定性和 良好的焊缝形状/外观、熔渣剥离性而极为重要的成分。ZrO 2小于0. 5%时，得不到该效果。 另外，若ZrO2超过5%，则焊接金属的氧量增加而韧性劣化。因而，ZrO 2设定为0. 5%~5%。
[0066] (Β203:0· 1%~3% )
[0067] 以氧化硼、硼砂等为原料的B2O3具有韧性提高的效果。B 203小于0. 1%时，得不到 初性提尚的效果；若超过3%，则焊接金属固化，初性反而劣化。因而，B2O3设定为0. 1 %~
[0068] (CaCO3和MgCO 3中的1种或2种的CO 2换算值的合计：2%~7% )
[0069] 来自CaCO3 (碳酸妈）、MgC03(碳酸镁）的〇}2对于使电弧稳定、并且提高焊接金属 的韧性而言是重要的元素，其具有下述效果：在焊接中CaCOjP MgCO3分解，CO或CO 2气体 使电弧稳定，同时降低电弧气氛中的氮分压，降低焊接金属的氮量。CaC0#PMgCO3中的1种 或2种的CO 2换算值的合计小于2%时，电弧不稳定，特别是表面焊缝的形状和外观不良，而 且焊接金属的氮增高，韧性降低。另一方面，若CaCOdPMgCO 3中的1种或2种的0)2换算 值的合计超过7 %，则CO或0)2气体过量，在焊缝表面产生麻点。因此，CaCO 3和MgCO 3中的 1种或2种的0)2换算值的合计为2%~7%。
[0070] (Fe :10% ~35%)
[0071] 以铁粉以及Fe-Si、Fe-Mn或Fe-Mo等铁合金为原料的Fe具有提高熔敷效率和集 中电弧的效果。Fe小于10%时，熔敷效率降低、电弧的集中性变差，因而背面焊缝的焊缝形 状不稳定。另一方面，Fe超过35%时，在焊缝表面产生铁粒突起而导致熔渣附着、熔渣剥离 性也不良。因而，Fe设定为10%~35%。
[0072](用于Fe成分的铁粉原材料的平均粒径：150 μ m以下）
[0073] 用于Fe成分的铁粉原材料的粒度是为了在高速度和连续长时间的焊接中完全消 除焊缝表面的铁粒突起的重要因子。为了使焊缝表面不产生铁粒突起，需要在焊接时的早 期阶段使铁粉熔融落入到熔融金属中，通过将焊剂整体的粒度限定为最佳构成而实现一定 程度的改善，但优选所应用的铁粉原材料的粒度为更细粒的铁粉原材料，其平均粒径优选 为150 μπι以下。但是，在本发明中，铁粉原材料的平均粒径为150 μπι以下并非为必须的， 即使超过该粒径也可发挥出所期望的效果。
[0074] (Si :0.3%~4%)
[0075] 以金属Si、Fe-Si、Fe-Si-Mn等为原料的Si为脱氧元素，其可降低焊接金属的氧 量。Si小于0.3%时，得不到脱氧效果，韧性降低。另一方面，Si超过4%时，过剩地残留于 焊接金属中而导致强度提高、韧性降低。因而，Si设定为0. 3%~4%。
[0076] (Mn :0.3%~1%)
[0077] 以金属Mn、Fe-Mn、Fe-Si-Mn等为原料的Mn与Si同样地为脱氧元素，其可降低焊 接金属的氧量。Mn小于0.3%时，得不到脱氧效果，韧性降低。另一方面，Mn超过1%时，过 剩地残留于焊接金属中而导致强度提高、韧性降低。因而，Mn设定为0.3%~1%。
[0078] (Mo :0.1 %~3%)
[0079] 以金属Mo、Fe-Mo为原料的Mo作为焊接金属的淬火性增大元素而为重要的成分。 Mo小于0. 1 %时，焊接金属的强度降低、也没有韧性提高的效果；另一方面，Mo超过3%时， 焊接金属的淬火性过大，硬度过高、韧性降低。因而，Mo设定为0. 1 %~3%。
[0080] (Ti :0.1 %~3%)
[0081] 以金属Ti、Fe-Ti等为原料的Ti在焊接金属的组织形态中生成Ti氧化物等，为 生成微细晶粒的针状铁素体的重要成核点，该针状铁素体对于提高强度和韧性而言是有效 的。Ti小于0.1%时，无法生成对韧性提高有效的针状铁素体、韧性降低。另一方面，Ti超 过3%时，焊接金属的强度提高、韧性降低。因而，Ti设定为0. 1 %~3%。
[0082] (Al :0· 05%~0· 5% )
[0083] Al为强脱氧剂，在焊接对象钢板的板厚较厚的高线能量的焊接中，其可确保焊接 金属的韧性。Al小于0.05%时，得不到在高线能量的焊接时确保韧性的效果。另一方面， Al超过0.5%时，其以氧化物的形式在焊接金属中过度残留而导致焊接金属的韧性降低。 因而，Al优选设定为0. 05%~0. 5%。但是，在本发明中，Al的含量设定为0. 05%~0. 5% 并非为必须的，即使脱离该范围，也可发挥出所期望的效果。
[0084] (TiO2:1. 5% 以下）
[0085] TiO2为用于维持电弧稳定性和焊缝平滑性的有效成分，但其也为容易使熔渣附着 在焊缝表面、助长铁粒突起的产生的成分。因而，优选作为各原料中的杂质的TiO2含量尽 量低，其含量优选为1. 5%以下。但是，在本发明中，该TiO2的含量为1. 5%以下并非为必 须的，即使超出该范围，也可发挥出所期望的效果。
[0086] 其它为：来自水玻璃的K2O和Na2O等碱金属氧化物：5%以下；以及P、S等不可避 免的杂质，由于P和S均会生成低熔点的化合物而导致韧性降低，因而优选尽量降低P和s。
[0087] 需要说明的是，使用了本发明的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂的单面焊接能够在 提高电弧稳定性、焊丝送丝性、熔敷效率的情况下进行焊接，因而适用于组合后的焊丝径为 4. Omm~6. 4mm、3电极以上的多电极单面埋弧焊。
[0088] 实施例1
[0089] 下面通过实施例进一步详细说明本发明的效果。
[0090] 使用表1所示各种焊剂成分和对用于Fe成分的铁粉原材料的粒度进行了调整的 粘结焊剂、表2所示化学组成的背面焊剂、以及表3所示化学组成的焊丝，将表4所示化学 组成的板厚为25mm的钢板（标号A)加工成如图2所示的坡口角度为50°、炖边为5mm的 坡口形状，在基于表5所示的条件No. 1(3电极）或条件No.2(4电极）的焊接条件下实施 了图1所示的FCuB单面埋弧焊试验。
[0091] 在该FCuB单面埋弧焊试验中，将包含表2所示的组成的背面焊剂以约4mm~7mm 左右散布至背衬铜板，将空气吸入到空气软管3中，将其抵接至对应于被焊接钢板4的背侧 的坡口背面4a。并且使用2~4根焊丝5由表侧散布表面焊剂6进行1层焊接，同时形成 表面焊缝和背面焊缝。
[0092] 需要说明的是，以水玻璃为粘着剂对表1所示的粘结焊剂进行造粒后，在400°C~ 550°C下烧制2小时，整粒成I. 4mmX0. 15mm。
[0093] 另外，表3所示的焊丝使用如下而成的焊丝：原线经缩径、退火、酸洗、铜镀覆而制 成坯线（素線），将这些坯线拉伸至4. 8mm直径和6. 4mm直径而进行使用。
[0094]
【主权项】
1. 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： Si02:5%~24%、 MgO:12%~30%、 CaO :3%~15%、 Al203:5%~17%、 CaF2:7%~19%、 Zr02:0. 5%~5%、 B203:0. 1 %~3%、 CaCOjPMgCO3中的1种或2种的CO2换算值的合计：2%~7%、 Fe:10%~35%、 Si :0? 3%~4%、 Mn:0? 3%~1%、 Mo:0? 1%~3%、 Ti :0? 1%~3%， 其它包含碱金属氧化物和不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，其特征在于，以质量％计，其还 含有Al:0? 05%~0? 5%。
3. 如权利要求1或2所述的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，其特征在于，以质量％计， 1102为1. 5%以下。
4. 如权利要求1~3中任一项所述的多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，其特征在于，用于 Fe成分的铁粉原材料的平均粒径为150ym以下。
【专利摘要】本发明提供一种多电极单面埋弧焊用粘结焊剂，其能够进一步抑制在表面焊缝的表面产生铁粒突起，可形成无焊接缺陷的坚实的焊接金属，能够得到稳定的焊缝形状和焊缝外观，进而可得到机械性能优异的焊接金属。其特征在于，以质量％计，其含有SiO2：5％～24％、MgO：12％～30％、CaO：3％～15％、Al2O3：5％～17％、CaF2：7％～19％、ZrO2：0.5％～5.0％、B2O3：0.1％～3.0％、CO2换算值的合计：2％～7％、Fe：10％～35％、Si：0.3％～4.0％、Mn：0.3％～1％、Mo：0.1％～3.0％、Ti：0.1％～3.0％，其它包含碱金属氧化物和不可避免的杂质。
【IPC分类】B23K35-362
【公开号】CN104772580
【申请号】CN201410601679
【发明人】铃木阳一郎, 中泽博志, 横尾友美
【申请人】日铁住金溶接工业株式会社
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2014年10月31日