囲に設定してやれば上記の目的が容
易に達成されることを知り、舷に本発明の完成をみた。
即ち本発明に係る溶融型フラックス構成とは、比表面積
が０．０３〜０．１１ＴｒＩ／ ｇとなる様に調整１０
したところに要旨が存在する。

フラックスの比表面積は、フラックス粒子個々の形状及
びフラックス全体の粒度構成によつて異なるが、粒子個
々についてみると表面の凹凸が少ないほど、また割れ等
が少ないほど比表面積は小■５ さくなる。

一方粒度構成からみると平均粒径が大きいほど比表面積
が小さくなることも明白である。ところで比表面積が小
さくなると大気との接触面積が減少するので、保存時に
おける水分の吸着有効面積も減少すると考えられる。そ
こで本発明者等は、比表面積を小さくしてやれば水分の
吸着を抑制できるのではないかと考え、比表面積と水分
吸着量の開係を確認すべく実験を行なつた。その結果、
比表面積を０．１１イ／９以下に調整してやれば、保存
時の水分の吸着を無視し得る程度に抑制し得ることが判
つた。しかし比表面積を小さくする為にはフラツクス粒
子を粗粒にしなければならず、粗粒になりすぎると散布
フラツクス本来のシールド効果が低下し、継手性能が劣
化すると共にビード形状も悪化する。従つて本発明では
、比表面積の下限を０．０３イ／ｆ！に定めた。尚フラ
ツクスの比表面積を調整する手段は特に限定されず、例
えば溶製温度や冷却速度を調整してフラツクスの強度を
コントロールし、粉砕手段や粉砕率を調整したり、或は
粉砕後の粒度調整によつて調整する方法等を採用できる
。フラツクスの成分組成、溶製条件、粉砕条件等を一定
にした場合には粒度によつて比表面積はほぼ決つてくる
から、粒度を目安にして比表面積を調整することも可能
である。この様に本発明では比表面積を小さくすること
によつて保存時の水分の吸着を可及的に防止できるが、
この効果を有効に発揮させる為には、製造初期の水素含
有率も極力小さくすることが望まれる。

従つてその製造に当つては公知の脱水素処理を行ない、
粒内水素含有量を２０ｐＩｍ程度以下にしておくのがよ
く、それによりフラツクス中から混入する水素による継
手欠陥をほぼ完全に解消できる。本発明は概略以上の様
に構成されており、比表面積を特定範囲に設定すること
によつて、保存時の水素源の吸着を確実に防止し、溶接
時の水素に起因するホックマークやへリンホーン及び溶
接金属の低温割れ等の欠陥を未然に防止し得ることにな
つた。

次に実験例を示す。

尚前記及び後記のフラツクス中の水素含有量、保存時の
水分吸着量及び比表面積は下記の方法で測定した。

〔フラツクス中の水素含有量〕

試料フラツクス中の水素源（Ｈ２Ｏ等）を高温でグラフ
アイトにより還元し、すべてをＨ２にした状態でガスト
ロマトグラフにより定量する。

〔保存時の水分吸着量〕試料フラツクスを２５０℃で乾
燥した後、温度３０℃、湿度８０％の恒温恒湿槽に入れ
、経時的に吸湿・吸着水分による重量増加を測定する。

〔フラツクスの比表面積〕吸着ガスとしてＮ２ガス、非
吸着ガスとしてＨｅガスを使用し、気相吸着法に基づい
て比表面積を算出する。

計算はＢＥＴ式により行なつた。〔拘束割れ試験〕第３
図の要領で母材を組み付け（開先再度：６０度、周囲を
溶接で拘束）、各フラツクスを散布フラツクスとして、
Ｃ−Ｍｎ−ＭＯ系溶接ワイヤ（４ｍ７７！φ）を用い、
６００Ａ−３４Ｖ−３５ＣＴｙ分の溶接条件で潜弧溶接
する（母相の予熱なし、パス間温度１００℃）。

溶接後４８時間放置し、継手からスライス板を加工採取
してカラーチエツクにより割れを判定する。実験例 第１表に示す７種類の溶融型フラツクスで比表面積の異
なるものを１１種類準備し、約８０ｍｍの厚さに散布し
て１週間放置する。

このフラツクスを用い、８ｍｍ厚の鋼板を両面一層潜弧
溶接し、ビード表面の形状及び欠陥の有無を調べた。尚
開先はＩ開先、溶接条件は６００Ａ−３４Ｖ−６０儂／
分、ワイヤはＣ−Ｍｎ（４ｍｍφ）のものを使用した。
また前記の方法で拘束割れ試験を行なつた。結果を第２
表に一括して示す。第２表からも明らかな様に、比表面
積が小さすぎるとビードの形状及び滑らかさが低下する
傾向があり、一方比表面積が大きすぎるとホックマーク
やへリンホーン等の欠陥が生じ易くなるほか、耐割れ性
も低下する。

これに対し比表面積が適正範囲内のフラツクスを使用す
ると欠陥がなく美麗で耐割れ性の優れた継手を確実に得
ることができる。尚第４図は比表面積の異なる数種のフ
ラツクスについて、多湿雰囲気で保存した場合の水分吸
着量を調べた結果を示すグラフであり、比表面積が小さ
い程水分吸着量は少ない。

そして比表面積を０．１１イ／９程度以下にしたものは
、０．０５％以下という微量の水分しか吸着しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な焼結型フラツクスと溶融型フラツクス
の水素含有量を示すグラフ、第２，４図は保存時間と水
分吸着量の関係を示すグブ人３図は拘束割れ試験の為の
母材の組み付け法を示す一部破断見取り図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 比表面積が０．０３〜０．１１ｍ＾２／ｇとなる様
   に調整したことを特徴とする潜弧溶接用溶融型フラック
   ス。