[发明专利]埋弧焊用粘结焊剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于埋弧焊的粘结焊剂。更详细地说，是涉及主要用于海洋结构物和液化石油气(Liquefied petroleum gas：LPG)罐等的适于低温用钢的埋弧焊用粘结焊剂(bonded flux for submerged arc welding)。

背景技术

近年来，随着能源工业的发展，低温用钢被广泛使用。那么，在使用低温用钢的寒冷地区的管线、LPG罐、海洋中的石油钻探基地等的海洋结构物中，为了确保安全性和耐久性，要求品质进一步提高。特别是对于焊接部的性能要求更加严格，从脆性断裂力学的观点出发，对于焊接部和焊接材料，要求有高断裂韧性性能。作为韧性的评价标准，代表性的有简支梁冲击试验的断裂转变温度(vTrs)、设计温度下的断裂韧性值(CTOD)等。

另外，特别是像海洋结构物等这样板厚极大的结构物中，以减少焊接材料的使用量和缩短作业时间等为目的，有以窄坡口进行施工的情况，容易发生夹渣和未熔合等的缺陷。因此，这些结构物所使用的焊接材料，除了前述的断裂韧性性能以外，从焊接操作性的观点出发，熔渣剥离性和坡口面的熔合性也很重要。

历来，在使用了低温用钢的重型结构物的厚板焊接中，大多采用使用了涂剂焊条的手焊和TIG(钨极惰性气体：Tungsten Inert Gas)焊等，但为了使焊接效率提高，期望埋弧焊材料的开发。然而，由埋弧焊进行的厚板的窄坡口焊接中有施工上的问题，对于焊接操作性优异的低温用钢用埋弧焊材料的期望增高。

具体来说，由埋弧焊发生的熔渣比其他的焊接方法厚，因此熔渣多会夹在坡口内，剥离困难。因此，在厚板的窄坡口焊接的施工中，为了改善缝边形状而需要进行研磨处理，要么夹渣就容易发生。因此，若为了避免未熔合等的焊接缺陷而使坡口宽幅化，则效率降低。

另一方面，埋弧焊用的焊剂，大致分为粘结焊剂和熔融型焊剂。其中，粘结焊剂是通过在脱氧剂和熔渣形成剂等的焊剂原料中添加水玻璃，造粒成适当的大小后，以500℃左右的温度进行干燥而制造。

在粘结焊剂中具有这样的特征，因由金属碳酸盐的分解而发生的CO₂气，而使电弧气氛中的水蒸气分压下降，抑制焊接金属中的扩散性氢量。另外，粘结焊剂具有耐吸湿性优异的性能，此外，通过提高碱度，可以使焊接金属中的氧量减少而使韧性提高，因此能够得到耐裂纹性和韧性性能优异的焊接金属。从这样的理由出发，粘结焊剂适合作为低温用钢的焊接材料，重要的是不论焊接施工条件和焊接环境等，都能够得到良好的焊接金属性能。

因此，本申请人提出一种粘结焊剂，其作为低温用钢的埋弧焊用，焊接操作性优异，能够得到低温韧性优异的焊接金属(参照专利文献1、2)。例如在专利文献1所述的粘结焊剂中，通过特定金属氧化物、金属碳酸盐、金属氟化物等的种类和含量，以抑制焊接金属中的氧量和氮量。另外，在专利文献2所述的粘结焊剂中，除了减少焊接金属中的氧量和氮量以外，还使S含量处于特定的范围，从而使坡口面的熔合良好，使焊接操作性提高。

【先行技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开昭59-137195号公报

【专利文献2】日本特开平7-256489号公报

关于前述的专利文献1、2所述的埋弧焊用粘结焊剂，能够得到焊接操作性良好、且韧性优异的焊接金属。然而，近年来，在使用了低温钢的结构物中，从确保安全性和耐久性的观点出发，要求品质进一步提高，对于其所使用的焊接材料，也要求焊接金属的高韧化和焊接操作性进一步提高。特别是在低温用钢的埋弧焊中，要求使窄坡口的熔渣剥离性和坡口面的焊道的熔合提高了的焊接效率优异的粘结焊剂。

发明内容

因此，本发明的主要目的在于，提供一种埋弧焊用粘结焊剂，其即使以窄坡口对于低温用钢进行焊接施工时，能够得到焊接操作性也良好，并且高韧性的焊接金属。