JPS5855197A

JPS5855197A - サブマ−ジア−ク溶接用溶融型フラツクス

Info

Publication number: JPS5855197A
Application number: JP56153186A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Komizo; 裕一小溝; Mutsuo Nakanishi; 中西　睦夫
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-09-28
Filing date: 1981-09-28
Publication date: 1983-04-01

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】この発明は、靭性の高い溶接金属を得るためのサブマー
ジアーク溶接用溶融型フラックスに関するものである。

溶接構造物を製作するに際しては、溶加金属と母材とが
溶は合って形成される溶接金属の靭性を劣化させないこ
とが重要な要素の１つとなっていることは周知のとおシ
である。

従：来、溶接金属の高靭化法としては、大きく別けて次
の２つの方法が知られていた。

ａ）　Ｓｉ、　Ｍｎ、　Ｍｏ、　Ｔｉ、　Ｂ等の成分元
素の適当な配合によって溶接金属の組織を微細化し、こ
れによって溶接金属の切欠き靭性を大きく改善する方法
。

ｂ）溶接金属中の酸素含有量を減らすことによって溶接
金属の切欠き靭性を改善する方法。

一般に、溶接金属中の酸素は大部分が酸化物として存在
し、それらが多数存在すれば切欠き靭性を劣化させると
いわれている。そこで、フラックスを高塩基度化するこ
とや、　ＣａＦ２を含有させてアーク雰囲気中の沸素（
Ｆ）ガス分圧を上げることによる低酸素化法が試みられ
ており、溶接金属に特定スト安く溶接金属の靭性を向上
できるということから、前記ｂ）の方法が近年次第に注
目されるようになってきている。そして、溶接金属中の
酸素含有量を減らして靭性の向上をはかる方法の中でも
、フラックス中にＣａＦ、を含有させてＦガス分圧の高
い雰囲気を作シ出す方法が、実施上の手軽さから種々の
検討がなされてきたが、Ｃ’ａＦ、はあまシ多量に添加
すると、再点弧電圧が上昇するためアーク不安定になる
こに−や、水素量の増大を招くことがら、約ｌＯチ（以
下チは重量％とする）程度までしか現実には添加されて
いなかった。このため、現実の低酸素化フラックスでは
約３００ｐｐｍ程度までしか溶接金属中の酸素量を下げ
ることができなかった。

第１図は、溶接金属中の酸素量とフラックス中のＣａｐ
’　２量の関係を示した線図であるが、フラックス中に
ＣａＦ、を添加すると、添加量が増すにつれて溶接金属
中の酸素含有量が低下していることがわかる。しかしな
がら、７ラツクス中のＣａＦ、量と再点弧電圧の関係を
示した線図である第２図からも明らかなように、Ｃ！ａ
Ｆ２の添加量が増大するにつれて再点弧電圧が上昇して
再点弧がしにくくなシ、アーク切れが生じやすくアーク
の安定性が損なわれるようになる。その結果、ビード形
状が乱れて、正常な溶接ピードが得られないこととなる
。

このように、溶接金属中のガス量からみると、ＣａＦ　
２の含有量を増すことが望ましいが、反面上述のような
問題の生ずるのを避けることができなかった。

本発明者は、上述のような観点から、溶接金属中の酸素
量を１００−４００ｐｐｍ、窒素量を１２０ｐｐｍ以下
として、溶接金属の靭性をよシ改善すべく、研究を重ね
た結果、以下（ａ）〜（ｄ）に示す如き知見を得たので
ある。

（ａ）　　フラックス中の８１０２はガラス質の基盤で
おり、再点弧電圧を上昇する成分であるので、Ｓｉｎ。

量を少なくすれば再点弧電圧を下げることができること
。

（ｂ）　　ｓｔｏ、は、５１−０のネットワークを作る
ために、そのネットワークを切ればイオン化しゃすく、
再点弧が容易になるものであるが、それにはＭｇやＣａ
の添加が有効であること。したがって、フラックス中の
（ＭｇＯ＋ＣａＯ）　／　Ｓ　ｉｏ　２の値が高くなれ
ば再点弧が容易となること。

（Ｃ）　　フラックス粒度も溶接金属中のガス量に大き
な影響を与え、粒度の粗い方が、ガスが逃げやすく低酸
素化に有効であること。

（ｄ）　　上記知見事項の（ａ）〜（Ｃ）を組み合わせ
て対策をとることによシ、酸素や窒素ばかシではなく、
溶接金属中の水素量も低減できること。

したがって、この発明線上記知見にもとづいてなされた
もので、サブマージアーク溶接用溶融型フラックスを、
ＳｉＯ，：５〜２５％、　　ＭｎＯ：　０．５〜１５％
、　　Ｃａｂ：　５〜２５　％、　　ＭｇＯ：　５〜２
０％。

Ａｔ、０３：２〜２０％、　　Ｔｉｅ、：　２〜１０％
、Ｂａ、Ｏ：１〜５　ｆｂ、’　ＣａＦ２：　２　ｏ〜
ｅ　ｏ％、必要Ｋ　応シテＢ　２０　ｓ：０．１〜１．
５％、不可避不純物：残シなる成分組成とし、かつ、（
ＣａＯ＋Ｍｇ０）　／　Ｓｉｎ、：　１．５〜３．０の
条件を満たすとともに、ＡＳＴＭ２００メッシユよシ粗
い粒度を有するようにして、高靭性の溶接金属が得られ
るように構成したことを特徴とするものである。

ついで、この発明のサブマージアーク溶接用フラックス
の組成成分量および粒度な上記のとおシに限定した理由
を説明する。

ａ）　　５ｉ０２ＳｉＯ２成分は、・スラグのガラス化に不可欠なもので
あり、その含有量が５％未満ではガラス化の作用に所望
の効果が得られず、一方、２５チを越えて含有させると
再点弧電圧を上げすぎることから、その含有量を５〜２
５チと限定した。

ｂ）　　Ｍｎ０Ｍｎ０成分には、スラグの流動性を向上する作用がある
が、その含有量が０．５％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方、１５％を越えて含有すると溶接金
属の靭性が低下するようになることから、その含有量を
０．５〜１５％と限定した。

ｃ）　　ＣａＯＣａＯ成分に１，８１０２添加によって生ずる５１−０
のネットワークを切って再点弧電圧を下げる作用がある
が、５％未満の添加では前記作用に所望の効果を得るこ
とができず、一方、２５チを越えて含有せしめると溶接
作業性を悪くするように々ることから、その含有量を５
〜２５チと限定した。

ｄ）　　ＭｇＯＭｇＯ成分には、ＣａＯと同様、再点弧電圧を下げる作
用があるが、その含有量が５％未満では前記作用に所望
の効果が得られず、一方、２０％を越えて含有させると
融点高くなって作業性を悪化させることから、その含有
量を５〜２０チと限定した。

ｅ）　　Ａｌ２Ｏ３Ｍ２Ｏ３成分には、溶接作業性を向上するとともにスラ
グのガラス化に寄与する作用があるが、２チ未満の添加
では前記作用に所望の効果が得られず、一方、２０％を
越えて含有させると靭性が劣化するようになることから
、その含有量を２〜２０％と限定した。

ｆ）　　Ｔｉｅ。

Ｔｉｄｙ　成分には、スラグの流動性を調整する作用が
あるが、その含有量が２％未満では前記作用に所望の効
果が得られず、一方、１０％を越えて含有せしめるとス
ラグのガラス化か困難となることから、その含有量を２
〜１０チと限定した。

ｇ）　　ＢａＯＢａＯ成分は、スラグの融点や流動性を調整するのに必
要にものであシ、その含有量が１％未満ではその効果を
得ることができ々いものであるが、５％を越えて含有さ
せると溶接ピードの外観が悪くなることから、その含有
量を１〜５％と限定した。

ｈ）　　ＣａＦ２ＣａＦ２成分は溶接金属中のガス量を下げるのに有効で
ある。そして、溶接金属中の酸素含有量を４００ｐｐｍ
以下として必要な靭性を確保するためには、２０チ以上
含有させることが必要であるが、６０％を越えて含有さ
せるとアークが不安定となり、ビード外観が悪化するよ
うになることから、その含有量を２０〜６０％と限定し
た。

ＣａＦ２は上記範囲内で多い方が良好であるが、特に３
０％以上になると酸素量も約３００ｐｐｍとなシ、さら
に良好な靭性が得られるものである。

ｉ）　　８２０３Ｂ２Ｏ３成分は、溶接金属中にＢとして還元され、この
Ｂが固溶□状態で存在すればオーステナイト粒界に偏析
して粒界エネルギーを下げるので、粒界からの初析フェ
ライトの生成を抑え、均一細粒フェライト組織の現出に
有効である。しかし、そのためには、ＢがＮや０と結び
ついて析出物となることを防げる必要がある。それには
、ＯやＮなるガス量が少ない方が有効でチシ、そのとき
０．１％以上のＢ２Ｏ３を添加することが必要である。

一方、１．５％を越えて含有せしめると溶接金属に割れ
を発生するようになることから、その含有量を０．１〜
１．５チと限定した。

ｊ）（Ｍｇ○＋Ｃａ　Ｏ）　／　８　ｉ　０　ｔ（Ｍｇ
Ｏ−１−ＣａＯ）　／　Ｓｉｎ、の値が１．５未満では
、再点弧電圧が上昇して安定したアークが得られなくな
シ、一方、その値が３．０を越えるとスラグがガラス化
しにくくなって作業性が劣化するようになることから、
その値を１．５〜３．０と限定した。

ｋ）フラックス粒度フラックス粒度がＡＳＴＭ２００メツシュ以下の細かさ
になると、溶接金属中のガス量が急激に増加して、靭性
の劣化を来たすことから、ガスが逃げやすくて低酸素化
の実現が可能となる値であるＡＳＴＭ２００メツシュを
越えた粒度に限定した。

つぎに、この発明を実施例によル比較例を対比しながら
説明する。

実施例まず、Ｃ：　ｏ、ｏ９１．ｓｌ：　０．２９％、　Ｍｎ
　：　１．３２＊、　Ｐ　：０．０１９％、　Ｓ　：０
．ＯＯ’／％、　Ａ１：０．０３５　％。

Ｆｅおよび不可避不純物：残〕、からなる化学成分組成
を有するところの、２５ｆｍ厚の鋼板に、２電極サブマ
ージアーク溶接法によシ溶接を施した。

このとき使用した溶接ワイヤの成分組成を第１表に、溶
接条件を第２表に示す。

上述のような条件で、種々のフラックスを用いて溶接を
行なった後に得られた溶接金属の性能を第　　　１　　
　表第　　　　２　　　表調査した結果を、第３表に示した。

なお、靭性は、ＪＩ８４号シャルピー衝撃試験における
０℃の吸収エネルギーで表わした。

第３表に示された結果を検討すると、比較フラックス１
の場合はフラックス粒度が細かいために溶接金属中の酸
素量が高くなっており、高靭性が得られていないことが
わかる。比較フラックス２の場合はＣａＦ２が少ないた
めに溶接金属中の酸素量がやはり高くなり高靭性が得ら
れていない。比較フラックス３の場合はＭ、０．が含ま
れていないためにスラグがガラス化しにくく、ビード形
状が凸型となっている。また比較７ラツクス４の場合は
、（ＭｎＯ十〇ａＯ）　／　ｓｔＯ，の値が低いためビ
ード外観が悪くなっている。

これに対して、本発明フラックス１〜６の場合には、溶
接速度１非以上の高速溶接を行なっても良好なビード形
状が得られ、しかも溶接金属はいずれも高靭性を示して
いる。

上述のように、この発明の７ラツクスによれば、溶接金
属中の酸素含有量や窒素含有量を十分に低減し、溶接金
属の靭性を十分に向上できるうえに、良好なビード形状
をも簡単に実現できるなど工業上有用な効果がもたらさ
れるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は溶接金属中の酸素量と７ラツクス中のＣａＦ２
量の関係を示す線図、第２図−はフラックス中のＣａＦ
、量と再点弧電圧との関係を示す線図である。出願人　　住友金属工業株式会社代理人　　富　　１）　和　　夫

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ｓｌｏ、：　５〜２５％、ＭｎＯ：　０．５〜１５％。ＣａＯ：５〜２５％、ＭｇＯ：　５〜２０％、ｕ、ｏ、：　２〜２０チ、ＴｉＯ２：　２〜１０チ、ＢａＯ：１〜５％、ＣａＦ、：　２０〜６０　％。不可避不純物：残シ、゛（以上重量％）からなシ、（ＣａＯ＋　ＭｇＯ）　／　Ｓ　１０　ｔ　：　１．５
〜３−０の条件を満たすとともに、ＡＳＴＭ２００メツ
シュよシ粗い粒度を有す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。
（２）　　Ｓｉｎ、：　５〜２５チ、ＭｎＯ：０．５〜１５　％、ＣａＯ：　５〜２５％。ＭｇＯ：　５〜２０ｑ６、Ａｌｔｏｓ”〜２０ｑｂ。Ｔｉｅ、：　２〜１０％。ＢａＯ：　１〜５チ、Ｃａｙ、：　２０〜６０　％、白、Ｏ，：０．１〜１．５％。不可避不純物：残シ。（以上重量％）からなシ、（ＣａＯ’＋ＭｇＯ）　／８ｉ０．　：Ｌ５〜３．０の
条件を満たすとともに、ＡＳＴＭ２００メツシュよシ粗
い粒度を有する仁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。