电渣堆焊用焊剂的制作方法

专利名称：：电渣堆焊用焊剂的制作方法
技术领域：
：本发明涉及电渣堆焊用焊剂，是涉及使用带状电极的电渣堆焊的焊接用焊剂，该电状电极的实施是为了赋予反应器(reactor)等的化学反应容器的内面等以耐腐蚀机能。
背景技术：
：历来，作为这种电渣堆焊用焊剂(以下仅称为堆焊用焊剂)，特公昭62-49155号公报有所公开。该现有的堆焊用焊剂，以改善在焊接速度为30cm/min这样高速焊接时的熔渣的剥离性及耐烧结性为目的，该第1堆焊用焊剂含有CaF2:3060重量％、A1203:1030重量％、Si。2:515重量％、CaO:10重量％以下、MgF2及/或A1F3的合计320重量％、MgO及/或BaO的合计215重量％，并且，满足(MgF2+AlF3)/Si02:0.50以上的条件。另外，该第2堆焊用焊剂，除了所述第l堆焊用焊剂的焊剂成分以外，还含有S的单体及/或化合物，其合计为0.010.1重量％(S换算)。而且，所述第l堆焊用的焊剂，作为改善熔渣的剥离性及耐烧结性的成分，其构成中还含有MgF2及/或AlF3合计320重量。/。，此外作为改善瑢渣的剥离性的成分，还含有MgO及/或BaO合计215重量％。另外，所述第2堆焊用焊剂，为了进一步改善熔渣的耐烧结性，还含有S的单体及/或化合物合计为0.010.1重量％(S换算)。然而，在所述现有的堆焊用焊剂中，在进行使用了以SUS347系为代表的不锈钢制的带状电极的电渣堆焊时，熔敷金属厚度的上限为4mm，为了高效率化即使在此之上提高焊接电流，也会发生熔池流动，从而不能进行熔敷金属厚度5mm、6mm的堆焊。
发明内容因此，本发明的课题在于，提供一种电渣堆焊用焊剂，在使用了带状电极的电渣堆焊的焊接用焊剂中，其与熔敷金属厚度4mm为上限的现有的焊接用焊剂不同，可以进行熔敷金属厚度5mm、6mm的堆焊。为了解决所述课题，在本申请发明中阐述以下的技术性手段。本发明是使用带状电极的电渣堆焊的焊接用焊剂，以质量％含有CaF2:3550%、Si02:15°/。20%但不包括15%、A1203:1020%、CaO:10%以下、MgF2和A1F3的合计为510%、MgO:515%。除上述的焊剂成分以外，以质量％计，还含有Cr-Fe化合物中的Cr和金属Cr，它们的合计含量为0.112质量％。另夕卜，还能够含有金属Ni:0.17质量％。本发明的电渣堆焊用焊剂，与现有焊剂相比，赋予熔融焊渣以粘性并增加了作为防止熔池流动成分的Si02，并且将关系到熔渣剥离性成分的CaF2、MgF2及/或AlF3、及MgO的含量规定在适当范围，从而防止了伴随着Si02的增加带来的熔渣剥离性的恶化。因此，在进行使用了以SUS347系为代表的不锈钢制的带状电极的电渣堆焊时，与因熔池流动而熔敷金属厚度以4mm为上限的现有的焊接用焊剂不同，其能够进行熔敷金属厚度5mm、6mm的堆焊。图1是表示No.l的实施例中的熔敷金属厚度为4mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线2是表示No.3的实施例中的熔敷金属厚度为4mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线3是表示No.9的实施例中的熔敷金属厚度为4mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线图具体实施方式本发明的堆焊用焊剂的特征在于，与现有焊剂相比，赋予熔融焊渣以粘性并增加了作为防止瑢池流动成分的Si02，并且将关系到熔渣剥离性成、5mm及6mm、5mm及6mm、5mm及6mm分的CaF"MgF2及/或AlF"及MgO的含量规定在适当范围，从而防止了伴随着Si02的增加带来的熔渣剥离性的恶化。由此，能够进行认为是标准熔敷金属厚度的熔敷金属厚度为4mm的堆焊，并能够持续焊接速度达35cm/min这种比现有焊剂更高的焊接速度(现有30cm/min)，另外，与熔敷金属厚度4mm为上限的现有的焊接用焊剂不同，其能够进行熔敷金属厚度为5mm、6mm的堆焊。以下，对于本发明的堆焊用焊剂的成分选择理由及各成分范围设定理由进行说明。还有，各焊剂成分的含量以质量％表示。CaF2是电渣焊中所需的提高熔渣的电传导性的成分。但是在低于35Y。时则得不到充分的电传导性。另一方面，若超过50%，则熔渣剥离性恶化，熔渣的流动性过大，焊道形状恶化，因此，CaF2的含量优选3550n/。的范围，更优选3847%的范围，特别优选4144%的范围。Si02是通过赋予熔渣以适当的粘性，从而将焊道形状及焊道外观进行良好调整的成分。但是在15%以下时，以高焊接电流在35cm/min这样的高焊接速度下进行熔敷金属厚度为4mm的堆焊时，另外与熔敷金属厚度4mm时相比，以高焊接电流，低焊接速度进行熔敷金属厚度为5mm、6mm的堆焊时，该效果得不到发挥，熔池的流动容易发生。另一方面，若超过20%，则熔渣的粘性过剩，熔渣的剥离性恶化，同时熔渣的烧结性变得显著。因此，Si02的含量优选15%20%但不包括15%的范围，更优选15%17%但不包括15%的范围。MgF2及A1F3是改善熔渣的剥离性及耐烧结性的成分，两者单独使用"并用都可以，可发挥使熔渣的剥离性良好的效果。但是，MgF2及/或A1F3合计低于5%时，熔渣剥离性的改善效果不充分。另一方面，若超过10%，则熔渣的流动性过大而致使焊道缝边部不整齐等，招致焊道形状的恶化。因此，MgF2、AlF3的含量其合计优选510Q/。的范围，更优选为78%。MgO是改善熔渣的剥离性的成分。但是，低于5%时，熔渣剥离性的改善效果不充分。另一方面，若超过15%，则焊道的形状恶化，易发生夹渣、融合不良还有咬边等缺陷。因此，MgO的含量优选515。/。的范围，更优选813%的范围。A1203是使焊道的平滑性、焊道的缝边部的润湿性和直线性良好的成分。但是，在低于10%时，所述效果无法发挥，若超过20%，则由于熔渣的电传导性的降低导致通电性变差，从而焊接作业性恶化。因此，A1203的含量优选1020%的范围，更优选1416%的范围。CaO是提高溶渣的碱度从而提高焊接金属的纯度的成分。该效果与其存在量成比例，优选含有1%以上。另一方面，对于上限来说，若超过10%，则熔渣的流动性过大，焊道形状及外观恶化。因此，CaO的含量优选10%以下，更优选8%以下，特别优选6%以下。Cr-Fe化合物或金属Cr，是用于弥补带状电极熔融而成的焊接金属中的Cr的减少部分而添加的成分。在25cm/min以上的高速焊接时，由于强烈受到来自焊接金属母材的过剩的稀释，和熔池中Cr的消耗被加速，焊接金属中的Cr量过剩地减少。若焊接金属中的Cr过剩地减少，则招致焊接金属的耐腐蚀性的降低，并且焊接金属只含少量的铁素体，对于高温裂纹变得非常敏感。为了避免这些问题，通过向焊剂中添加Cr-Fe化合物或金属Cr，可以弥补焊接金属中的Cr的减少部分。由此，即使在母材稀释大的高速焊接中，也可以得到具有充分的耐腐蚀性和耐裂纹性的焊接金属。可是，Cr-Fe化合物或金属Cr若添加在原来的焊剂中，则是招致熔渣的耐烧结性及耐剥离性恶化的成分，其添加量与熔渣的耐烧结性及瑢渣的剥离性关系密切。因此，除了CaF2:3550%、Si02:15°/。20%但不包括15%、A1203:1020%、CaO:10%以下、MgF2及A1F3的合计510%、MgO:515%这样的焊剂成分以外，还可以含有Cr-Fe化合物及/或金属Cr，Cr-Fe化合物中的Cr和金属Cr的合计优选为0.112。/。，更优选0.19%，特别优选0.15%。Cr-Fe化合物中的Cr和金属Cr合计若超过12%,则熔渣的耐烧结性及熔渣剥离性恶化，因此不为优选。另一方面，为得到弥补焊接金属中的Cr的减少部分的效果，需要使Cr-Fe化合物中的Cr和金属Cr合计至少含有0.1%。另外，金属Ni是用于弥补带状电极熔融而成的焊接金属中的Ni的减少部分而添加的成分。在25cm/min以上的高速焊接时，焊接金属强烈受到来自母材的过剩的稀释，焊接金属中的Ni量过剩地减少。该Ni的过剩减少会促进焊接金属的组织的不稳定化，使耐腐蚀性劣化。为了避免该问题，通过向焊剂中添加金属Ni，可以弥补焊接金属中的Ni的减少部分。可是，金属Ni若添加到原来的焊剂中，则成为招致熔渣的耐烧结性及熔渣的剥离性恶化的成分，其添加量与熔渣的耐烧结性及熔渣的剥离性密切相关。因此，除了CaF2:3550%;Si02:15%20%但不包括15%、A1203:1020%、CaO:10%以下、MgF2及A1F3的合计510%、MgO:515%这样的焊剂成分以外，还可以含有金属Ni优选为0.17W，更优选0.15%，特别优选0.13%。若金属Ni超过7。/。，则熔渣的耐烧结性及熔渣剥离性恶化，因此不为优选。另一方面，为得到弥补焊接金属中的Ni的减少部分的效果，需要使金属Ni至少含有O.P/。。上述的本发明焊剂的必须成分(CaF2、Si02、A1203、CaO、MgFz及/或A1F"MgO)和选择添加成分(Cr-Fe化合物及/或金属Cr、金属Ni)以外的成分(余量)的含量优选为25%。作为余量而被允许含有的物质，可列举例如S、MnO、Fe203、Na20。实施例采用表2中显示该焊剂成分组成的No.lNo.9的比较例的堆焊用焊剂，以表l所示的焊接条件进行一层堆焊，对于该焊接结果进行评价。结果显示在表2中。还有，表2和后述的表3及表4中的焊剂成分组成之中的"其他"，是S、MnO、Fe203、Na20。另外，在表2表4中，评价:极好，〇良好，稍有不良；X:不良。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2在所示的No.lNo.9的比较例的堆焊用焊剂，与前述的特公昭62-49155号所述的发明例No.l2No.20的堆焊用焊剂其焊剂组成相同。如表2所示，在Si02量为15。/。以下的No.lNo.9的比较例中，熔池发生流动，不能进行熔敷金属厚度为5mm、6mm的堆焊。采用表3中显示该焊剂成分组成的No.lONo.18的比较例的堆焊用焊剂，以表1所示的焊接条件地行1层堆焊，对于该焊接结果进行评价。结果显示在表3中。表3<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>如表3所示，在No.l0No.18的比较例中，因为欠缺本发明规定的某一要件，所以存在如下问题。No.l0因为SiO2量低于下限值，所以熔池的粘性低，在熔敷金属厚度4mm的堆焊中，焊道外观、焊道形状略有不良。另外，在熔敷金属厚度5mm、6mm的各堆焊中，易发生熔池的流动，不可焊接(焊接困难)。No.ll因为Si02量高于上限值，所以熔渣剥离性差，另外熔渣的烧结性显著。No.l2因为CaF2量高于上限值，所以焊道形状、熔渣剥离性等稍有不良。No.13因为Si02量低于下限值，同时MgF2及/或AlF3的量合计高于上限值，所以在熔敷金属厚度4mm的堆焊中，焊道外观、焊道形状不良，熔渣剥离性、熔渣的耐烧结性也不良。另外，在熔敷金属厚度5mm、6mm的各堆焊中，易发生熔池的流动，不可焊接(焊接困难)。另外，比较例的No.l4因为CaO量超过上限值，所以焊道外观、焊道形状稍有不良。No.15因为MgF2及/或AlF3的量合计高于上限值，所以焊道形状不良。No.l6因为MgO量高于上限值，所以焊道外观、焊道形状不良，另外还会发生夹渣、融合不良、咬边等缺陷。No.l7因为金属N量高于上限值，所以熔渣的耐烧结性及熔渣剥离性不良。No.18因为Cr-Fe化合物或金属Cr的量高于上限值，所以熔渣的耐烧结性及熔渣剥离性不良。采用表4中显示该焊剂成分组成的No.lNo.11的实施例的堆焊用焊剂，以表1所示的焊接条件进行1层堆焊，对于该焊接结果进行评价。结果显示在表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如表4所示，在No.lNo.11的实施例中，在熔敷金属厚凌为4mm、5mm及6mm的各堆焊中，能够得到良好的焊接结果。图1是表示No.l的实施例中的熔敷金属厚度为4mm、5mm及6mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线图。该图1中，〇标记表示在No.7的比较例中熔敷金属厚度为4mm的焊接条件范围。图2是表示No.3的实施例中的熔敷金属厚度为4mm、5mm及6mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线图。该图1中，〇标记表示在No.8的比较例中熔敷金属厚度4mm下的焊接条件范围。图3是表示No.9的实施例中的熔敷金属厚度为4mm、5mm及6mm的焊接条件范围(焊接电流与焊接速度的关系)的曲线图。该图1中，〇标记表示在No.9的比较例中熔敷金属厚度4mm下的焊接条件范围。如图1图3所示，若观察熔敷金属厚度4mm的堆焊，在No.7、8、9的比较例中，是焊接速度为1430cm/min(焊接电流12002100A)的范围。相对于此，在No.l、3、9的实施例中，是焊接速度为1435cm/min(焊接电流11001900A)的范围，通过使焊剂中的Si02量比现有焊剂高，并且阻止熔渣的恶化，与No.7、8、9的比较例(现有技术)相比，能够达到35cm/min这样的高焊接速度而进行堆焊。另夕卜，如图1图3所示，在No.l、3、9的实施例中，与熔敷金属厚度4mm为上限的No.7、8、9的比较例(现有技术)不同，通过使焊剂中的Si02量比现有焊剂高，以防止熔池的流动，并且通过阻止熔渣剥离性的恶化，可以进行熔敷金属厚度为5mm、6mm的堆焊。特别是也可以在熔池的流动易发生的低焊接速度下进行熔敷金属厚度为6mm的堆焊。还有，即使在其他实施列中，也能够得到与No.l、3、9的各实施例相同的结果。权利要求1.一种使用带状电极的电渣堆焊的焊接用焊剂，其特征在于，以质量％含有CaF235～50％、SiO215％～20％但不包括15％、Al2O310～20％、CaO10％以下、MgF2和AlF3的合计为5～10％、MgO5～15％。2.根据权利要求1所述的电渣堆焊用焊剂，其特征在于，还含有Cr-Fe化合物中的Cr和金属Cr，它们的合计含量为0.112质量％。3.根据权利要求1或2所述的电渣堆焊用焊剂，其特征在于，还含有0.17质量％的金属Ni。全文摘要提供一种电渣堆焊用焊剂，在使用了带状电极的电渣堆焊的焊接用焊剂中，其与熔敷金属厚度4mm为上限的现有的焊接用焊剂不同，可以进行熔敷金属厚度为5mm、6mm的堆焊。作为本发明的焊接用焊剂，以质量％计含有CaF₂35～50％、SiO₂15％～20％但不包括15％、Al₂O₃10～20％、CaO10％以下、MgF₂及AlF₃合计为5～10％、MgO5～15％。文档编号B23K25/00GK101229609SQ200710199478公开日2008年7月30日申请日期2007年12月13日优先权日2007年1月26日发明者加纳觉,渡边博久申请人:株式会社神户制钢所