KR102733213B1 - Flux for submerged arc welding, method for submerged arc welding, and method for manufacturing flux for submerged arc welding - Google Patents
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Abstract
시공 조건을 불문하고, 철립이나 포크마크의 발생을 억제하면서, 슬래그 박리성이 우수한 서브머지 아크 용접용 플럭스를 제공한다. 서브머지 아크 용접에 이용하는 플럭스로서, 불화물과, 산화물을 포함하고, 해당 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고, 해당 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 해당 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%, 또한 상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고, 상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계/산화물의 합계)이 0.56 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.Provides a flux for submerged arc welding with excellent slag detachment properties while suppressing the occurrence of iron or fork marks, regardless of construction conditions. A flux used for submerged arc welding, comprising a fluoride and an oxide, wherein the oxides are composed of a high-melting-point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low-melting-point oxide having a melting point of less than 1800°C, and wherein the high-melting-point oxide comprises an oxide containing Ca, and the low-melting-point oxide comprises an oxide containing Mn, wherein the content with respect to the total mass of the flux is such that the Mn equivalent value in MnO is 2 to 8 mass%, and further, the MnO equivalent value, the CaF 2 equivalent value of F, the CaO equivalent value of Ca, and CO 2 satisfy the relationship 1.6≤{CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )}, and the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the oxides (sum of high-melting-point oxides/sum of oxides) is 0.56 or more.
Description
본 발명은, 서브머지 아크 용접에 이용되는 플럭스에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 용접 작업성, 그 중에서도 슬래그 박리성이 우수한 서브머지 아크 용접용 플럭스에 관한 것이다. 또한, 상기 플럭스를 이용한 서브머지 아크 용접 방법 및 상기 플럭스의 제조 방법에도 관한 것이다.The present invention relates to a flux used in submerged arc welding, and more specifically, to a flux for submerged arc welding having excellent welding workability, particularly excellent slag detachment property. In addition, the present invention relates to a submerged arc welding method using the flux and a method for manufacturing the flux.
서브머지 아크 용접이란, 입상(粒狀)의 플럭스를 미리 용접부를 따라 살포하고, 그 플럭스 내에 용접 와이어를 연속적으로 공급하여, 플럭스에 덮인 상태에서, 피용접재와 용접 와이어의 선단 사이에서 아크를 발생시켜 용접을 행하는 방법이다.Submerged arc welding is a welding method in which granular flux is sprayed along the welding area in advance, the welding wire is continuously fed into the flux, and an arc is generated between the welding material and the tip of the welding wire while covered with the flux.
서브머지 아크 용접에 있어서의 용접 작업성의 개선을 목적으로 하여, 다양한 검토가 행해지고 있다.Various studies are being conducted with the aim of improving welding workability in submerged arc welding.
예를 들어, 특허문헌 1 및 2에는, 플럭스를 구성하는 성분의 함유량을 특정 함과 함께, MgO 함유량과, Al2O3, CaF2 환산치 및 TiO2의 총함유량의 비를 특정의 범위로 하는 것에 의해, 용접 전류가 교류식 및 직류식의 어느 것이어도, 용접 작업성이 양호해짐이 개시되어 있다. 더욱이, 특허문헌 1 및 2에는, 용접 금속 중의 확산성 수소량을 저감할 수 있음도 개시되고, 특허문헌 2에서는 플럭스의 흡습량을 저감할 수 있음이 개시되어 있다.For example, Patent Documents 1 and 2 disclose that by specifying the content of components constituting the flux and setting the ratio of the MgO content and the total content of Al 2 O 3 , CaF 2 equivalents and TiO 2 within a specific range, welding workability is improved regardless of whether the welding current is AC or DC. Furthermore, Patent Documents 1 and 2 disclose that the amount of diffusible hydrogen in the weld metal can be reduced, and Patent Document 2 discloses that the moisture absorption amount of the flux can be reduced.
그렇지만, 협(狹)개선 용접 등, 특히 시공 곤란한 용접에 있어서는, 비드가 볼록 형상이 되기 쉬워, 특히 지단부의 슬래그 박리성을 확보하는 것이 곤란했다.However, in welding that is particularly difficult to construct, such as narrow-line improvement welding, the bead tends to have a convex shape, making it difficult to secure slag detachability, especially at the weld joint.
이것에 대해, 본 발명자는 Mn이라는 원소에 주목하여, Mn을 첨가할수록 슬래그 박리성이 향상됨을 발견했다. 한편으로, Mn의 첨가에 의해 철립(鐵粒) 돌기물(이하, 간단히 「철립」이라고 칭한다.)이나 포크마크의 발생이 유발되어, 용접 작업성의 하나인 비드 외관 또는 표면 결함과 같은 점에서 과제가 남는다.Regarding this, the inventor of the present invention focused on the element called Mn and found that the more Mn is added, the more the slag detachability is improved. On the other hand, the addition of Mn causes the occurrence of iron grain protrusions (hereinafter simply referred to as "iron grains") or pock marks, and thus there remains a problem in terms of welding workability, such as bead appearance or surface defects.
본 발명은 상기한 상황에 비추어 이루어진 것이며, 시공 조건을 불문하고, 철립이나 포크마크 등의 표면 결함의 발생을 억제하면서, 슬래그 박리성이 우수한 서브머지 아크 용접용 플럭스를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in light of the above circumstances, and aims to provide a flux for submerged arc welding having excellent slag detachment properties while suppressing the occurrence of surface defects such as iron grains or fork marks regardless of construction conditions.
본 발명의 일 태양에 따른 플럭스는, 서브머지 아크 용접에 이용되고, 불화물과, 산화물을 포함하고, 상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고, 상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%, 또한 상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고, 상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스이다.According to one aspect of the present invention, a flux is used for submerged arc welding, and contains a fluoride and an oxide, wherein the oxide is composed of a high-melting-point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low-melting-point oxide having a melting point of less than 1800°C, and contains an oxide containing Ca as the high-melting-point oxide, and an oxide containing Mn as the low-melting-point oxide, and the content with respect to the total mass of the flux is such that the Mn equivalent value in MnO is 2 to 8 mass%, and further, the MnO equivalent value, the CaF 2 equivalent value of F, the CaO equivalent value of Ca, and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )}, and the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/content of the sum of the oxides) is 0.56 or more. It is a flux for submerged arc welding.
상기 서브머지 아크 용접용 플럭스에 있어서, 상기 고융점 산화물은, MgO 및 TiO2의 적어도 한쪽을 포함하고, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mg의 MgO 환산치가 25질량% 이하, 또한 Ti의 TiO2 환산치가 9질량% 이하이며, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 MgO 환산치 및 상기 TiO2 환산치의 합계의 함유량의 비율{(MgO 환산치+TiO2 환산치)/고융점 산화물의 합계의 함유량}이 0.430 이상이어도 된다.In the above flux for submerged arc welding, the high-melting-point oxide includes at least one of MgO and TiO 2 , and the content with respect to the total mass of the flux may be such that the Mg equivalent value of Mg is 25 mass% or less, and the Ti equivalent value of TiO 2 is 9 mass% or less, and the ratio of the content of the sum of the MgO equivalent value and the TiO 2 equivalent value to the content of the total of the high-melting-point oxides {(MgO equivalent value + TiO 2 equivalent value) / content of the sum of the high-melting-point oxides} may be 0.430 or more.
상기 서브머지 아크 용접용 플럭스에 있어서 더욱이, 플럭스 전체 질량에 대한, 상기 고융점 산화물의 함유량은, 상기 CaO 환산치가 10질량% 이하, Al의 Al2O3 환산치가 25질량% 이하, 또한 상기 MgO 환산치, 상기 TiO2 환산치, 상기 CaO 환산치 및 상기 Al2O3 환산치가, 30≤(MgO 환산치+0.67TiO2 환산치+0.92CaO 환산치+0.74Al2O3 환산치)≤50의 관계를 만족시켜도 된다.Furthermore, in the above-described submerged arc welding flux, the content of the high-melting-point oxide with respect to the total mass of the flux may be such that the CaO conversion value is 10 mass% or less, the Al 2 O 3 conversion value of Al is 25 mass% or less, and further, the MgO conversion value, the TiO 2 conversion value, the CaO conversion value, and the Al 2 O 3 conversion value satisfy the relationship of 30≤(MgO conversion value + 0.67TiO 2 conversion value + 0.92CaO conversion value + 0.74Al 2 O 3 conversion value)≤50.
상기 서브머지 아크 용접용 플럭스에 있어서, 플럭스 전체 질량에 대한, 상기 저융점 산화물의 함유량은, Si의 SiO2 환산치가 20질량% 이하, Fe의 FeO 환산치가 5질량% 이하, B의 B2O3 환산치가 1질량% 이하, 또한 알칼리 금속 원소의 알칼리 금속 산화물 환산치가 5.0질량% 이하여도 된다.In the above flux for submerged arc welding, the content of the low melting point oxide with respect to the total mass of the flux may be such that the SiO 2 conversion value of Si may be 20 mass% or less, the FeO conversion value of Fe may be 5 mass% or less, the B 2 O 3 conversion value of B may be 1 mass% or less, and the alkali metal oxide conversion value of the alkali metal element may be 5.0 mass% or less.
상기 서브머지 아크 용접용 플럭스에 있어서 더욱이, 상기 알칼리 금속 산화물 환산치가, Na2O, K2O 및 Li2O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물로 환산한 값이어도 된다.In addition, in the above flux for submerged arc welding, the alkali metal oxide conversion value may be a value converted into at least one oxide selected from the group consisting of Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O.
상기 서브머지 아크 용접용 플럭스에 있어서, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, 상기 CaF2 환산치가 20질량% 이상, 또한 상기 CO2가 6.0질량% 이하여도 된다.In the above flux for submerged arc welding, the content relative to the total mass of the flux may be 20 mass% or more in terms of the CaF 2 , and may also be 6.0 mass% or less of the CO 2 .
본 발명의 일 태양에 따른 용접 방법은, 플럭스를 이용하여 아크 용접을 행하는 서브머지 아크 용접 방법으로서, 상기 플럭스는, 불화물과, 산화물을 포함하고, 상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고, 상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%, 또한 상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고, 상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인 것을 이용한다.A welding method according to one aspect of the present invention is a submerged arc welding method for performing arc welding using a flux, wherein the flux contains a fluoride and an oxide, and the oxide is composed of a high-melting-point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low-melting-point oxide having a melting point of less than 1800°C, and includes an oxide containing Ca as the high-melting-point oxide, and an oxide containing Mn as the low-melting-point oxide, and the content with respect to the total mass of the flux is such that the Mn equivalent value in MnO is 2 to 8 mass%, and further, the MnO equivalent value, the CaF 2 equivalent value of F, the CaO equivalent value of Ca, and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )}, and the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/sum of the oxides) Use one with a content of 0.56 or higher.
상기 서브머지 아크 용접 방법에 있어서, 피용접재는, 개선이 U 개선 또는 V개선의 가공이 이루어지고, 개선 각도가 10∼60°여도 된다.In the above submerged arc welding method, the material to be welded may be processed to have a U-shaped or V-shaped improvement, and the improvement angle may be 10 to 60°.
본 발명의 일 태양에 따른 플럭스의 제조 방법은, 서브머지 아크 용접에 이용하는 플럭스의 제조 방법으로서, 원료 유래의 조립물(造粒物)을 400∼950℃에서 소성하는 공정을 포함하고, 상기 소성하는 공정 후의 플럭스는, 불화물과, 산화물을 포함하고, 상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고, 상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고, 플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%, 또한 상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고, 상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스의 제조 방법이다.A method for manufacturing a flux according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing a flux used in submerged arc welding, comprising a step of firing a granulated product derived from a raw material at 400 to 950°C, wherein the flux after the firing step contains a fluoride and an oxide, wherein the oxide is composed of a high-melting-point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low-melting-point oxide having a melting point of less than 1800°C, and includes an oxide containing Ca as the high-melting-point oxide, and an oxide containing Mn as the low-melting-point oxide, wherein the content with respect to the total mass of the flux is such that the Mn equivalent value in MnO is 2 to 8 mass%, and further, the MnO equivalent value, the CaF 2 equivalent value of F, the CaO equivalent value of Ca, and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )}, A method for manufacturing a flux for submerged arc welding, wherein the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the above oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/content of the sum of the oxides) is 0.56 or more.
본 발명에 의하면, 철립이나 포크마크의 발생을 억제하면서, 슬래그 박리성이 우수한 서브머지 아크 용접용 플럭스를 제공할 수 있다. 이러한 플럭스를 이용하여 서브머지 아크 용접을 행하는 것에 의해, 시공 조건을 불문하고, 우수한 슬래그 박리성과, 표면 결함이 적은 양호한 비드 외관을 양립시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a flux for submerged arc welding that has excellent slag detachability while suppressing the occurrence of iron spots or fork marks. By performing submerged arc welding using this flux, it is possible to achieve both excellent slag detachability and a good bead appearance with few surface defects regardless of the construction conditions.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(본 실시형태)에 대해, 상세히 설명한다. 한편, 본 발명은, 이하에 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 임의로 변경하여 실시할 수 있다.Hereinafter, a form for implementing the present invention (the present embodiment) will be described in detail. In addition, the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be implemented by arbitrarily changing it within a scope that does not deviate from the gist of the present invention.
<플럭스><Flux>
본 실시형태에 따른 서브머지 아크 용접용 플럭스(이하, 간단히 「플럭스」라고 칭하는 경우가 있다.)는, 불화물과, 산화물을 포함하고, 상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고, 상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함한다.A flux for submerged arc welding according to the present embodiment (hereinafter, sometimes simply referred to as “flux”) contains a fluoride and an oxide, wherein the oxide is composed of a high-melting-point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low-melting-point oxide having a melting point of less than 1800°C, and includes an oxide containing Ca as the high-melting-point oxide and an oxide containing Mn as the low-melting-point oxide.
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은, Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%, 또한 상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시킨다. 또한, 산화물의 합계의 함유량에 대한, 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)은 0.56 이상이다.The content with respect to the total mass of the flux satisfies the relationship that the Mn equivalent value of Mn is 2 to 8 mass% in MnO conversion, and further, the MnO equivalent value, the CaF 2 equivalent value of F, the CaO equivalent value of Ca, and CO 2 1.6≤{CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )}. Furthermore, the ratio of the content of the sum of high-melting-point oxides to the content of the sum of oxides (content of the sum of high-melting-point oxides/content of the sum of oxides) is 0.56 or more.
고융점 산화물로서는, MgO, TiO2, CaO, Al2O3, ZrO2, BaO 등을 들 수 있다.Examples of high-melting point oxides include MgO, TiO 2 , CaO, Al 2 O 3 , ZrO 2 , and BaO.
상기에 더하여, 플럭스는 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물도 포함할 수 있고, 예를 들어, MnO, MnO2, Mn2O3, SiO2, B2O3, FeO, Fe2O3, Fe3O4, 알칼리 금속 산화물 등을 들 수 있다.In addition to the above, the flux may also contain low melting point oxides having a melting point of less than 1800°C, for example, MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , SiO 2 , B 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , alkali metal oxides, etc.
이하, 본 실시형태에 따른 플럭스에 있어서의 각 성분의 함유량에 대해 설명한다. 한편, 본 실시형태에 있어서의 함유량이란, 특별히 설명이 없는 한, 플럭스 전체 질량에 대한 질량%를 의미한다. 또한, 플럭스를 구성하는 각 성분의 일부는, 분석으로 얻어진 각 원소량을, JIS Z 3352:2017 등에 기초하여, 산화물 또는 불화물로 환산한 환산치를 함유량으로 한다. 그 때문에, 플럭스 전체 질량에 대한 각 성분의 함유량의 합계는, 100질량%를 초과하는 경우가 있다.Hereinafter, the content of each component in the flux according to the present embodiment will be described. In addition, the content in the present embodiment means mass% with respect to the total mass of the flux unless otherwise specified. In addition, some of the components constituting the flux have the content converted into oxides or fluorides based on the amount of each element obtained by analysis, based on JIS Z 3352:2017, etc. Therefore, the sum of the content of each component with respect to the total mass of the flux may exceed 100 mass%.
[Mn의 MnO 환산치: 2∼8질량%][MnO equivalent of Mn: 2-8 mass%]
MnO 환산치는, 플럭스의 전Mn량을, MnO로 환산한 값이다. 측정되는 전Mn량에는, MnO2, Mn2O3 등의 MnO 이외의 성분이 포함되는 경우가 있지만, 이들 성분은 거의 마찬가지의 효과를 갖기 때문에, 전Mn의 MnO 환산치가 전술한 범위 내이면 된다.The MnO conversion value is the value converted from the total Mn content of the flux to MnO. The measured total Mn content may include components other than MnO, such as MnO 2 and Mn 2 O 3 , but since these components have almost the same effect, the MnO conversion value of the total Mn should be within the above-mentioned range.
MnO는, 슬래그의 점성 및 응고 온도에 영향을 주어, 슬래그 박리성의 향상에 유효한 필수의 성분이다. MnO, MnO2 및 Mn2O3 등의 산화물의 형태 중에서도, 특히 MnO 또는 MnO2의 형태로 첨가하면, 그 유용성이 발휘된다.MnO is an essential component that affects the viscosity and solidification temperature of slag and is effective in improving slag detachability. Among the oxide forms such as MnO, MnO 2 and Mn 2 O 3 , its usefulness is demonstrated especially when added in the form of MnO or MnO 2 .
이와 같이, MnO의 함유량이 많을수록 슬래그 박리성이 향상된다. 한편, MnO의 함유량을 많게 하면, 철립이나 포크마크가 발생하기 쉬워짐을 알 수 있었다.As such, the higher the MnO content, the better the slag detachability. On the other hand, it was found that when the MnO content increases, iron grains and fork marks are more likely to occur.
철립의 발생 메커니즘은 이하와 같이 생각된다. 우선, 플럭스 중의 철분이 용융 슬래그 중에서 응집하여 큰 금속립이 되어 침강한다. 그 때에 비드 표면이 용융 상태이면 금속립은 그대로 용접 금속이 되지만, 비드 표면이 응고 상태이면 금속립은 비드 표면에 부착하여 철립이 된다.The mechanism of iron formation is thought to be as follows. First, iron in the flux coagulates in the molten slag and settles to form large metal particles. At that time, if the bead surface is in a molten state, the metal particles become weld metal as they are, but if the bead surface is in a solidified state, the metal particles adhere to the bead surface and become iron particles.
즉, 용융 상태에 있는 슬래그 중을 금속립이 침강할 때에, 비드 표면이 용융 상태이면 철립의 발생을 억제할 수 있다. 비드 표면을 용융 상태로 하기 위해서는, 슬래그의 응고 온도를 높게 하는 방법을 들 수 있다.That is, when metal particles settle in the slag in a molten state, the occurrence of iron particles can be suppressed if the bead surface is in a molten state. A method for making the bead surface in a molten state is to raise the solidification temperature of the slag.
이에 대해, MnO의 융점은 1785℃ 정도이며 고융점 산화물은 아니다. 그 때문에, MnO의 함유량을 지나치게 많게 하면, 철립이 발생하기 쉬워지는 것이라고 생각된다.Regarding this, the melting point of MnO is about 1785℃ and it is not a high-melting point oxide. Therefore, it is thought that if the content of MnO is too high, iron grains are likely to form.
한편, 슬래그의 응고 온도를 지나치게 높게 하면, 발생한 기포가 빠져나가기 어려워짐으로써 포크마크가 발생하기 쉬워지는 것이라고 추측된다. 이 외에, 슬래그 중의 수분량이 많은 경우에도, 포크마크는 발생하기 쉽다.On the other hand, it is presumed that if the solidification temperature of the slag is too high, it becomes difficult for the bubbles that are formed to escape, making it easy for fork marks to occur. In addition, fork marks are also likely to occur when the moisture content in the slag is high.
그 외, 흡습성도 포크마크의 발생의 한 요인이 될 수 있는 것이라고 추측되고, MnO는 흡습성이 높으므로, MnO의 함유량을 지나치게 많게 하면, 포크마크가 발생하기 쉬워지는 것이라고 생각된다.In addition, it is thought that hygroscopicity can also be a factor in the occurrence of pokmarks, and since MnO has high hygroscopicity, it is thought that if the content of MnO is excessively high, pokmarks become more likely to occur.
상기 이유에 의해, 본 실시형태에 있어서의 Mn의 MnO 환산치로의 함유량은 2질량% 이상이며, 2.5질량% 이상이 바람직하고, 3질량% 이상이 보다 바람직하다. 또한, MnO 환산치는 8질량% 이하이며, 7.5질량% 이하가 바람직하고, 7질량% 이하가 보다 바람직하다.For the above reasons, the content of Mn in terms of MnO in the present embodiment is 2 mass% or more, preferably 2.5 mass% or more, and more preferably 3 mass% or more. In addition, the content in terms of MnO is 8 mass% or less, preferably 7.5 mass% or less, and more preferably 7 mass% or less.
[F의 CaF2 환산치][F's CaF 2 conversion value]
CaF2 환산치는, 플럭스의 전F량을, CaF2로 환산한 값이다. 측정되는 전F량에는, AlF3이나 MgF2 등의 CaF2 이외의 불화물이 포함되는 경우가 있지만, 형태를 불문하고, 불화물로서 CaF2로 거의 마찬가지의 효과를 갖기 때문에, 전F량의 CaF2 환산치가 전술한 범위 내이면 된다.The CaF 2 conversion value is the total F amount of the flux converted to CaF 2 . The total F amount measured may include fluorides other than CaF 2 , such as AlF 3 or MgF 2 . However, regardless of the form, since they have almost the same effect as CaF 2 as fluorides, the CaF 2 conversion value of the total F amount should be within the above-mentioned range.
불화물은, 포크마크 발생의 억제나 슬래그의 전기 전도성이나 유동성을 높이는 성분이다. 한편, 유동성과 관련되는 작용에 대해서는, 후술하는 CaO와 같이, 그 존재량에 비례하는 것이며, 슬래그의 고온 점성에 영향을 주는 성분의 하나이다.Fluoride is a component that suppresses the occurrence of fork marks and increases the electrical conductivity and fluidity of slag. On the other hand, as for the action related to fluidity, it is proportional to the amount of its existence, like CaO described later, and is one of the components that affects the high-temperature viscosity of slag.
본 실시형태에 있어서의 F의 CaF2 환산치로의 함유량은, 용융 슬래그로부터의 가스의 배출 촉진에 의해, 포크마크의 발생을 억제하는 점에서, 20질량% 이상이 바람직하고, 25질량% 이상이 보다 바람직하고, 27질량% 이상이 더 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 슬래그의 유동성이 지나치게 높아져, 비드 형상이 열화된다. 그 때문에, CaF2 환산치는 35질량% 이하가 바람직하고, 33질량% 이하가 보다 바람직하다.In the present embodiment, the content of F in terms of CaF 2 is preferably 20 mass% or more, more preferably 25 mass% or more, and even more preferably 27 mass% or more, from the viewpoint of promoting the discharge of gas from molten slag and thereby suppressing the occurrence of fork marks. On the other hand, if it is too much, the fluidity of the slag becomes too high, and the bead shape deteriorates. Therefore, the content of CaF 2 in terms of CaF 2 is preferably 35 mass% or less, and more preferably 33 mass% or less.
[Mg의 MgO 환산치][MgO conversion of Mg]
MgO 환산치는, 플럭스의 전Mg량을, MgO로 환산한 값이다.The MgO conversion value is the total amount of Mg in the flux converted to MgO.
MgO는 융점이 2800℃인 고융점 산화물이며, 슬래그 박리성의 향상에 크게 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Mg의 MgO 환산치로의 함유량은 15질량% 이상이 바람직하고, 16질량% 이상이 보다 바람직하고, 17질량% 이상이 더 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 비드 형상이 열화되어, 슬래그 권입, 융합 불량 등이 일어나기 쉽고, 또한 언더컷 등의 결과도 발생하기 쉬워진다. 또한, 슬래그의 응고 온도가 지나치게 높아져 포크마크가 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 그 때문에, MgO 환산치는 25질량% 이하가 바람직하고, 24질량% 이하가 보다 바람직하고, 23질량% 이하가 더 바람직하다.MgO is a high-melting-point oxide with a melting point of 2800°C, and greatly contributes to improving the slag detachability. In order to obtain this effect, the content of Mg in terms of MgO is preferably 15 mass% or more, more preferably 16 mass% or more, and even more preferably 17 mass% or more. On the other hand, if it is too much, the bead shape deteriorates, slag entrapment, poor fusion, etc. easily occur, and undercuts and the like easily occur. In addition, there is a concern that the solidification temperature of the slag becomes too high, making it easy for fork marks to occur. Therefore, the MgO conversion value is preferably 25 mass% or less, more preferably 24 mass% or less, and even more preferably 23 mass% or less.
[Ti의 TiO2 환산치][TiO 2 conversion of Ti]
TiO2 환산치는, 플럭스의 전Ti량을, TiO2로 환산한 값이다.The TiO 2 conversion value is the total Ti content of the flux converted to TiO 2 .
TiO2는 융점이 1870℃인 고융점 산화물이며, 슬래그 박리성의 향상에 유효한 성분임과 함께, 적정량의 첨가에 의해 비드 외관을 양호하게 정돈하는 효과도 갖는다. 또한, TiO2의 일부는, 용접 시의 환원 반응에 의해 Ti가 되어 용접 금속 중에도 첨가되어, 인성의 향상에도 기여한다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Ti의 TiO2 환산치로의 함유량은, 0질량% 초과인 것이 바람직하고, 0.1질량% 이상이 보다 바람직하고, 0.2질량% 이상이 더 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면, 비드 형상이 열화되거나, 슬래그의 응고 온도가 지나치게 높아져 포크마크가 발생하기 쉬워질 우려가 있다. 그 때문에, TiO2 환산치는, 9질량% 이하가 바람직하고, 4질량% 이하가 보다 바람직하고, 3.5질량% 이하가 더 바람직하다.TiO 2 is a high-melting-point oxide with a melting point of 1870°C, and is an effective component for improving slag detachability, and also has the effect of improving the bead appearance by adding an appropriate amount. In addition, some of the TiO 2 becomes Ti by a reduction reaction during welding and is added to the weld metal, which also contributes to improving the toughness. In order to obtain this effect, the content of Ti in terms of TiO 2 is preferably more than 0 mass%, more preferably 0.1 mass% or more, and further preferably 0.2 mass% or more. On the other hand, if it is too much, there is a concern that the bead shape may deteriorate, or the solidification temperature of the slag may become too high, making it easy for pockmarks to occur. Therefore, the TiO 2 conversion value is preferably 9 mass% or less, more preferably 4 mass% or less, and further preferably 3.5 mass% or less.
[Ca의 CaO 환산치][Ca to CaO conversion]
CaO 환산치는, 플럭스의 전Ca량으로부터, 전F량으로부터 환산되는 CaF2 환산치에 포함되는 Ca량을 공제한 Ca량을 CaO로 환산한 값이다.The CaO conversion value is the value converted to CaO by deducting the Ca amount included in the CaF 2 conversion value, which is converted from the total F amount, from the total Ca amount of the flux.
CaO는 융점이 2572℃인 고융점 산화물이며, 슬래그의 염기도를 높여 용접 금속의 청정도를 높여, 슬래그의 유동성에도 영향을 주는 성분이다. 이 작용은, 그 존재량에 비례하는 것이며, Ca의 CaO 환산치로의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.5질량% 이상이 바람직하다. 한편, CaO가 지나치게 많으면 용융 슬래그의 유동성이 과대해져 비드 외관 및 비드 형상이 악화될 우려가 있다. 또한, CaO는 MnO와 마찬가지로 흡습성이 높으므로, CaO 함유량이 지나치게 많으면, 포크마크가 발생하기 쉬워질 우려도 있다. 그 때문에, CaO 환산치는, 10질량% 이하가 바람직하고, 9.5질량% 이하가 보다 바람직하고, 9질량% 이하가 더 바람직하다.CaO is a high-melting-point oxide with a melting point of 2572℃, and it is a component that increases the basicity of slag, thereby increasing the cleanliness of the weld metal, and also affects the fluidity of the slag. This effect is proportional to its presence, and the lower limit of the content of Ca in terms of CaO is not particularly limited, but, for example, 0.5 mass% or more is preferable. On the other hand, if CaO is too much, the fluidity of the molten slag may become excessive, which may deteriorate the appearance and shape of the bead. In addition, since CaO, like MnO, has high hygroscopicity, if the CaO content is too much, there is also a concern that pockmarks may easily occur. Therefore, the CaO conversion value is preferably 10 mass% or less, more preferably 9.5 mass% or less, and even more preferably 9 mass% or less.
[Al의 Al2O3 환산치][ Al2O3 conversion of Al ]
Al2O3 환산치는, 플럭스의 전Al량을, Al2O3으로 환산한 값이다. The Al2O3 conversion value is the total amount of Al in the flux converted to Al2O3 .
Al2O3은 융점이 2072℃인 고융점 산화물이며, 슬래그의 점성 및 융점을 조정하는 성분이고, 슬래그의 응고 온도를 높게 하여, 용접 시의 비드 형상을 양호하게 하는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Al의 Al2O3 환산치로의 함유량은 10질량% 이상이 바람직하고, 12질량% 이상이 보다 바람직하고, 15질량% 이상이 더 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 슬래그의 융점이 지나치게 상승하여 용접 시에 비드 형상의 열화를 초래할 우려가 있다. 그 때문에, Al2O3 환산치는 25질량% 이하가 바람직하고, 20질량% 이하가 보다 바람직하다. Al2O3 is a high-melting-point oxide with a melting point of 2072℃, and is a component that adjusts the viscosity and melting point of slag, and has the effect of raising the solidification temperature of slag and improving the bead shape during welding. In order to obtain this effect, the content of Al in terms of Al2O3 is preferably 10 mass% or more, more preferably 12 mass% or more, and even more preferably 15 mass% or more. On the other hand, if it is too much, the melting point of the slag may rise excessively, which may cause deterioration of the bead shape during welding. Therefore, the Al2O3 conversion value is preferably 25 mass% or less, and more preferably 20 mass% or less.
[Zr의 ZrO2 환산치][ZrO 2 conversion of Zr]
ZrO2 환산치는, 플럭스의 전Zr량을 ZrO2로 환산한 값이다.The ZrO 2 conversion value is the total Zr content of the flux converted to ZrO 2 .
ZrO2는 융점이 2715℃인 고융점 산화물이며, 슬래그의 점성 및 융점을 조정하는 성분이고, 슬래그의 응고 온도를 높게 하여, 용접 시의 비드 형상을 양호하게 하는 효과가 있다. 이 작용은, 그 존재량에 비례하는 것이며, 임의의 성분이고, Zr의 ZrO2 환산치로의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 유용한 작용을 부여하고 싶은 경우는, 예를 들어 0.5질량% 이상이 바람직하다. 한편, ZrO2가 지나치게 많으면 용융 슬래그의 융점이 과대해져 비드 외관 및 비드 형상이 악화될 우려가 있다. 그 때문에, ZrO2 환산치는, 5질량% 이하가 바람직하고, 3질량% 이하가 보다 바람직하다.ZrO 2 is a high-melting-point oxide with a melting point of 2715°C, and is a component that adjusts the viscosity and melting point of slag, and has the effect of raising the solidification temperature of slag and improving the bead shape during welding. This effect is proportional to the amount present, and is an arbitrary component, and the lower limit of the content of Zr in terms of ZrO 2 is not particularly limited, but when it is desired to impart a useful effect, it is preferably 0.5 mass% or more, for example. On the other hand, if there is too much ZrO 2 , the melting point of the molten slag may become excessive, and there is a concern that the bead appearance and bead shape may deteriorate. Therefore, the ZrO 2 conversion value is preferably 5 mass% or less, and more preferably 3 mass% or less.
[Ba의 BaO 환산치][BaO conversion of Ba]
BaO 환산치는, 플럭스의 전Ba량을 BaO로 환산한 값이다.The BaO conversion value is the total Ba content of the flux converted to BaO.
BaO는 융점이 1923℃인 고융점 산화물이며, 슬래그의 염기도를 높여 용접 금속의 청정도를 높여, 슬래그의 유동성에도 영향을 주는 성분이다. 이 작용은, 그 존재량에 비례하는 것이며, 임의의 성분이고, Ba의 BaO 환산치로의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 유용한 작용을 부여하고 싶은 경우는, 예를 들어 0.5질량% 이상이 바람직하다. 한편, BaO가 지나치게 많으면 용융 슬래그의 유동성이 과대해져 비드 외관 및 비드 형상이 악화될 우려가 있다. 그 때문에, BaO 환산치는, 5질량% 이하가 바람직하고, 3질량% 이하가 보다 바람직하다.BaO is a high-melting-point oxide with a melting point of 1923℃, and is a component that increases the basicity of slag, thereby increasing the cleanliness of the weld metal, and also affects the fluidity of the slag. This effect is proportional to its presence, and is an arbitrary component, and the lower limit of the content of Ba in terms of BaO is not particularly limited, but when it is desired to impart a useful effect, for example, 0.5 mass% or more is preferable. On the other hand, if BaO is too much, the fluidity of the molten slag may become excessive, which may deteriorate the bead appearance and bead shape. Therefore, the BaO conversion value is preferably 5 mass% or less, and more preferably 3 mass% or less.
[고융점 산화물][High melting point oxide]
본 실시형태에 따른 플럭스는 융점이 1800℃ 이상의 고융점 산화물을 포함하는 것이다. 고융점 산화물 중에서도 특히 MgO 및 TiO2의 비율이 클수록 슬래그 박리성이 양호해진다. 그 때문에, {(MgO 환산치+TiO2 환산치)/고융점 산화물의 합계의 함유량}으로 표시되는, 고융점 산화물의 합계의 함유량에 대한, MgO 환산치 및 TiO2 환산치의 합계의 함유량의 비율은, 0.430 이상이 바람직하고, 0.450 이상이 보다 바람직하다. 한편, 이러한 비율이 지나치게 높으면 과잉한 응고점에 기여하므로, 이러한 비율은 0.600 이하가 바람직하고, 0.545 이하가 보다 바람직하다.The flux according to the present embodiment contains high-melting-point oxides having a melting point of 1800°C or higher. Among the high-melting-point oxides, the higher the ratio of MgO and TiO 2 , the better the slag detachability becomes. Therefore, the ratio of the content of the sum of the MgO equivalent and the TiO 2 equivalent to the content of the sum of the high-melting-point oxides, expressed by {(MgO equivalent + TiO 2 equivalent) / content of the sum of the high-melting-point oxides}, is preferably 0.430 or higher, and more preferably 0.450 or higher. On the other hand, if this ratio is too high, it contributes to an excessive solidification point, and therefore, this ratio is preferably 0.600 or lower, and more preferably 0.545 or lower.
고융점 산화물의 합계의 함유량을 의미하는 MgO 환산치, TiO2 환산치, CaO 환산치 및 Al2O3 환산치의 합계의 함유량은, 지나치게 적으면 철립이 발생하기 쉬워진다. 또한, 플럭스에 ZrO2 또는 BaO가 포함되는 경우에는, Zr의 ZrO2 환산치 및 Ba의 BaO 환산치로의 함유량도, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량에 포함된다.If the total content of the MgO equivalent, the TiO 2 equivalent, the CaO equivalent, and the Al 2 O 3 equivalent, which means the content of the sum of high-melting-point oxides, is too small, iron grains are likely to occur. In addition, when the flux contains ZrO 2 or BaO, the content of Zr in ZrO 2 equivalent and Ba in BaO equivalent are also included in the content of the sum of the high-melting-point oxides.
한편, 합계의 함유량이 지나치게 많으면 슬래그의 응고 온도가 지나치게 높아져, 포크마크가 발생하기 쉬워진다. 그 때문에, 이들의 함유량은, (MgO 환산치+0.67TiO2 환산치+0.92CaO 환산치+0.74Al2O3 환산치)라는 식으로 표시되는 값이 30 이상이 바람직하고, 32 이상이 보다 바람직하다. 또한, 이러한 값은 50 이하가 바람직하고, 45 이하가 보다 바람직하다.On the other hand, if the content of the sum is too high, the solidification temperature of the slag becomes too high, making it easy for fork marks to occur. Therefore, the content thereof is preferably 30 or more, more preferably 32 or more, as expressed by the formula (converted value for MgO + converted value for 0.67TiO 2 + converted value for 0.92CaO + converted value for 0.74Al 2 O 3 ). In addition, the value is preferably 50 or less, more preferably 45 or less.
상기 식에 있어서 각 고융점 산화물의 함유량에 곱해지고 있는 각 계수는, MgO의 융점 2800℃를 기준으로 한 융점의 비를 이용하여 가중된 계수이다. 예를 들어, TiO2 환산치에 곱해진 계수 0.67이란, TiO2의 융점 1870℃를 MgO의 융점 2800℃로 나눔으로써 산출된 값이다.In the above formula, each coefficient multiplied by the content of each high-melting-point oxide is a weighted coefficient using the ratio of melting points based on the melting point of 2800°C of MgO. For example, the coefficient 0.67 multiplied by the TiO 2 conversion value is a value calculated by dividing the melting point of 1870°C of TiO 2 by the melting point of 2800°C of MgO.
(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)으로 표시되는, 전산화물의 합계의 함유량에 대한, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율은, 0.56 이상이다. 이러한 비율을 0.56 이상으로 하는 것에 의해, 슬래그 응고 온도를 높게 하여, 철립의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 상한은 특별히 한정되지 않지만, 이러한 비율을 0.80 이하로 함으로써, 슬래그 응고 온도가 필요 이상으로 높아지는 것을 막아, 포크마크의 발생을 호적하게 억제할 수 있다.The ratio of the total content of high-melting-point oxides having a melting point of 1800°C or higher to the total content of all oxides, expressed as (content of total high-melting-point oxides/content of total oxides), is 0.56 or more. By setting this ratio to 0.56 or more, the slag solidification temperature can be raised, thereby suppressing the occurrence of iron grains. In addition, although the upper limit is not particularly limited, by setting this ratio to 0.80 or less, the slag solidification temperature can be prevented from becoming unnecessarily high, thereby suitably suppressing the occurrence of fork marks.
(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)으로 표시되는 값은 0.57 이상이 바람직하다. 또한, 이러한 값은 0.75 이하가 바람직하다.The value expressed as (content of the sum of high-melting-point oxides/content of the sum of oxides) is preferably 0.57 or more. In addition, it is preferable that this value is 0.75 or less.
한편, 산화물의 합계의 함유량이란, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물을 형성하는 원소의 산화물 환산치와, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물을 형성하는 원소의 산화물 환산치의 총합을 의미한다. 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로서는, MnO, MnO2, Mn2O3, SiO2, FeO, Fe2O3, Fe3O4, B2O3, 알칼리 금속 산화물 등을 들 수 있다.Meanwhile, the content of the total oxide means the sum of the oxide conversion values of elements forming high-melting-point oxides having a melting point of 1800°C or higher and the oxide conversion values of elements forming low-melting-point oxides having a melting point of less than 1800°C. Low-melting-point oxides having a melting point of less than 1800°C include MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , SiO 2 , FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , B 2 O 3 , alkali metal oxides, etc.
[Si의 SiO2 환산치][ SiO2 equivalent of Si]
SiO2 환산치는, 플럭스의 전Si량을, SiO2로 환산한 값이다.The SiO2 conversion value is the total Si content of the flux converted to SiO2 .
SiO2는, 용융 슬래그에 적당한 점성을 주는 것에 의해, 주로 비드 외관 및 비드 형상을 양호하게 정돈하는 성분이다. 이러한 효과를 얻기 위해서, Si의 SiO2 환산치의 함유량은 8질량% 이상이 바람직하고, 11질량% 이상이 보다 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 슬래그의 점성이 과잉이 되어, 슬래그 박리성의 악화를 초래하고, 또한, 슬래그의 소부(燒付)가 격렬해질 우려가 있다. 그 때문에, SiO2 환산치는 20질량% 이하가 바람직하고, 19질량% 이하가 보다 바람직하고, 17질량% 이하가 보다 더 바람직하다. SiO2 is a component that mainly improves the bead appearance and bead shape by providing appropriate viscosity to molten slag. In order to obtain this effect, the content of Si in terms of SiO2 is preferably 8 mass% or more, and more preferably 11 mass% or more. On the other hand, if it is too much, the viscosity of the slag becomes excessive, which causes the slag detachability to deteriorate, and there is a concern that the slag baking may become intense. Therefore, the SiO2 conversion value is preferably 20 mass% or less, more preferably 19 mass% or less, and even more preferably 17 mass% or less.
또한, SiO2는 합금 유래의 SiO2와, 광물 및 물유리 유래의 SiO2가 있지만, Fe-Si 등의 합금 유래로부터 환산된 SiO2 환산치는 양호한 기계적 성능 확보의 점에서 4질량% 이하가 바람직하고, 광물 유래 및 물유리의 SiO2 환산치의 합계는 슬래그 박리성의 점에서 16질량% 이하가 바람직하다.In addition, although there is SiO 2 derived from alloys and SiO 2 derived from minerals and water glass, the converted SiO 2 value from alloys such as Fe-Si is preferably 4 mass% or less in terms of securing good mechanical performance, and the total of the converted SiO 2 values from minerals and water glass is preferably 16 mass% or less in terms of slag detachability.
[Fe의 FeO 환산치][FeO conversion of Fe]
FeO 환산치는, 플럭스의 전Fe량을, FeO로 환산한 값이다. 측정되는 전Fe량에는, FeO, Fe2O3 및 Fe3O4 등의, 금속분으로서 첨가되는 Fe 이외의 성분이 포함되는 경우가 있지만, 전Fe량의 FeO 환산치가 전술한 범위 내이면 된다. 금속분으로서 첨가되는 Fe의 일례로서 Fe-Si를 들 수 있고, 주로 용접 금속의 탈산 현상을 촉진하는 효과를 갖는다.The FeO conversion value is the value converted from the total Fe content of the flux to FeO. The measured total Fe content may include components other than Fe added as metal powder, such as FeO, Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 , but the FeO conversion value of the total Fe content is sufficient as long as it is within the above-mentioned range. An example of Fe added as metal powder is Fe-Si, and it mainly has the effect of promoting the deoxidation phenomenon of the weld metal.
FeO는, 내포크마크성을 높이는 효과가 있다. 이 작용은 그 존재량에 비례하는 것이며, Fe의 FeO 환산치는, 하한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 0.5질량% 이상이 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 슬래그의 응고 온도에 영향을 주어, 비드 외관, 비드 형상 및 슬래그 박리성이 열화될 우려가 있다. 그 때문에, FeO 환산치는 5질량% 이하가 바람직하고, 4질량% 이하가 보다 바람직하다.FeO has the effect of increasing the pockmark resistance. This effect is proportional to its amount, and the FeO conversion value of Fe has no particular lower limit, but is preferably 0.5 mass% or more, for example. On the other hand, if it is too much, it may affect the solidification temperature of the slag, and there is a risk that the bead appearance, bead shape, and slag detachability may deteriorate. Therefore, the FeO conversion value is preferably 5 mass% or less, and more preferably 4 mass% or less.
[B의 B2O3 환산치][ B2O3 conversion of B ]
B2O3 환산치는, 플럭스의 전B량을, B2O3 환산으로 환산한 값이다. The B2O3 conversion value is the total amount of B in the flux converted to B2O3 .
B2O3은, 용접 금속의 인성을 향상시키는 효과를 갖는다. B를 포함하는 경우에는, B의 B2O3 환산치의 함유량은 0.1질량% 이상이 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 용융 금속을 경화시켜 인성이 오히려 저하되므로, B2O3 환산치는 1질량% 이하가 바람직하고, 0.5질량% 이하가 보다 바람직하다.B 2 O 3 has the effect of improving the toughness of the weld metal. When B is included, the content of B in terms of B 2 O 3 is preferably 0.1 mass% or more. On the other hand, if it is too much, the molten metal hardens and the toughness rather decreases, so the B 2 O 3 conversion value is preferably 1 mass% or less, and more preferably 0.5 mass% or less.
[알칼리 금속 원소의 알칼리 금속 산화물 환산치][Conversion of alkali metal elements to alkali metal oxides]
알칼리 금속 원소는, 주로 용접 시의 아크 안정성과 플럭스의 흡습 특성에 영향을 주는 성분이며, 이 작용은 그 존재량에 비례한다. 임의의 원소이고, 알칼리 금속 원소의 알칼리 금속 산화물 환산치의 합계량은, 그 하한은 특별히 한정되지 않지만, 유용한 작용을 부여하고 싶은 경우는 1질량% 이상이 바람직하다. 한편, 알칼리 금속 산화물 환산치의 합계량이 과잉이 되면 플럭스의 흡습 특성이 열화됨과 함께, 아크가 지나치게 강해져 불안정해져, 비드 외관 및 비드 형상이 열화될 우려가 있다. 그 때문에, 알칼리 금속 산화물 환산치 합계량은 5.0질량% 이하가 바람직하고, 4.5질량% 이하가 보다 바람직하다.Alkali metal elements are components that mainly affect the arc stability during welding and the moisture absorption characteristics of the flux, and this effect is proportional to the amount present. The total amount of the alkali metal oxide equivalent of the alkali metal element has no particular lower limit, but when it is desired to impart a useful effect, it is preferably 1 mass% or more. On the other hand, if the total amount of the alkali metal oxide equivalent is excessive, the moisture absorption characteristics of the flux deteriorate, and the arc becomes too strong and unstable, and there is a concern that the bead appearance and bead shape deteriorate. Therefore, the total amount of the alkali metal oxide equivalent is preferably 5.0 mass% or less, and more preferably 4.5 mass% or less.
알칼리 금속 원소로서는 Na, K 및 Li로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하고, Na를 포함하는 경우에는 Na2O 환산치, K를 포함하는 경우에는 K2O 환산치, Li를 포함하는 경우에는 Li2O 환산치로, 각각 함유량이 규정된다. 즉, 알칼리 금속 산화물 환산치가, Na2O, K2O 및 Li2O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물로 환산한 값인 것이 바람직하다.As the alkali metal element, it is preferable to include at least one element selected from the group consisting of Na, K, and Li, and when Na is included, the content is specified in terms of Na 2 O, when K is included, the content is specified in terms of K 2 O, and when Li is included, the content is specified in terms of Li 2 O. That is, it is preferable that the alkali metal oxide conversion value is a value converted into at least one oxide selected from the group consisting of Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O.
Na2O 환산치, K2O 환산치 및 Li2O 환산치는 모두, JIS M 8852:1998에 준거하여 얻은 플럭스의 결합제(바인더) 유래를 포함하는 전Na, K 또는 Li량을, 각각 Na2O, K2O 또는 Li2O로 환산한 값이다. 측정되는 전Na, K 또는 Li량에는, NaAlSi3O8, KAlSi3O8 또는 LiAlSi3O8 등이 포함되는 경우가 있지만, 마찬가지의 효과를 갖기 때문에, Na2O 환산치, K2O 환산치 및 Li2O 환산치의 합계량이 전술한 범위 내이면 된다.The Na2O conversion, K2O conversion and Li2O conversion are all values obtained by converting the total Na, K or Li amount including the binder origin of the flux obtained in accordance with JIS M 8852:1998 into Na2O , K2O or Li2O , respectively. The measured total Na , K or Li amount may include NaAlSi3O8 , KAlSi3O8 or LiAlSi3O8 , but since it has the same effect, the total of the Na2O conversion, K2O conversion and Li2O conversion should be within the above - mentioned range.
상기 중, 추가로, Na 및 K의 적어도 한쪽의 원소를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 이 경우의 Na2O 환산치 및 K2O 환산치의 합계량은, 1질량% 이상이 바람직하고, 또한, 5.0질량% 이하가 바람직하고, 4.5질량% 이하가 보다 바람직하다.Among the above, it is more preferable to additionally include at least one of the elements of Na and K. In this case, the total amount of the Na 2 O equivalent and the K 2 O equivalent is preferably 1 mass% or more, further preferably 5.0 mass% or less, and more preferably 4.5 mass% or less.
[CO2][CO 2 ]
CO2는 주로 CaCO3이나 BaCO3 등의 탄산염에서 유래하는 성분이며, 용접 시에 탄산염이 분해되어 발생하는 CO2 가스를 나타낸다. CO2 가스는, 용접부를 외기로부터 실드함과 함께, H2 가스나 N2 가스 등의 불순물 가스의 분압을 저하시키기 때문에, 용접 금속 중으로의 침입 방지에 유효한 성분이며, 이 작용은 그 존재량에 비례한다. 임의의 성분이고, CO2의 함유량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 유용한 작용을 부여하고 싶은 경우는 0.5질량% 이상이 바람직하다. 한편, 지나치게 많으면 포크마크의 발생의 원인이 되어, 내포크마크성이 열화될 우려가 있다. 그 때문에, CO2 함유량은 6.0질량% 이하가 바람직하고, 5.0질량% 이하가 보다 바람직하고, 4.5질량% 이하가 보다 더 바람직하다. CO2 is a component mainly derived from carbonates such as CaCO3 and BaCO3 , and refers to CO2 gas generated by decomposition of carbonates during welding. CO2 gas is an effective component for preventing intrusion into the weld metal because it shields the weld zone from the outside air and reduces the partial pressure of impurity gases such as H2 gas and N2 gas, and this effect is proportional to its presence. It is an arbitrary component, and the lower limit of the CO2 content is not particularly limited, but when it is desired to impart a useful effect, it is preferably 0.5 mass% or more. On the other hand, if it is too much, it may cause the occurrence of pockmarks, and there is a concern that the pockmark resistance may deteriorate. Therefore, the CO2 content is preferably 6.0 mass% or less, more preferably 5.0 mass% or less, and still more preferably 4.5 mass% or less.
[그 외의 성분][Other ingredients]
본 실시형태에 따른 플럭스에 있어서의 상기 이외의 성분은, P 및 S 등의 불가피적 불순물이며, 용접 품질에 영향을 주기 때문에, P 및 S는 각각 0.05질량% 이하로 규제하는 것이 바람직하다.Components other than those mentioned above in the flux according to the present embodiment are unavoidable impurities such as P and S, and since they affect the welding quality, it is preferable to regulate P and S to 0.05 mass% or less each.
또한, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에 있어서, 그 외의 원소를 포함해도 된다. 그 외의 원소로서는, Ni, Cr, Mo, Nb, V나 C 등을 들 수 있다. 이들 그 외의 원소는, 합계로 5.0질량% 이하인 것이 바람직하다.In addition, other elements may be included within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of other elements include Ni, Cr, Mo, Nb, V, and C. It is preferable that the total amount of these other elements is 5.0 mass% or less.
즉, 불가피적 불순물 및 그 외의 원소를 제외한, 상기 성분의 합계는 통상, 90질량% 이상이며, 95질량% 이상이 바람직하다.That is, the sum of the above components, excluding inevitable impurities and other elements, is usually 90 mass% or more, and preferably 95 mass% or more.
[CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)][CaF 2 equivalent / (MnO equivalent + CaO equivalent + CO 2 )]
본 실시형태에 따른 플럭스에 있어서, MnO 환산치로 표시되는 Mn는 슬래그 박리성을 향상하는 성분인 한편으로, 그 흡습성에 의해 포크마크의 발생을 유발한다. 마찬가지로, CaO 및 CO2도 포크마크의 발생을 유발하는 경향이 있는 성분이다. 한편, CaF2 환산치로 규정되는 불화물은, 포크마크의 발생을 억제하는 성분이다.In the flux according to the present embodiment, Mn, expressed in terms of MnO, is a component that improves slag detachability, but causes the occurrence of pock marks due to its hygroscopicity. Similarly, CaO and CO 2 are components that tend to cause the occurrence of pock marks. On the other hand, fluoride, expressed in terms of CaF 2 , is a component that suppresses the occurrence of pock marks.
그래서, {CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}로 표시되는 함유량의 비를 1.6 이상으로 하는 것에 의해, 포크마크의 발생이 호적하게 억제된다.Therefore, by setting the content ratio expressed as {CaF 2 equivalent value/(MnO equivalent value+CaO equivalent value+CO 2 )} to 1.6 or more, the occurrence of pockmarks is suitably suppressed.
이러한 비는 1.8 이상이 바람직하다. 한편, 값이 지나치게 높으면, 슬래그의 유동성이 지나치게 높아져 비드 형상이 열화될 우려가 있으므로, 그 값은 9.0 이하가 바람직하고, 7.0 이하가 더 바람직하다.It is desirable that this ratio be 1.8 or higher. On the other hand, if the value is too high, the fluidity of the slag may become excessively high, which may deteriorate the bead shape, so the value is desirable to be 9.0 or lower, and more preferably 7.0 or lower.
본 실시형태에 따른 플럭스는, 원료 유래의 조립물이 400∼950℃에서 소성 된 고온 소성형 플럭스인 것이 바람직하다.The flux according to the present embodiment is preferably a high-temperature calcined flux in which the raw material-derived assembly is calcined at 400 to 950°C.
<플럭스의 제조 방법><Method for manufacturing flux>
본 실시형태에 따른 플럭스를 제조하는 경우는, 예를 들어, 상기 <플럭스>에 기재한 조성이 되도록 원료분을 배합하여 결합제와 함께 혼련하는 공정, 그 다음에 조립하는 공정, 얻어진 원료 유래의 조립물을 소성하는 공정을 이 순서로 포함한다.When manufacturing a flux according to the present embodiment, the process includes, for example, a step of mixing raw material components so as to have the composition described in the above <Flux> and mixing them together with a binder, a step of assembling them, and a step of firing an assemblage derived from the obtained raw material, in this order.
혼련하는 공정에 있어서의 결합제(바인더)로서는, 예를 들어, 폴리바이닐 알코올이나 물유리를 사용할 수 있다.As a binder in the mixing process, for example, polyvinyl alcohol or water glass can be used.
조립하는 공정에 있어서의 조립법은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 전동식 조립기나 압출식 조립기 등을 이용하는 방법이 바람직하다.The assembly method in the assembling process is not particularly limited, but a method using an electric assembly machine or an extrusion assembly machine is preferable.
조립된 플럭스는, 더스트 제거 및 조대립의 해쇄 등의 정립 처리를 행하여, 입자경을 2.5mm 이하로 하는 것이 바람직하다.It is preferable that the assembled flux undergoes particle size treatment such as dust removal and coarse particle disintegration to reduce the particle size to 2.5 mm or less.
조립 후의 소성은, 로터리 킬른, 정치식 배치로 및 벨트식 소성로 등에서 행할 수 있다. 그 때의 소성 온도는, 플럭스의 흡습 특성의 관점에서, 400∼950℃로 하는 것이 바람직하고, 450℃ 이상이 보다 바람직하다.Firing after assembly can be performed in a rotary kiln, a stationary batch furnace, a belt-type kiln, etc. The firing temperature at that time is preferably 400 to 950°C from the viewpoint of the moisture absorption characteristics of the flux, and more preferably 450°C or higher.
상기에서 얻어진 본 실시형태에 따른 플럭스는, 각 성분의 함유량을 특정의 범위로 하고 있기 때문에, 철립이나 포크마크의 발생을 억제하면서, 슬래그 박리성도 우수하다.The flux according to the present embodiment obtained above has excellent slag detachability while suppressing the occurrence of iron grains or fork marks because the content of each component is within a specific range.
한편, 본 실시형태의 플럭스의 성분 조성은, 고온 소성형 플럭스로서 호적하지만, 용융형 플럭스로서 적용하는 것을 전혀 배제하는 것은 아니다.Meanwhile, the composition of the flux of the present embodiment is suitable as a high-temperature sintering flux, but it does not completely exclude application as a molten flux.
<플럭스를 이용한 용접 방법><Welding method using flux>
본 실시형태에 따른 용접 방법은, 상기 <플럭스>에 기재한 조성 범위를 만족시키는 플럭스를 이용하여 아크 용접을 행하는 서브머지 아크 용접 방법이다.The welding method according to the present embodiment is a submerged arc welding method that performs arc welding using a flux that satisfies the composition range described in the above <Flux>.
이러한 용접 방법은, 시공 곤란한 용접 중 하나인 개선 용접, 특히 협개선 용접에 매우 유용하다. 즉, 모재나 워크라고 칭해지는 피용접재의 개선의 형상은 특별히 한정되지 않지만, U 개선 또는 V 개선의 가공이 이루어진 것인 것이 보다 바람직하다.This welding method is very useful for improved welding, especially narrow improved welding, which is one of the welding methods that is difficult to perform. That is, the shape of the improved shape of the workpiece to be welded, called the parent material or workpiece, is not particularly limited, but it is more preferable that it be processed into a U-shaped or V-shaped shape.
피용접재가 U 개선 또는 V 개선의 가공이 이루어진 U형 개선 또는 V형 개선인 경우, 그 개선 각도는 10° 이상이 바람직하고, 15° 이상이 보다 바람직하다. 또한, 개선 각도는 90° 이하가 바람직하고, 60° 이하가 보다 바람직하고, 20° 이하가 보다 더 바람직하다.When the weld material is a U-shaped improvement or V-shaped improvement that has undergone U-shaped improvement or V-shaped improvement processing, the improvement angle is preferably 10° or more, and more preferably 15° or more. In addition, the improvement angle is preferably 90° or less, more preferably 60° or less, and more preferably 20° or less.
개선 깊이는, 피용접재의 산화 방지의 관점에서 20mm 이하가 바람직하고, 15mm 이하가 보다 바람직하다.The depth of improvement is preferably 20 mm or less, and more preferably 15 mm or less, from the viewpoint of preventing oxidation of the weld material.
U형 개선에 있어서는, U 개선의 루트 반경은, 용접 결함 방지의 관점에서 R2 이상이 바람직하고, R5 이상이 보다 바람직하다. 또한, 루트 반경은, 용접 효율의 점에서, R10 이하가 바람직하고, R8 이하가 보다 바람직하다. 루트 반경이란, JIS Z 3001-1:2018에서 정의되고 있는 용접 용어이다.In U-shaped improvement, the root radius of the U improvement is preferably R2 or more from the viewpoint of preventing welding defects, and more preferably R5 or more. In addition, the root radius is preferably R10 or less from the viewpoint of welding efficiency, and more preferably R8 or less. Root radius is a welding term defined in JIS Z 3001-1:2018.
실시예Example
이하, 시험예를 들어, 본 발명의 내용에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the contents of the present invention will be specifically described using test examples.
표 1 및 표 2에 기재된 조성이 되도록 원료를 배합하고, 결합제인 물유리와 함께 혼련한 후, 조립하고, 150∼250℃(실체 온도)에서 예비 건조 후, 추가로 로터리 킬른을 이용하여 450∼550℃(실체 온도)℃에서 소성, 입도 조정하는 것에 의해, 시험예 1∼18에 따른 플럭스를 제작했다. 한편, 시험예 1∼19에 따른 플럭스가 실시예, 시험예 20∼29에 따른 플럭스가 비교예이다.Fluxes according to Test Examples 1 to 18 were produced by mixing raw materials to obtain the compositions described in Tables 1 and 2, kneading them with water glass as a binder, assembling them, pre-drying them at 150 to 250°C (actual temperature), and then firing them at 450 to 550°C (actual temperature) using a rotary kiln and adjusting the particle size. Meanwhile, fluxes according to Test Examples 1 to 19 are examples, and fluxes according to Test Examples 20 to 29 are comparative examples.
또한, 표 1에 있어서, CO2에 있어서의 「-」라는 표기는, 0.5질량% 이하를 의미하고, B의 B2O3 환산치에 있어서의 「-」라는 표기는, 0.1질량% 이하를 의미한다.In addition, in Table 1, the notation "-" in CO2 means 0.5 mass% or less, and the notation "-" in the B2O3 conversion value of B means 0.1 mass% or less.
표 중, 각 성분의 수치는 함유량을 의미하고, 플럭스 전체 질량에 대한 질량% 표시이다. 「R」이란 알칼리 금속 원소를 의미하지만, Li, Na, K 이외의 알칼리 금속 원소는 어느 시험예에도 포함되지 않았다. 「RO 환산치」란 알칼리 금속 원소의 알칼리 금속 산화물 환산치의 합계의 함유량을 의미하지만, Li, Na, K 이외의 알칼리 금속 원소는 어느 시험예에도 포함되지 않기 때문에, Na2O, K2O 및 Li2O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물로 환산한 값의 합계를 의미한다. 「고융점 산화물」이란 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물을 형성하는 원소의 산화물 환산치로의 합계의 함유량을 의미하고, 본 실시예에서는 ZrO2 및 BaO는 포함되지 않기 때문에, MgO 환산치, TiO2 환산치, CaO 환산치 및 Al2O3 환산치의 합계량이다. 「저융점 산화물」이란 융점이 1800℃ 미만인 산화물을 형성하는 원소의 산화물 환산치로의 합계의 함유량을 의미한다. 그렇지만, Fe2O3이나 Fe3O4가 포함되는 경우에도, 전Fe량을 FeO 환산하고, MnO2나 Mn2O3이 포함되는 경우에도, 전Mn량을 MnO 환산한다. 그 때문에, 「저융점 산화물」이란, MnO 환산치, SiO2 환산치, FeO 환산치, B2O3 환산치 및 알칼리 금속 산화물 환산치의 합계량을 의미한다. 「산화물」의 합계란, 상기 고융점 산화물과 저융점 산화물의 합계를 의미하지만, 예를 들어 시험예 11과 같이 합계가 고융점 산화물과 저융점 산화물에 기재된 함유량의 합으로부터 벗어나 있는 것은, 유효 숫자에 의하는 것이다. 마찬가지로, 예를 들어 시험예 1과 같이, 「Si의 SiO2 환산치」의 합계가 합금 유래와 광물 유래에 기재된 함유량의 합으로부터 벗어나 있는 것은, 유효 숫자에 의하는 것이다. 전 성분의 함유량의 총합이 100질량%를 초과하는 경우가 있지만, 이것은, 분석에 의해 얻어진 각 원소량의 전량을, 산화물 또는 불화물로 환산한 환산치를 함유량으로 하고 있기 때문이다.In the table, the numerical value of each component represents the content, and is expressed as mass% with respect to the total mass of the flux. "R" represents an alkali metal element, but alkali metal elements other than Li, Na, and K were not included in any test example. "RO conversion value" represents the content of the sum of the alkali metal oxide conversion values of alkali metal elements, but since alkali metal elements other than Li, Na, and K are not included in any test example, it means the sum of the values converted to at least one oxide selected from the group consisting of Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O. "High-melting-point oxide" represents the content of the sum of oxide conversion values of elements forming high-melting-point oxides having a melting point of 1800° C. or higher, and in this example, since ZrO 2 and BaO are not included, it is the sum of the MgO conversion value, the TiO 2 conversion value, the CaO conversion value, and the Al 2 O 3 conversion value. "Low - melting-point oxide" means the sum of the oxide-converted content of elements forming oxides having a melting point of less than 1800°C. However, even when Fe2O3 or Fe3O4 is included, the total Fe amount is converted to FeO, and even when MnO2 or Mn2O3 is included, the total Mn amount is converted to MnO. Therefore, "low-melting-point oxide " means the sum of the MnO-converted value, the SiO2- converted value, the FeO-converted value, the B2O3 - converted value, and the alkali metal oxide-converted value. The sum of "oxides" means the sum of the high-melting-point oxides and low-melting-point oxides, but if the sum deviates from the sum of the contents described in the high-melting-point oxides and low-melting-point oxides, as in Test Example 11, this is due to significant figures. Likewise, for example, in Test Example 1, the sum of the "SiO 2 equivalent of Si" deviates from the sum of the contents described in the alloy origin and the mineral origin due to significant figures. Although the total content of all components may exceed 100 mass%, this is because the total amount of each element obtained by analysis is converted into oxide or fluoride and used as the content.
얻어진 플럭스를 이용하여, 강판을 피용접재로 한 서브머지 아크 용접을 행했다. 피용접재, 용접에 이용한 와이어 및 용접 조건은 하기에 나타내는 바와 같다.Using the obtained flux, submerged arc welding was performed using a steel plate as a weld material. The weld material, the wire used for welding, and the welding conditions are as shown below.
[피용접재][Welding material]
강판: C 0.16질량%, Si 0.30질량%, Mn 1.30질량%, P 0.007질량%, S 0.001질량%, 잔부 Fe 및 불가피적 불순물Steel plate: C 0.16 mass%, Si 0.30 mass%, Mn 1.30 mass%, P 0.007 mass%, S 0.001 mass%, balance Fe and inevitable impurities
판 두께: 25mmPlate thickness: 25mm
개선 깊이: 15mmImprovement Depth: 15mm
루트 갭: 0mmRoot gap: 0mm
개선 형상: U형 개선Improved shape: U-shaped improvement
개선 각도: 16°Improvement angle: 16°
루트 반경: R8Root Radius: R8
[와이어][Wire]
와이어의 종류: JIS Z 3351:2012 YS-S6에 준거Wire type: Conforms to JIS Z 3351:2012 YS-S6
와이어 직경: 4.0mmWire diameter: 4.0mm
[용접 조건][Welding conditions]
용접 전류: 650AWelding current: 650A
용접 전압: 30VWelding voltage: 30V
용착 속도: 65cm/분Welding speed: 65 cm/min
적층 방법: 1층 1패스Lamination method: 1 layer, 1 pass
각 플럭스를 이용한 서브머지 아크 용접에 대해, 슬래그 박리성, 및 철립 및 포크마크의 발생률에 대해 평가를 행했다.For submerged arc welding using each flux, slag detachability and the occurrence of iron and pock marks were evaluated.
각 평가 방법 및 평가 기준은 이하와 같다. 종합 평가로서는, 슬래그 박리성, 철립 및 포크마크의 각 평가 결과 중, 어느 것인가 1항목이라도 불합격이 되었을 경우, 플럭스로서 적용 범위 외이며 불합격이라고 판단된다.The evaluation methods and evaluation criteria are as follows. In the comprehensive evaluation, if any one of the evaluation results of slag detachability, iron grain, and fork mark fails, it is judged to be outside the scope of application as a flux and fails.
<슬래그 박리성><Slag peelability>
슬래그 박리성은, 슬래그 제거의 용이함에 대해서, 하기와 같이 평가하지만, A 및 B가 합격이며, C가 불합격이다. 결과를 표 2의 「슬래그 박리」에 나타낸다.Slag detachability is evaluated as follows with respect to the ease of slag removal, with A and B being acceptable and C being unacceptable. The results are shown in “Slag detachment” in Table 2.
A: 용접 직후에 용접 슬래그가 자연 박리된다.A: The welding slag is naturally exfoliated immediately after welding.
B: 해머 등의 지그로 슬래그를 두드리면 용접 슬래그가 박리된다.B: When the slag is hit with a jig such as a hammer, the welding slag is peeled off.
C: 해머 등의 지그로 슬래그를 두드려도 용접 슬래그가 박리되지 않고, 비드 상에 용접 슬래그의 소부가 남는다.C: Even if the slag is struck with a jig such as a hammer, the welding slag does not peel off, and a small amount of welding slag remains on the bead.
<철립의 발생률><Incidence of iron fractures>
비드 표면에 있어서의 철립의 발생을 육안에 의해 확인했다. 발생률에 대해, 하기와 같이 평가하지만, A 및 B가 합격이며, C 및 D가 불합격이다. 결과를 표 2의 「철립」에 나타낸다.The occurrence of iron grains on the bead surface was visually confirmed. The occurrence rate was evaluated as follows, with A and B being acceptable, and C and D being unacceptable. The results are shown in “Iron grains” in Table 2.
A: 비드 표면에 철립의 발생이 없다.A: There is no occurrence of iron particles on the bead surface.
B: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 철립 발생수가 1개 또는 2개이다.B: The number of iron grains occurring per 750 mm of welding length on the bead surface is 1 or 2.
C: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 철립 발생수가 3개 이상 9개 이하이다.C: The number of iron grains per 750 mm of welding length on the bead surface is 3 or more and 9 or less.
D: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 철립 발생수가 10개 이상이다.D: The number of iron grains occurring per 750 mm of welding length on the bead surface is 10 or more.
<포크마크의 발생률><Forkmark occurrence rate>
비드 표면에 있어서의 포크마크의 발생을 육안에 의해 확인했다. 발생률에 대해, 하기와 같이 평가하지만, A∼C가 합격이며, D가 불합격이다. 결과를 표 2의 「포크마크」에 나타낸다.The occurrence of fork marks on the bead surface was visually confirmed. The occurrence rate was evaluated as follows, with A to C being passable and D being failable. The results are shown in “Fork Mark” in Table 2.
A: 비드 표면에 포크마크의 발생이 없다.A: There are no fork marks on the bead surface.
B: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 포크마크 발생수가 1개 또는 2개이다.B: The number of fork marks per 750 mm of welding length on the bead surface is 1 or 2.
C: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 포크마크 발생수가 3개 이상 5개 이하이다.C: The number of fork marks per 750 mm of welding length on the bead surface is 3 or more and 5 or less.
D: 비드 표면에 있어서의 용접 길이 750mm당의 포크마크 발생수가 6개 이상이다.D: The number of fork marks per 750 mm of welding length on the bead surface is 6 or more.
표 2에 나타나는 바와 같이, 실시예인 시험예 1∼19에 따른 플럭스는, 슬래그 박리성이 우수하고, 또한 철립이나 포크마크의 발생률이 낮았다.As shown in Table 2, the fluxes according to Test Examples 1 to 19 had excellent slag detachment properties and a low incidence of iron grains and fork marks.
특히, 시험예 1∼6, 10∼12, 14∼16에 대해서는, 슬래그 박리성, 철립 및 포크마크의 평가 중 2항목 이상이 A의 평가 결과가 되어, 서브머지 아크 용접에 이용하는 플럭스로서 매우 양호했다.In particular, for test examples 1 to 6, 10 to 12, and 14 to 16, two or more of the evaluation items of slag detachability, iron grain, and fork mark were evaluated as A, indicating that the flux was very good for use in submerged arc welding.
이상의 결과로부터, 본 발명에 따른 플럭스를 서브머지 아크 용접에 이용하는 것에 의해, 협개선 용접 등의 시공 곤란한 용접에 있어서도, 우수한 슬래그 박리성과, 표면 결함이 적은 양호한 비드 외관을 양립시킬 수 있음이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that by using the flux according to the present invention in submerged arc welding, both excellent slag detachability and good bead appearance with few surface defects can be achieved even in difficult-to-construct welding such as narrow-line welding.
이상, 도면을 참조하면서 각종의 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예로 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없다. 당업자이면, 특허 청구범위에 기재된 범주 내에 있어서, 각종의 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다. 또한, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 실시형태에 있어서의 각 구성 요소를 임의로 조합해도 된다.Above, although various embodiments have been described with reference to the drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to these examples. It is clear that those skilled in the art can devise various modifications or alterations within the scope described in the patent claims, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention. In addition, each component in the above embodiments may be arbitrarily combined within the scope that does not deviate from the spirit of the invention.
한편, 본 출원은, 2019년 9월 12일 출원된 일본 특허출원(특원 2019-166576) 및 2020년 7월 8일 출원된 일본 특허출원(특원 2020-117993)에 기초하는 것이고, 그 내용은 본 출원 중에 참조로서 원용된다.Meanwhile, this application is based on Japanese patent application (Special Application No. 2019-166576) filed on September 12, 2019 and Japanese patent application (Special Application No. 2020-117993) filed on July 8, 2020, the contents of which are incorporated by reference in this application.
Claims (9)
불화물과, 산화물과, 탄산염을 포함하고,
상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고,
상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고,
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은,
Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%,
탄산염 유래의 CO2가 0.5질량% 이상, 또한
상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고,
상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.As a flux used in submerged arc welding,
Contains fluorides, oxides and carbonates,
The above oxide is composed of a high melting point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low melting point oxide having a melting point of less than 1800°C.
It includes an oxide containing Ca as the high melting point oxide and an oxide containing Mn as the low melting point oxide,
The content of the total mass of the flux is,
The MnO equivalent of Mn is 2–8 mass%,
CO2 derived from carbonate is 0.5 mass% or more, and
The above MnO conversion value, F's CaF 2 conversion value, Ca's CaO conversion value and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 conversion value/(MnO conversion value+CaO conversion value+CO 2 )},
A flux for submerged arc welding, wherein the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the above oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/content of the sum of the oxides) is 0.56 or more.
상기 고융점 산화물은, MgO 및 TiO2의 적어도 한쪽을 포함하고,
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은,
Mg의 MgO 환산치가 25질량% 이하, 또한
Ti의 TiO2 환산치가 9질량% 이하이며,
상기 고융점 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 MgO 환산치 및 상기 TiO2 환산치의 합계의 함유량의 비율{(MgO 환산치+TiO2 환산치)/고융점 산화물의 합계의 함유량}이 0.430 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.In paragraph 1,
The above high melting point oxide comprises at least one of MgO and TiO 2 ,
The content of the total mass of the flux is,
The MgO equivalent of Mg is less than 25 mass%, and
The conversion value of TiO 2 is 9 mass% or less,
A flux for submerged arc welding, wherein the ratio of the content of the sum of the MgO equivalent and the TiO 2 equivalent to the content of the sum of the high-melting-point oxides {(MgO equivalent + TiO 2 equivalent) / content of the sum of the high-melting-point oxides} is 0.430 or more.
플럭스 전체 질량에 대한, 상기 고융점 산화물의 함유량은,
상기 CaO 환산치가 10질량% 이하,
Al의 Al2O3 환산치가 25질량% 이하, 또한
상기 MgO 환산치, 상기 TiO2 환산치, 상기 CaO 환산치 및 상기 Al2O3 환산치가, 30≤(MgO 환산치+0.67TiO2 환산치+0.92 CaO 환산치+0.74Al2O3 환산치)≤50의 관계를 만족시키는, 서브머지 아크 용접용 플럭스.In the second paragraph,
The content of the high melting point oxide relative to the total mass of the flux is
The above CaO conversion value is 10 mass% or less,
The Al 2 O 3 conversion value of Al is 25 mass% or less, and
A flux for submerged arc welding, wherein the above MgO conversion value, the above TiO 2 conversion value, the above CaO conversion value, and the above Al 2 O 3 conversion value satisfy the relationship of 30≤(MgO conversion value + 0.67TiO 2 conversion value + 0.92 CaO conversion value + 0.74Al 2 O 3 conversion value)≤50.
플럭스 전체 질량에 대한, 상기 저융점 산화물의 함유량은,
Si의 SiO2 환산치가 20질량% 이하,
Fe의 FeO 환산치가 5질량% 이하,
B의 B2O3 환산치가 1질량% 이하, 또한
알칼리 금속 원소의 알칼리 금속 산화물 환산치가 5.0질량% 이하인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.In any one of claims 1 to 3,
The content of the low melting point oxide relative to the total mass of the flux is
The SiO2 equivalent of Si is 20 mass% or less,
FeO conversion value of Fe is 5 mass% or less,
The B2O3 conversion value of B is less than 1 mass%, and
A flux for submerged arc welding having an alkali metal oxide equivalent of 5.0 mass% or less of alkali metal elements.
상기 알칼리 금속 산화물 환산치가, Na2O, K2O 및 Li2O로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 산화물로 환산한 값인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.In paragraph 4,
A flux for submerged arc welding, wherein the alkali metal oxide conversion value is a value converted into at least one oxide selected from the group consisting of Na 2 O, K 2 O, and Li 2 O.
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은,
상기 CaF2 환산치가 20질량% 이상, 또한
상기 CO2가 6.0질량% 이하인, 서브머지 아크 용접용 플럭스.In any one of claims 1 to 3,
The content of the total mass of the flux is,
The above CaF 2 conversion value is 20 mass% or more, and
A flux for submerged arc welding, wherein the CO2 content is 6.0 mass% or less.
상기 플럭스는,
불화물과, 산화물과, 탄산염을 포함하고,
상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고,
상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고,
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은,
Mn의 MnO 환산치가 2∼8질량%,
탄산염 유래의 CO2가 0.5질량% 이상, 또한
상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고,
상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인 것을 이용하는, 서브머지 아크 용접 방법.A submerged arc welding method that performs arc welding using flux,
The above flux is,
Contains fluorides, oxides and carbonates,
The above oxide is composed of a high melting point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low melting point oxide having a melting point of less than 1800°C.
It includes an oxide containing Ca as the high melting point oxide and an oxide containing Mn as the low melting point oxide,
The content of the total mass of the flux is,
The MnO equivalent of Mn is 2–8 mass%,
CO2 derived from carbonate is 0.5 mass% or more, and
The above MnO conversion value, F's CaF 2 conversion value, Ca's CaO conversion value and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 conversion value/(MnO conversion value+CaO conversion value+CO 2 )},
A submerged arc welding method, which utilizes a ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the above oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/content of the sum of the oxides) of 0.56 or more.
피용접재는, 개선이 U 개선 또는 V 개선의 가공이 이루어지고, 개선 각도가 10∼60°인, 서브머지 아크 용접 방법.In paragraph 7,
A submerged arc welding method in which the weld material is processed to be improved by U improvement or V improvement, and the improvement angle is 10 to 60°.
원료 유래의 조립물을 400∼950℃에서 소성하는 공정을 포함하고,
상기 소성하는 공정 후의 플럭스는,
불화물과, 산화물과, 탄산염을 포함하고,
상기 산화물은, 융점이 1800℃ 이상인 고융점 산화물과, 융점이 1800℃ 미만인 저융점 산화물로 구성되고,
상기 고융점 산화물로서 Ca를 포함하는 산화물과, 상기 저융점 산화물로서 Mn을 포함하는 산화물을 포함하고,
플럭스 전체 질량에 대한 함유량은,
Mn의 MnO 환산치가 4∼8질량%,
탄산염 유래의 CO2가 0.5질량% 이상, 또한
상기 MnO 환산치, F의 CaF2 환산치, Ca의 CaO 환산치 및 CO2가, 1.6≤{CaF2 환산치/(MnO 환산치+CaO 환산치+CO2)}의 관계를 만족시키고,
상기 산화물의 합계의 함유량에 대한, 상기 고융점 산화물의 합계의 함유량의 비율(고융점 산화물의 합계의 함유량/산화물의 합계의 함유량)이 0.56 이상인, 서브머지 아크 용접용 플럭스의 제조 방법.A method for manufacturing a flux used in submerged arc welding,
Includes a process of calcining an assembly derived from raw materials at 400 to 950°C.
The flux after the above firing process is
Contains fluorides, oxides and carbonates,
The above oxide is composed of a high melting point oxide having a melting point of 1800°C or higher and a low melting point oxide having a melting point of less than 1800°C.
It includes an oxide containing Ca as the high melting point oxide and an oxide containing Mn as the low melting point oxide,
The content of the total mass of the flux is,
The MnO equivalent of Mn is 4–8 mass%,
CO2 derived from carbonate is 0.5 mass% or more, and
The above MnO conversion value, F's CaF 2 conversion value, Ca's CaO conversion value and CO 2 satisfy the relationship of 1.6≤{CaF 2 conversion value/(MnO conversion value+CaO conversion value+CO 2 )},
A method for manufacturing a flux for submerged arc welding, wherein the ratio of the content of the sum of the high-melting-point oxides to the content of the sum of the oxides (content of the sum of the high-melting-point oxides/content of the sum of the oxides) is 0.56 or more.
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