多电极单面埋弧焊用粘结焊剂制造技术

本发明专利技术提供一种多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，利用该多电极单面埋弧焊用粘结焊剂能够进一步抑制在表面焊珠的表面发生铁粒突起，可形成无焊接缺陷的坚实的焊接金属，能够得到稳定的焊珠形状和焊珠外观，进而可得到机械性能优异的焊接金属。本发明专利技术的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂的特征在于，以质量％计，其含有SiO2：5％～24％、MgO：12％～30％、CaO：3％～15％、A12O3：5％～17％、CaF2：7％～19％、ZrO2：0.5％～5％、B2O3：0.1％～3％、Fe：10％～35％、Si：0.3％～4％、Mo：0.1％～3％、Ti：0.1％～3％，其它由脱氧剂、CO2、碱金属氧化物和不可避免的杂质构成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及造船等的大板连接中所用的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，特别涉及 适宜得到稳定的焊珠形状同时可形成机械性能优异的焊接金属的多电极单面埋弧焊用粘 结焊剂。
技术介绍
埋弧焊为下述方法：预先将粒状的焊剂沿着焊接线散布，将电极线连续供给至其 中，使得该电极线的前端与母材之间发生电弧来连续进行焊接。利用该埋弧焊方法，可高效 地得到稳定的焊接作业性和焊接金属的机械性能，因而被用于以造船、钢结构、道管、桥梁、 车辆等大型结构物为代表的广泛领域中。 近年来，随着能量产业的发展进行了钢材的高强度化和高韧性化的研究；并且随 着结构物的大型化进行了板厚的极厚化等的研究，高强度或极厚的钢材的应用比例逐年增 加。因此，对于埋弧焊而言，为了提高焊接施工中的生产率、确保安全性和耐久性，要求品质 进一步的提高，其中特别是对焊接的高效率化与焊接金属的高韧性化的要求极大。 特别是在造船领域中，大型的散货船、油船、集装箱运输船等的建造数量具有逐年 增加的倾向，在它们的建造中，为了提高生产率、确保安全性和耐久性，对于焊接的进一步 高效率化和焊接部的进一步高韧性化的期望极大。 在该造船的建造工程中，作为主轴的大板连接多使用图1所示的焊剂铜垫板单面 埋弧焊方法（下文中称为FCuB法。）。在该FCuB法中，将背面焊剂2以约4_~7mm的程 度散布于背衬铜板1，将空气注入到空气软管3中，将其抵接至与被焊接钢板4的内侧接触 的坡口（開先）背面4a。并且使用2~4根焊丝（^ 4 \ )5由表侧散布表面焊剂6进行 1层焊接，同时形成表面焊珠和背面焊珠。在该焊接方法中，由于在坡口背面4a附着有背面 焊剂2,因而垫板的接触性（当>9 )良好；并且由于可利用背焊剂2下的背衬铜板1抑制背 面焊珠的余高，因而即使在大电流的焊接条件下进行施工，也可得到美丽且无焊接缺陷的 坚实的背面焊珠。因此，FCuB法在薄板到厚板中被广泛应用。 与被覆电弧焊或气体保护电弧焊相比，埋弧焊的焊接输入热量高、母材稀释率大， 因而焊接作业性或焊接金属的性能基本上由焊剂与焊丝的成分组成来确定。在埋弧焊中， 特别是上述的单面埋弧焊方法具有焊接输入热量高、母材稀释率大的特征。 在该单面埋弧焊方法中，主要应用作为烧结焊剂的粘结焊剂。粘结焊剂是在各种 原材料中添加水玻璃等进行造粒、并在500°C左右进行烧制而得到的，由于可自由调整焊接 金属的化学成分、并且可添加铁粉，因而具有焊接效率增高这样的优异特征。 但是，在高速度的单面埋弧焊中，在表面焊珠的表面容易发生铁粒突起，并且具有 熔渣（7 9夕'' )容易附着的倾向。特别是从焊丝电极数的方面考虑，与3电极相比，4电极 时具有显著发生上述铁粒突起的倾向，确认到这依赖于焊接速度。即，若焊丝电极数增加， 则焊接速度可能会提高；因而，由于4电极时的速度变快，从而容易发生表面焊珠表面的铁 粒突起以及熔渣附着。 从这方面考虑，以往有人提出了可得到良好的焊接作业性和焊接金属机械性能的 埋弧焊接用焊剂和单面焊接方法。 例如，在专利文献1中公开了关于利用4电极进行的高速单面埋弧焊方法的基础 技术。其中，为了在高速度的单面埋弧焊中得到坚实无缺陷的焊接金属，其针对焊丝径、焊 接电流、焊接速度、电极间的距离、焊剂和焊丝成分进行了限定从而来谋求改善。但是，尽管 该专利文献1所述的技术能够得到坚实无缺陷的焊接金属，但其无法改善表面焊珠表面的 铁粒突起和熔渣附着，并且在焊剂中并未限定脱氧剂、合金剂的添加。因此，若为厚板的大 输入热焊接，则焊接金属的拉伸强度降低，进而韧性降低，因而存在着得不到稳定的焊接作 业性与焊接金属的良好机械性能的问题。 在专利文献2中公开了使用3电极以上的电极的高速单面埋弧焊用焊剂和焊接方 法的相关技术。其限定了焊剂的成分，进一步限定了焊剂的粒度构成和堆积密度，从而实现 了坚实的表面焊珠和背面焊珠的改善。但是，在粒度构成中，由于粒径超过840 μ m的颗粒 小于20重量％，因而焊剂整体的粒径变细。由此，在焊接时的电弧状态中，因致密散布的细 小焊剂的作用，电弧难以扩展，焊珠形状为凸状，气体散逸变差，会发生凹坑和麻点等焊接 缺陷，因而存在着无法得到坚实且稳定的表面焊珠和背面焊珠的问题。 此外，在专利文献3中公开了用于得到坚实的背面焊珠的技术，其中使用3电极以 上的电极，对焊丝径、焊接电流、电极间的距离、电极的焊矩角度进行限定。专利文献3所述 的技术技术在进行高速单面埋弧焊时也能够得到坚实的背面焊珠，但其无法改善表面焊珠 表面的铁粒突起和熔渣附着，未能得到坚实的表面焊珠。 在专利文献4中公开了利用单电极进行的单面埋弧焊方法所涉及的技术。利用本 方法，可通过焊接速度和焊接输入热的最佳化来得到表面焊珠和背面焊珠均坚实、稳定的 焊珠形状和外观，但由于为单电极焊接，因而存在着焊接速度变慢、焊接效率降低、生产效 率显著降低的问题。 在专利文献5中公开了关于多电极高速单面埋弧焊用粘结焊剂的技术。该公开技 术谋求高速单面埋弧焊中的表面焊珠表面的铁粒突起和咬边的改善。在专利文献5所述的 技术中限定了焊剂组成的成分，特别是使被认为是铁粒突起发生原因的铁粉（Fe)为5%以 下，结果能够减少铁粒突起的发生。但是，在高速单面焊接中，焊剂中的Fe为用于得到稳定 的背面焊珠形状和熔透的必要成分，并且也是能够期待提高熔敷效率的成分。因此，在如专 利文献5所述技术那样使其添加量为5%以下时，无法得到稳定的背面焊珠形状，并且熔敷 效率也降低，因而存在着焊接作业性和生产效率显著变差的问题。 在专利文献6还公开了与多电极高速单面埋弧焊用粘结焊剂相关的谋求表面焊 珠表面的铁粒突起和焊接缺陷的改善的技术。在专利文献6所述的技术中，与专利文献5所 述的技术类似地限定了焊剂组成的成分，特别是使被认为是铁粒突起发生原因的铁粉（Fe) 为5 %以下，进一步使作为焊接对象的接头板厚为16mm以下。但是，在该专利文献6所公开 的技术中，即使如上述那样使所应用的接头板厚为16mm以下，在焊剂中的Fe添加量为5% 以下时也无法得到稳定的背面焊珠形状，并且熔敷效率也降低，因而存在着焊接作业性和 生产效率显著变差的问题。 此外，在本申请人的专利文献7中提出了可改善表面焊珠表面的铁粒突起和焊接 缺陷并得到机械性能优异的焊接金属的多电极高速单面埋弧焊用粘结焊剂所涉及的技术。 专利文献7所述的技术通过限定焊剂组成的成分、进而调整焊剂的粒度来谋求表面焊珠表 面的铁粒突起改善，但仅通过焊剂组成成分的限定和焊剂粒度的调整无法完全抑制铁粒突 起的发生，进而在厚钢板焊接的情况下，还具有焊珠形状呈凸状的问题。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平5-337651号公报 专利文献2 :日本特开平6-277878号公报 专利文献3 :日本特开平8-99178号公报 专利文献4 :日本特开2004-154841号公报 专利文献5 :日本特开2006-272348号公报 专利文献6 :日本特开2007-136516号公报 专利文献7 :日本特开2012-218053号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 因此，本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种多电极单面埋弧焊 用粘结焊剂，利用该多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，其特征在于，以质量％计，其含有：SiO2：5％～24％、MgO：12％～30％、CaO：3％～15％、A12O3：5％～17％、CaF2：7％～19％、ZrO2：0.5％～5％、B2O3：0.1％～3％、Fe：10％～35％、Si：0.3％～4％、Mo：0.1％～3％、Ti：0.1％～3％，其它由脱氧剂、CO2、碱金属氧化物和不可避免的杂质构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木阳一郎，中泽博志，横尾友美，
申请(专利权)人：日铁住金溶接工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP