单面埋弧焊用焊剂制造技术

本发明专利技术提供一种能够得到健全的表层焊道形状和机械的性能的单面埋弧焊用焊剂。使焊剂成为如下组成：含有Si、Si合金以及Si氧化物(SiO2换算值)：合计6～12质量％、CaO：3～9质量％、MgO：15～35质量％、TiO2：10～23质量％、CaF2：2～9质量％、Al2O3：5～20质量％、CO2：2～9质量％、Na2O：1～3质量％、B2O3：0.1～1质量％、Mo：0.2～1质量％、铁粉：10～30质量％，并且限制为Mn：0.9质量％以下、Ti：1质量％以下、Al：3质量％以下，并且满足下述算式(I)和算式(II)。16≤[TiO2+Al2O3]≤35  …(I)[TiO2+Al2O3]≥－7.5×([MgO]/[T.SiO2])+43.5  …(II)

【技术实现步骤摘要】
单面埋弧焊用焊剂
本专利技术涉及使用1或2个以上的电极进行的单面埋弧焊所用的焊剂。更详细地说，是涉及含有铁粉的单面埋弧焊用焊剂的焊道外观改善技术。
技术介绍
在单面埋弧焊中，通常，为了确保熔敷量，在大线能焊接仍实现稳定的焊道形成，而使用添加有铁粉的焊剂(例如，参照专利文献1、2。)。但是，在专利文献1所述这样的含有铁粉的现有的单面埋弧焊用焊剂中，存在表层焊道的表面容易发生微小的铁粒突起物这样的问题。另外，即使作为专利文献2所述的焊剂组成时，也不能充分抑制铁粒突起物。这样的表层焊道表面的突起物，在涂装工序中成为障碍。例如在造船领域，以船体的长寿命化和易维修化为目的，由国际海事组织(InternationalMaritimeOrganization)，修订了以全部船舶的压载箱和散货船的双重船侧部为对象的涂装标准，例如，确定了焊接时发生的飞溅和焊道表面污点这样虽然阻碍涂装性，但会实施除去的要件。因此，在船舶的建造工序中，为了除去铁粒突起物，不得不跨越焊道全线而进行磨光处理。因此，迄今为止，在单面埋弧焊用焊剂中，提出有用于抑制铁粒突起物的发生的技术(参照专利文献3、4。)。例如，专利文献3所述的单面埋弧焊用焊剂，通过使粒径和表观密度处于特定的范围，以实现焊道的健全化。另外，在专利文献4所述的埋弧焊用粘结焊剂中，为了抑制铁粒突起的发生，将Fe成分的含量限制在5质量％以下。【专利文献】【专利文献1】日本特开平11－267883号公报【专利文献2】日本特开2000－107885号公报【专利文献3】日本特开平6－277878号公报【专利文献4】日本特开2006－272348号公报但是，如专利文献3所述的技术，只通过限制焊剂的粒径和表观密度，对于铁粒突起的发生抑制效果小。另外，如专利文献4所述的埋弧焊用粘结焊剂，若限制Fe含量，则在厚板的拼板焊接中难以确保充分的熔敷量，此外在大线能焊接中，焊道形状劣化。如此，在现有的焊道外观改善技术下，在单面埋弧焊中，尚未达到一边维持铁粉向焊剂中的添加效果，一边抑制铁粒突起的发生，使焊道外观健全化的水平。
技术实现思路
因此，本专利技术其主要目的在于，提供一种能够得到健全的表层焊道形状和机械的性能的单面埋弧焊用焊剂。本专利技术者们，为了解决前述的课题，在使用了1或2个以上的电极的单面埋弧焊中，为了确保表层焊道的健全性而进行了锐意实验研究，其结果发现，在抑制铁粒突起的发生中，有效的是使焊剂中的Si、Si合金和Si氧化物的总含量、MgO含量、Al2O3含量和TiO2含量处于特定的范围，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的单面埋弧焊用焊剂，具有如下组成：含有从Si、Si合金和Si氧化物所构成的群中选择的至少一种(SiO2换算值)：合计6～12质量％、CaO：3～9质量％、MgO：15～35质量％、TiO2：10～23质量％、CaF2：2～9质量％、Al2O3：5～20质量％、CO2：2～9质量％、Na2O：1～3质量％、B2O3：0.1～1质量％、Mo：0.2～1质量％、铁粉：10～30质量％，并且Mn：限制在0.9质量％以下、Ti：限制在1质量％以下、Al：限制在3质量％以下，设TiO2和Al2O3的总含量(质量％)为[TiO2+Al2O3]，设Si、Si合金和Si氧化物的总含量的SiO2换算值(质量％)为[T.SiO2]，设MgO的含量(质量％)为[MgO]时，满足下述算式1和算式2。【算式1】16≤[TiO2+Al2O3]≤35【算式2】[TiO2+Al2O3]≥－7.5×([MgO]/[T.SiO2])+43.5在本专利技术的单面埋弧焊用焊剂中，通过使TiO2和Al2O3的总含量处于特定的范围，并且特定其总含量与MgO含量和SiO2含量的关系，从而在焊缝凝固的温度域，使熔渣内积极地生成Mg·Al·Ti系氧化物。若Mg·Al·Ti系氧化物在熔渣内被生成，则熔渣内的铁粒在沉积在凝固的焊道表面之前便与该氧化物结合，因此在焊道表面的微小突起物的生成受到抑制。该单面埋弧焊用焊剂，也能够成为TiO2和Al2O3的总含量([TiO2+Al2O3])，和Si、Si合金和Si氧化物的总含量([T.SiO2])，和MgO含量([MgO])的关系，满足下述算式3的组成。【算式3】[TiO2+Al2O3]≥－7.5×([MgO]/[T.SiO2])+46.5另外，MgO含量也能够为20～35质量％。此外，TiO2含量也能够为12～23质量％。另一方面，也可以在0.1～1质量％的范围含有Ti。另外，也可以在0.1～0.9质量％的范围含有Mn。此外，也可以在0.7～3质量％的范围含有Al。根据本专利技术，因为特定了焊剂成分及其含量，所以在使用了单电极或多电极的单面埋弧焊中，不论衬垫构造，都能够得到健全的焊道形状和机械的性能。附图说明图1是单面埋弧焊过程中的铁粒发生举动的推测图。图2是表示本专利技术的实施例中使用的钢板的坡口形状的剖面图。符号说明1，10母材2焊接金属2a焊道表面3未熔融的焊剂4熔融·凝固中的焊剂(熔渣)5铁粉6铁粉的凝集7凝集铁粉(铁粒)具体实施方式以下，就用于实施本专利技术的方式详细地进行说明。还有，本专利技术不受以下说明的实施方式限定。图1是单面埋弧焊过程中的铁粒发生举动的推测图。如图1所示，在单面埋弧焊中，使用现有的含有铁粉5的焊剂3时，推测在熔融/凝固中的焊剂(熔渣)4内，铁粉5凝集(铁粉的凝集6)，该凝集铁粉(铁粒)7沉降，附着在母材1的焊接部所形成的焊接金属2的表面(焊道表面2a)，微小的突起物发生。因此，本专利技术者们，想要通过改善焊剂的特性，解决铁粒突起发生的问题。具体来说，本专利技术的实施方式的焊剂，被用于单面埋弧焊，至少具有如下组成：以特定量含有从Si、Si合金和Si氧化物所构成的群中选择的至少一种、CaO、MgO、TiO2、CaF2、Al2O3、CO2、Na2O、B2O3、Mo和铁粉，并且将Si、Mn、Ti和Al限制在特定量以下。而且，在该焊剂中，使TiO2和Al2O3的总含量为16～35质量％，并使TiO2和Al2O3的总含量与MgO含量，与Si、Si合金和Si氧化物的总含量的关系，以满足下述算式4的方式进行调整。还有，在下述算式4中，[TiO2+Al2O3]是TiO2和Al2O3的总含量(质量％)，[MgO]是MgO含量(质量％)，[T.SiO2]是Si、Si合金和Si氧化物的总含量的SiO2换算值(质量％)。【算式4】[TiO2+Al2O3]≥－7.5×([MgO]/[T.SiO2])+43.5以下，对于本实施方式的焊剂的组成限定理由进行说明。[Si，Si合金和Si氧化物的总含量：6～12质量％]Si和Fe－Si等的Si合金，具有脱氧作用，与焊接金属中的氧发生反应而生成SiO2，该SiO2作为粘结剂和熔渣造渣剂发挥作用。另外，Si氧化物也一样，作为熔渣造渣剂发挥作用。但是，若Si、Si合金和Si氧化物的总含量以SiO2换算超过12质量％，则熔融渣整体的粘性增加，熔渣的流动性降低。于是，在高速单面埋弧焊时，表层焊道宽度无法展开，并且变得不稳定，因此容易发生咬边。此外，铁粒容易发生。另一方面，Si、Si合金和Si氧化物的总含量以SiO2换算低于6质量％时，熔融渣的凝固温度变得过高，因此得不到良好的表层焊道形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单面埋弧焊用焊剂，其中，含有从Si、Si合金及Si氧化物所构成的群中选择的至少一种：以SiO2换算值计合计为6～12质量％、CaO：3～9质量％、MgO：15～35质量％、TiO2：10～23质量％、CaF2：2～9质量％、Al2O3：5～20质量％、CO2：2～9质量％、Na2O：1～3质量％、B2O3：0.1～1质量％、Mo：0.2～1质量％、铁粉：10～30质量％，并且，Mn：限制在0.9质量％以下、Ti：限制在1质量％以下、Al：限制在3质量％以下，并且，在设TiO2和Al2O3的质量百分比总含量为[TiO2+Al2O3]，Si、Si合金和Si氧化物的质量百分比总含量的SiO2换算值为[T.SiO2]，MgO的质量百分比含量为[MgO]时，满足下式(I)和(II)，16≤[TiO2+Al2O3]≤35  …(I)[TiO2+Al2O3]≥－7.5×([MgO]/[T.SiO2])+43.5  …(II)。

【技术特征摘要】
2013.08.07 JP 2013-1641721.一种单面埋弧焊用焊剂，其中，含有从Si、Si合金及Si氧化物所构成的群中选择的至少一种：以SiO2换算值计合计为6～10.7质量％、CaO：3～9质量％、MgO：15～35质量％、TiO2：10～23质量％、CaF2：2～9质量％、Al2O3：5～20质量％、CO2：2～9质量％、Na2O：1～3质量％、B2O2：0.1～1质量％、Mo：0.2～1质量％、铁粉：10～30质量％，并且，Mn：限制在0.9质量％以下、Ti：限制在1质量％以下、Al：限制在3质量％以下，并且，在设TiO2和Al2O3的质量百分比总含量为[TiO2+Al2O3]，Si、Si合金和Si氧化物的质量百分比总含量的SiO2换算值为[T.SiO2]，MgO...

【专利技术属性】
技术研发人员：村西良昌，太田诚，幸村正晴，石田齐，堀口元宏，岛本正树，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：日本;JP