(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラックス原料を溶解炉で溶解し、溶融したフラックス原料を冷却してアーク溶接用フラックスを製造する方法において、溶融しているフラックス原料に、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳｉＦ4、ＰＦ3、ＰＦ5、ＢＦ3、ＷＦ6及びＮＦ3の１種又は２種以上のフッ化系ガスを含有するガスを、接触させることを特徴とするアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項２】
溶解炉で、前記溶融しているフラックス原料に、前記フッ化系ガスを含有するガスを、吹き付け、及び、吹き込みの少なくとも一方によって、接触させることを特徴とする請求項１に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項３】
前記溶解炉から取り出されている前記溶融しているフラックス原料に、前記フッ化系ガスを含有するガスを、吹き付けて、接触させ、溶融したフラックス原料を吹き飛ばし微細化フラックスとすることを特徴とする請求項１又は２に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項４】
前記微細化フラックスが前記フッ化系ガスを含有していることを特徴とする請求項３に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項５】
前記アーク溶接用フラックスがサブマージアーク溶接用フラックスの少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項６】
前記アーク溶接用フラックスが被覆アーク溶接棒の被覆剤の少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【請求項７】
前記アーク溶接用フラックスがフラックス入りワイヤ中のフラックスの少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アーク溶接用フラックスの製造方法に関し、引張強度５７０Ｎ／ｍｍ2を超える高強度鋼材のアーク溶接に使用されるフラックス（サブマージアーク溶接用フラックスや、被覆アーク溶接棒の被覆剤や、フラックス入りワイヤ中のフラックス）、特に、拡散性水素量を低減できるフラックスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ア−ク溶接で使用されるフラックスには、溶融型フラックス、焼成型フラックスがあり、一部には、溶融型フラックスを原料として製造した焼成型フラックスがある。焼成型フラックスは、各種原材料に水ガラスなどを添加して造粒し、４００〜５５０℃程度で焼成したものである。
【０００３】
それに対して、溶融型フラックスは、ＭｎＯ、ＳｉＯ2、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物、ＣａＦ2などのフッ化物を適正比率で混ぜ合わせ、これをアーク炉などで溶解し、冷却した後、整粒されたものであり、吸湿が少なく、取扱や保管が容易なものである。
【０００４】
しかし、溶融型フラックスの製造におけるアーク炉での溶解後の冷却の際、後工程での粉砕を考慮して、溶解物を水の中に投入して冷却粉砕することがある。この冷却粉砕することで、溶融型フラックス中に水分が取り込まれ、この水分の水素成分が、溶接時に形成された溶融した金属に移行して、溶接金属の低温割れを引き起こすことがある。特に、引張強度の高い鋼材は、溶接部の溶接金属の高強度化も進んでおり、溶接金属では、強度が高くなれば一般に低温割れ感受性が増大する傾向にある。そのため引張り強度の高い鋼材の溶接部において、溶融型フラックスの水分に起因する溶接金属の低温割れが問題となっている。
【０００５】
この問題を解決する技術として、特許文献１には、鉄板などの上に溶融したフラックス原料を流し、冷却する技術が開示されている。
【０００６】
一方、引張強度の高い鋼材において、高強度化に伴う溶接金属の靭性の低下を抑制するために、溶接金属の酸素量を低減することが行われている。溶接金属の酸素量は、使用するフラックスの組成を調整することで低減でき、そのためのフラックスの組成の調整手法として、高塩基性フラックスとする方法がある。
【０００７】
ところが溶接金属の酸素量の低減を達成するために、高塩基度のフラックスを使用すると、溶接金属の水素成分量が増加する。これは、フラックス原料を高温で溶解するときに、フラックスの塩基度の上昇によって、結晶構造内に水素成分を取り込み易い構造が形成され、フラックス原料の金属酸化物に含まれる水分又は溶解時の雰囲気に含まれる水分が、溶融したフラックス原料に水素成分として取り込まれる。その結果、フラックスに取り込まれた水素成分が、溶接時に溶融した金属に移行して、溶接金属の低温割れを引き起こす。
【０００８】
これに対して、フラックスを十分乾燥する、又は、ＣａＣＯ3などを添加して水素成分の影響を小さくするなどの対策が取られるが、引張強度の高い鋼材に対しては十分でなく、予熱の実施などの対策が取られている。また、特許文献１の技術では、金属酸化物に含まれる水分又は溶解時の雰囲気に含まれる水分が、溶融したフラックス原料に取り込まれることを抑制できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０３−２３０８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の従来技術の現状に鑑みて、フラックスから溶接時に形成された溶融した金属に移行する水素成分を低減し、溶接金属の低温割れを抑制できる含有する水素成分が低減したフラックスの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討した。その結果、溶融型フラックスの製造の際、溶融しているフラックス原料に、フッ化系ガスを含有するガスを接触させることで、溶融したフラックス原料中に含まれる水素成分を除去できることを見出した。
【００１２】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、その要旨とするところは以下の通りである。
（１）フラックス原料を溶解炉で溶解し、溶融したフラックス原料を冷却してアーク溶接用フラックスを製造する方法において、溶融しているフラックス原料に、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳｉＦ4、ＰＦ3、ＰＦ5、ＢＦ3、ＷＦ6及びＮＦ3の１種又は２種以上のフッ化系ガスを含有するガスを、接触させることを特徴とするアーク溶接用フラックスの製造方法。
（２）溶解炉で、前記溶融しているフラックス原料に、前記フッ化系ガスを含有するガスを、吹き付け、及び、吹き込みの少なくとも一方によって、接触させることを特徴とする前記（１）に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
（３）前記溶解炉から取り出されている前記溶融しているフラックス原料に、前記フッ化系ガスを含有するガスを、吹き付けて、接触させ、溶融したフラックス原料を吹き飛ばし微細化フラックスとすることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
（４）前記微細化フラックスが前記フッ化系ガスを含有していることを特徴とする前記（３）に記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
（５）前記アーク溶接用フラックスがサブマージアーク溶接用フラックスの少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
（６）前記アーク溶接用フラックスが被覆アーク溶接棒の被覆剤の少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
（７）前記アーク溶接用フラックスがフラックス入りワイヤ中のフラックスの少なくとも一部に使用するものであることを特徴とする前記（１）〜（４）のいずれかに記載のアーク溶接用フラックスの製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、フラックスの水素成分を低減できるので、鋼材の溶接時に、予熱無しで、又は、低温の予熱で、溶接しても溶接金属の低温割れが抑制され、予熱工程や費用が低減でき、被溶接体の変形量低減できるフラックスを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】溶解炉内で溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き付けている様子を示す図である。
【図２】溶解炉内で溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き込んでいる様子を示す図である。（ａ）は溶解炉の上方からガスを吹き込む様子を示し、（ｂ）は溶解炉の下方からガスを吹き込む様子を示す。
【図３】溶解炉から取り出されている溶融したフラックス原料に、フッ化系ガスを含有するガスを吹き付けている様子を示す図である。
【図４】拘束Ｕ字割れ試験の試験体の形状を示す図である。（ａ）は試験体の外観であり、（ｂ）はＵ字溝長手方向と直交する断面の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のアーク溶接用フラックスの製造方法（以下、本発明の製法という）について、説明する。
【００１６】
本発明の製法は、フラックス原料として、ＭｎＯ、ＳｉＯ、ＣａＯ、Ａｌ2Ｏ3、ＭｇＯなどの金属酸化物、ＣａＦ2などのフッ化物を、溶解炉で溶解し、溶融しているフラックス原料を、金属板などの耐熱材上への投下や空冷する方法（水中に投入して冷却する以外の方法）により、冷却して、凝固物を得た後、必要に応じて粉砕し、その後整粒して、アーク溶接用フラックスを製造するものである。
【００１７】
このアーク溶接用フラックスの製造の際に、フラックス原料の金属酸化物やフッ化物に含まれる水分又は溶解時の雰囲気に含まれる水分が、溶融したフラックス原料に取り込まれる。溶融したフラックス原料に取り込まれた水分（水素成分）を、凝固後のフラックスから乾燥処理などの加熱処理によって、取り除くことは困難である。
【００１８】
本発明者らは、溶融したフラックス原料に取り込まれる水素成分の除去方法を検討したところ、水素成分との反応性が高いガスを溶融しているフラックス原料と接触させることで、水素成分との反応性が高いガスが水素成分と反応して、溶融したフラックス原料に取り込まれる水素成分を低減できると考えた。そして、水素成分との反応性が高いガスを調査したところ、フッ化系ガスに着目した。それは、フッ素が、水素成分と反応しやすく、反応してＨＦガスになり、溶融したフラックス原料に留まらないと考えられるためである。
【００１９】
そこで、次のような、フッ化系ガスを含有するガスと、溶融しているフラックス原料とを接触させる試験を実施した。カーボン電極を有するエレクトロスラグ溶解炉に、フラックス原料である金属酸化物及びフッ化物を入れて溶解させ、水素成分との反応性が高いガスであるＣ2Ｆ6ガスとＡｒガスの混合ガスをエレクトロスラグ溶解炉に吹き込み、溶融したフラックス原料と接触させた。所定時間、混合ガスと溶融しているフラックス原料とを接触させた後、溶融したフラックス原料を金属板上に投下し、冷却して凝固物として、試験フラックスを得た。
【００２０】
比較として、カーボン電極のエレクトロスラグ溶解炉に、フラックス原料である金属酸化物及びフッ化物を入れて溶解させ、その後、溶融したフラックス原料を金属板上に投下し、冷却して凝固物として、比較フラックスを得た。
【００２１】
試験フラックス及び比較フラックスを粉砕し、２０〜６５メシュに整粒し、４５０℃で１時間、大気中で加熱乾燥させた。その後、試験フラックス又は比較フラックスを用いて、鋼材にサブマージアーク溶接を行い、溶接部の拡散性水素量測定試験をＪＩＳ  Ｚ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。試験フラックスを用いて溶接を行った溶接部の拡散性水素量は、０．８ｍｌ／１００ｇであり、比較フラックスを用いて溶接を行った溶接部の拡散性水素量は、２．４ｍｌ／１００ｇであった。
【００２２】
これより、溶融しているフラックス原料に、フッ化系ガスを含むガスを接触させることで、溶融型フラックスに含まれる水素成分が除去できることを見出した。
【００２３】
本発明の製法は、以上のような検討過程を経て上記（１）に記載の発明に至ったものである。次に、本発明の製法について、さらに、必要な要件や好ましい要件について説明する。
【００２４】
本発明の製法は、フラックス原料を、溶解炉で溶解し、溶融しているフラックス原料を、金属板などの耐熱材上への投下や空冷する方法（水中に投入して冷却する以外の方法）により、冷却して、凝固物を得た後、必要に応じて粉砕し、その後整粒して、アーク溶接用フラックスを製造するものであり、次のように、溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを接触させるものである。
【００２５】
溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスとの接触方法としては、溶解炉内で溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き付ける方法（以下、「ガスを吹き付ける方法」という）、溶解炉内で溶融しているフラックス原料内にフッ化系ガスを含有するガスを吹き込む方法（以下、「ガスを吹き込む方法」という）、又は、溶解炉から取り出されている溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き付け、溶融しているフラックス原料を吹き飛ばす方法（以下、「フラックスを吹き飛ばす方法」という）がある。
次に、溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスとの接触方法について、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１に、溶解炉内で溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き付けている様子を示す。図１に示すように、溶解炉１で溶融しているフラックス原料２にガス管３から、矢印に示すように、フッ化系ガスを含有するガスを吹き付けて、フラックス２とフッ化系ガスを含有するガスとを接触させることができる。
【００２７】
図２に、溶解炉内で溶融しているフラックス原料にフッ化系ガスを含有するガスを吹き込んでいる様子を示す。図２（ａ）は溶解炉の上方からガスを吹き込む様子を示し、図２（ｂ）は溶解炉の下方からガスを吹き込む様子を示す。図２に示すように、溶解炉１で溶融しているフラックス原料２の中へガス管３から、矢印に示すように、フッ化系ガスを含有するガスを吹き込み、フラックス２とフッ化系ガスを含有するガスとを接触させることができる。
【００２８】
溶融しているフラックス原料２の中への吹き込みは、図２（ａ）に示すような、溶解炉１の上方、図２（ｂ）に示すように溶解炉１の下方からだけでなく、溶解炉１の側方から行ってもよい。また、溶解炉１の上方、下方、及び、側方からの吹き込みを組合せて行ってもよい。このように、溶融しているフラックス原料２にフッ化系ガスを含有するガスを吹き込みバブリングさせることで、溶融しているフラックス原料２とフッ化系ガスを含有するガスとの接触確率が高まり、溶融しているフラックス原料２に含まれる水素成分低減の効果が大きくなる。
【００２９】
図３に、溶解炉から取り出されている溶融したフラックス原料に、フッ化系ガスを含有するガスを吹き付けている様子を示す。図３に示すように、溶解炉１から取り出されている溶融したフラックス原料２に、ガス管３から、矢印に示すように、フッ化系ガスを含有するガスを吹き付ける。そして、溶融したフラックス原料２を吹き飛ばすことで、微細化フラックス４とすることができる。このように、溶融したフラックス原料２を取り出す際に、フッ化系ガスを含有するガスを吹き付けても、水素成分を低減できる。
【００３０】
図３では、溶解炉１を傾注させ、溶融したフラックス原料２を溶解炉１から取り出しているが、溶解炉１に穿孔部を設け、その穿孔部から溶融したフラックス原料２を流出させて、穿孔部の直下でフッ化系ガスを含有するガスを吹き付けることで、細粒化フラックス４を得ることもできる。
【００３１】
また、フラックスを吹き飛ばす方法によって得られた細粒化フラックス４には、空孔を有するものが得られることある。空孔のある細粒化フラックスを集めて溶接をした場合と、空孔のない細粒化フラックスを集めて溶接をした場合において、溶接部の拡散性水素試験を行うと、空孔のある細粒化フラックスを集めて溶接をした場合の方が、溶接部の拡散水素量が低減していた。これは、細粒化フラックスの空孔にフッ化系ガスを含有するガスが閉じ込められており、溶接の際に水素成分と反応し、溶接部の拡散水素量を低減させていると考える。
【００３２】
フラックス２とフッ化系ガスとの接触方法について、ガスを吹き付ける方法、ガスを吹き込む方法、及び、フラックスを吹き飛ばす方法、それぞれ行うことを説明したが、これらの接触方法を組み合わせて行ってもよい。たとえば、溶解炉１の中で溶融しているフラックス原料２へフッ化系ガスを含有するガスを吹き込み、その後、フラックス２を溶解炉１から取り出す際に、溶融しているフラックス原料２にフッ化系ガスを含有するガスを吹き付けて、フラックスを吹き飛ばしてもよい。
【００３３】
溶融しているフラックス原料と接触させる、フッ化系ガスとしては、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、Ｃ3Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＳＦ4、ＳＦ6、ＳｉＦ4、ＰＦ3、ＰＦ5、ＢＦ3、ＷＦ6及びＮＦ3の１種又は２種以上を用いる。この中で、Ｃ2Ｆ6及びＳＦ6が、取扱い性、入手の容易性から、好ましい。フッ化系ガスのフッ素は、水素成分と反応性が高く、反応してＨＦガスなどになり、溶融したフラックス原料に留まらず、フラックスから水素成分を取り除くことができる。
【００３４】
フッ化系ガスは、単独又はそれらの混合ガスとしてもよく、また、フッ化系ガスと、乾燥空気、Ｎ2、Ａｒ、ＣＯ2などを希釈ガスとを混合して混合ガスとしてもよい。希釈ガスに対するフッ化系ガスの含有率は、フラックス原料の金属酸化物に含まれる水素成分量、溶解時の雰囲気に含まれる水素成分量、フッ化系ガスの流量、フラックスとフッ化系ガスとの接触時間など考慮して、決定することができる。希釈ガスに対する、フッ化系ガスの含有率は、３〜９５体積％が好ましく、１０〜３０体積％がさらに好ましい。
【００３５】
フッ化系ガスを含有するガスの流量は、特に限定されず、フラックスの製造量、フラックス原料の金属酸化物に含まれる水素成分量、溶解時の雰囲気に含まれる水素成分量、希釈ガスに対するフッ化系ガスの含有率、フラックスとフッ化系ガスとの接触時間など考慮して、決定することができ、１０〜５０００Ｌ／ｍｉｎとすることができる。
【００３６】
ガスを吹き付ける方法、及び、ガスを吹き込む方法において、溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスとの接触時間は、特に限定されず、フラックス原料の金属酸化物に含まれる水素成分量、溶解時の雰囲気に含まれる水素成分量、希釈ガスに対するフッ化系ガスの含有率、フッ化系ガスを含有するガスの流量など考慮して、決定することができ、１〜６０分が例示される。また、ガスの吹き付け及び吹き込みは、フラックス原料の１０質量％が溶解した後から、溶融しているフラックス原料を凝固させるまで、連続的又は断続的に行っても、凝固させる直前だけ行ってもよい。
【００３７】
フッ化系ガスを含有するガスを供給するガス管３は、特に限定されず、耐熱性を有する鉄などの金属管、セラミック管などを用いることができる。ガス管３の直径は、特に限定されず、フッ化系ガスを含有するガスの必要とする流量に応じて決定でき、φ５ｍｍ〜φ３０ｍｍ程度が例示される。また、必要に応じて複数のガス管を用いてもよい。
【００３８】
溶融しているフラックス原料の凝固方法は、特に、限定されず、フラックスが水分を取り込まない方法であればよく、金属板などの耐熱材上への投下や空冷する方法が例示される。
【００３９】
本発明の製法により得られたフラックスは、サブマージアーク溶接用フラックス、被覆アーク溶接棒に被覆剤として被覆されるフラックス、フラックス入りワイヤ中のフラックスの少なくとも一部として使用することで、溶接金属の拡散性水素量が低減でき、溶接時の低温割れを抑制できる。また、溶接金属の拡散性水素量をさらに低減するためには、本発明の製法で得られたフラックスを原料の全てとすることが好ましい。
【００４０】
溶解させるフラックス原料である金属酸化物及びフッ化物及びその成分組成は、特に限定されない。対象とする鋼材、溶接条件などに応じて調整すればよい。フラックス原料としては、ＭｎＯ、ＳｉＯ，ＣａＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3などの金属酸化物、ＣａＦ2などのフッ化物が例示される。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【００４２】
（実施例１）
ＳｉＯ2、ＭｎＯ、ＣａＯ・ＳｉＯ２、ＣａＣＯ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、ＣａＦ2を、溶解後に、表１に示す成分組成となるように混合した。表１の成分記号Ａは、中塩基度フラックスの成分組成であり、成分記号Ｂは、高塩基性フラックスの成分組成である。
【００４３】
【表１】
0006344193.tif 000002
【００４４】
表１の成分記号Ａ及び成分記号Ｂのフラックス原料を、カーボン電極のエレクトロスラグ溶解炉に入れて溶解した。表２に示すフッ化系ガスと希釈ガスとの混合ガスを、同表に示す接触方法により、溶融したフラックス原料と接触させた。その後、溶融したフラックス原料を金属板上に投下、冷却し、凝固させて、フラックスＮｏ．１〜７のフラックスを得た。
【００４５】
比較のため、表１の成分記号Ａ及び成分記号Ｂのフラックス原料を、カーボン電極のエレクトロスラグ溶解炉に入れ溶解し、その後、溶融したフラックス原料を金属板上に投下、冷却し、凝固させて、フラックスＮｏ．８及び９のフラックスを得た。
【００４６】
フラックスＮｏ．１〜９のフラックスを、粉砕し、２０〜６５メシュに整粒し、４５０℃で１時間、大気中で加熱乾燥した。なお、表２において、接触方法の欄で、ガスを吹き付ける方法を「吹き付け」、ガスを吹き込む方法を「吹き込み」、及び、フラックスを吹き飛ばす方法を「吹き飛ばし」と表記している。
【００４７】
【表２】
0006344193.tif 000003
【００４８】
次に、溶接部の拡散性水素量測定試験を実施した。表３に示す成分組成の鋼材を、フラックスＮｏ．１〜９のフラックスを用いて、サブマージアーク溶接法により、電流６２５Ａ、アーク電圧３０Ｖ、溶接速度６０ｃｍ／ｍｉｎの条件で溶接を行い、試験片１〜９を作成し、拡散性水素量測定試験を実施した。拡散性水素量測定試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。
【００４９】
また、拘束Ｕ字割れ試験で溶接時の割れを評価した。図４に、拘束Ｕ字割れ試験の試験体の形状を示す。図４（ａ）は、試験体の外観であり、図４（ｂ）は、Ｕ字溝長手方向と直交する断面の図である。試験体は、横板５にＵ字溝を形成し、Ｕ字溝の両側にタブ６を設け、横板５と縦板７の間を全周スミ肉溶接したものである。拘束Ｕ字割れ試験は、引張強度７８０ＭＰａ級、板厚５０ｍｍの鋼材を用いて、図４の試験体を作成し、その試験体のＵ字溝を、電流５００〜６００Ａ、電圧２７Ｖ、溶接速度２３〜３０ｃｍ／ｍｉｎ、評価温度を室温として、フラックスＮｏ．１〜９のフラックスを用いて溶接し、行った。また、拘束Ｕ字割れ試験の溶接ビ−ド外観を観察してビード形状への影響を確認した。表４に拡散性水素量、割れ評価及びビード外観を示す。
【００５０】
【表３】
0006344193.tif 000004
【００５１】
【表４】
0006344193.tif 000005
【００５２】
試験片１〜７は、溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスを含有するガスを接触させたフラックスを用いて溶接しているため、鋼材の予熱無で、溶接部の拡散性水素量は、２．０ｍｌ／１００ｇ以下となっている。それに対して、試験片８及び９は、溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスを含有するガスを接触させていないフラックスを用いて溶接しているため、溶接部の拡散性水素量は、２．０ｍｌ／１００ｇ超となっている。
【００５３】
（実施例２）
フッ化系ガスを含むガスと溶融しているフラックス原料を接触させて得られた溶融型フラックスを、サブマージアーク溶接用フラックスの一部、被覆アーク溶接棒の被覆剤の一部、及び、フラックス入りワイヤ中のフラックスの一部に用いて溶接し、溶接部の拡散性水素量及びビード外観を評価した。また、拡散性水素量測定試験は、ＪＩＳ  Ｚ３１１８（鋼溶接部の水素量測定方法）に準拠したガスクロマトグラフ法にて実施した。
【００５４】
（サブマージアーク溶接用フラックスの一部）
表３に示す成分組成の鋼材を、フラックスＮｏ．２のフラックス８５質量％に、ＣａＣＯ３と合金材を合計で１５質量％添加し、その後造粒して得られたフラックスを用いて、サブマージアーク溶接法により、電流６２５Ａ、アーク電圧３０Ｖ、溶接速度６０ｃｍ／ｍｉｎの条件で溶接を行い、試験片１０を作成し、拡散性水素量測定試験を実施した。
【００５５】
そして、上記造粒して得られたフラックスを用いて、拘束Ｕ字割れ試験で割れを評価した。拘束Ｕ字割れ試験は、引張強度７８０ＭＰａ級、板厚５０ｍｍの鋼材を用いて、７８０ＭＰａ級用の溶接ワイヤを用い、図４の試験体を作成し、電流５００〜６００Ａ、電圧２７Ｖ、溶接速度２３〜３０ｃｍ／ｍｉｎ、評価温度を室温として、上記造粒して得られたフラックスを用いて行った。
【００５６】
（被覆アーク溶接棒の被覆剤の一部）
表３に示す成分組成の鋼材を、直径４．０ｍｍの芯線に加工し、フラックスＮｏ．２のフラックスを６０％、ＣａＣＯ３を３０％、合金材１０％を被覆剤として用いて、被覆アーク溶接棒を作成し、交流電流１７０Ａの条件で溶接を行い、試験片１１を作成し、拡散性水素量測定試験を実施した。
【００５７】
（フラックス入りワイヤ中のフラックスの一部）
表３に示す成分組成の鋼材を、板厚０．６ｍｍのスリット加工した鋼板に加工しフラックスＮｏ．２のフラックスをフラックス９０％、合金材１０％として用いて、フラックス入りワイヤを作成し、ガスシールドアーク溶接法により、電流２８０Ａ、アーク電圧３０Ｖ、溶接速度３５ｃｍ／ｍｉｎ、シールドガス流量２５Ｌ／ｍｉｎの条件で溶接を行い、試験片１２を作成し、拡散性水素量測定試験を実施した。
【００５８】
そして、上記被覆アーク溶接棒及びフラックス入りワイヤを用いて、ＪＩＳ３１５８に準拠し、ｙ形溶接割れ試験で割れを評価した。ｙ形溶接割れ試験は、引張強度７８０ＭＰａ級、板厚３０ｍｍの鋼材を用い、電流２７０Ａ、電圧３０Ｖ、溶接速度３５ｃｍ／ｍｉｎ、評価温度を室温として、上記被覆アーク溶接棒及びフラックス入りワイヤを用いて行った。拘束Ｕ字割れ試験とｙ形割れ試験のそれぞれの溶接ビ−ド外観を観察してビード形状への影響を確認した。表５に拡散性水素量及びビード外観を示す。
【００５９】
【表５】
0006344193.tif 000006
【００６０】
試験片１０〜１２は、フラックス又は被覆剤の一部に、溶融しているフラックス原料とフッ化系ガスを含有するガスを接触させたフラックスを用いているため、鋼材の予熱無で溶接しても、溶接部の拡散性水素量は、２．０ｍｌ／１００ｇ以下となっている。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明によれば、フラックスの水素成分量を低減できるので、鋼材の溶接時に、予熱無しで、又は、低温の予熱で、溶接しても溶接金属の低温割れが抑制され、予熱工程や費用が低減でき、被溶接体の変形量低減できるフラックスを製造することができる。よって、本発明は、産業上の利用可能性が高いものである。
【符号の説明】
【００６２】
１    溶解炉
２    フラックス原料
３    ガス管
４    細粒化フラックス
５    横板
６    タブ
７    縦板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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