本發(fā)明涉及埋弧焊用焊劑。

背景技術(shù)：

用于埋弧焊的焊劑，根據(jù)其形態(tài)，大致可分為熔融型焊劑和燒成型焊。熔融型焊劑，是通過以電爐等熔化各種原料，并加以粉碎而制造。另一方面，燒成型焊劑，是通過將各種原料由堿性硅酸鹽等的粘合劑結(jié)合，造粒之后，經(jīng)燒成而制造。

另外，燒成型焊劑根據(jù)燒成溫度分類，一般以400℃以上、低于600℃燒成的稱為低溫燒成型焊劑，以600～1200℃燒成的稱為高溫燒成型焊劑。以前，進行對焊接頭的高速焊接時，為了使焊道外觀良好，一般使用的是熔融溫度低的熔融型焊劑。另一方面，因為熔融溫度低，所以不適合線能量高的焊接，然而以減少噴濺、提高保護性為目的，而確立起使焊劑的粒度細微加以應對的技術(shù)。但是，大量含有細小粒度的焊劑，耐咬邊性差，或者在焊接前的搬送或焊接時的散布和回收中上騰到大氣中，成為堆積粉塵而使焊接操作環(huán)境劣化，因此焊接作業(yè)者吸入，有可能對人體造成的不良影響。

因此，關(guān)于高速埋弧焊用燒成型焊劑，進行了各種研究。

例如，在專利文獻1中，關(guān)于高速埋弧焊用燒成型焊劑，公開有一種技術(shù)，其特別是涉及在多電極埋弧焊中可以高速焊接，并且能夠得到高韌性焊接金屬的燒成型焊劑的相關(guān)技術(shù)。

專利文獻1的高速埋弧焊用燒成型焊劑中，作為主要成分含有sio2：12～24％、tio2：9～20％、al2o3：15～25％、mno：8～15％、mgo：18～25％、cao：1～13％、caf2：10～20％、和feo：2％以下。而且，該焊劑在焊接時，所述焊劑熱分解而發(fā)生的氣體量為1.5～3％，除所述主要成分和氣體成分以外由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，在焊劑累積粒度分布中占50重量％的粒子的中值粒徑處于500～800μm的范圍內(nèi)，焊劑中的粒徑295μm以下的粒子為總體的15％以下，焊劑的毛體積比重處于0.7～1.2g/cm³的范圍內(nèi)。

另外，例如，在專利文獻2中，關(guān)于高速埋弧焊用燒成型焊劑，公開有一種技術(shù)，其特別是涉及在多電極埋弧焊中可以高速焊接，且能夠減少焊接金屬的氧量而得到高韌性的燒成型焊劑的相關(guān)技術(shù)。

專利文獻2的高速埋弧焊用燒成型焊劑中，作為主要成分而含有sio2：12～24％、tio2：1～6％、al2o3：15～25％、mno：6％以下、mgo：25～40％、cao：1～13％、caf2：15～28％、和feo：2％以下。而且，該焊劑在焊接時，所述焊劑熱分解而發(fā)生的氣體量為1.5～3％，除所述主要成分和氣體成分以外由不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。另外，在焊劑累積粒度分布中占50重量％的粒子的中值粒徑處于500～800μm的范圍內(nèi)，焊劑中的粒徑295μm以下的粒子為總體的15％以下，焊劑的毛體積比重處于0.7～1.2g/cm³。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開昭59－137194號公報

【專利文獻2】日本特開昭60－64792號公報

但是，關(guān)于專利文獻1，因為三電極焊接中焊接速度為200cm/min，所以若與熔融焊劑中可以達到的焊接速度比較，談不上是高速。

另外，關(guān)于專利文獻2，因為三電極焊接中焊接速度為160cm/min，所以若與熔融焊劑中可以達到的焊接速度比較，談不上高速。

另外，在高速埋弧焊用燒成型焊劑中，還要求焊接金屬的耐缺陷性優(yōu)異。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的課題在于，提供一種高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性良好的埋弧焊用焊劑。

本發(fā)明的埋弧焊用焊劑，其特征在于，含有如下，f的caf2換算值：2～22質(zhì)量％、mgo：8～28質(zhì)量％、na的na2o換算值和k的k2o換算值之中至少一個以上的合計：0.5～6.5質(zhì)量％、mn的mno換算值：2～22質(zhì)量％、fe的feo換算值：0.5～6.5質(zhì)量％、sio2：12～32質(zhì)量％、al2o3：16～36質(zhì)量％、zro2：0.4～10質(zhì)量％、水溶性sio2：低于1質(zhì)量％(含0質(zhì)量％)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，焊劑以規(guī)定量含有規(guī)定成分，高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性良好。

還有，本申請中的所謂高速，是指例如210～600cm/min以下的焊接速度。另外，本申請中的所謂焊接操作性，是指焊道外觀、焊道形狀、熔渣剝離性和電弧穩(wěn)定性的優(yōu)劣。

該埋弧焊用焊劑，優(yōu)選還含有cao的換算值：18質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，焊接金屬的潔凈度和熔融渣的流動性提高。

該埋弧焊用焊劑，優(yōu)選還含有tio2：6質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，焊接操作性和焊接金屬的韌性提高。

該埋弧焊用焊劑，設所述al2o3含量為[al2o3]，所述tio2含量為[tio2]，所述zro2含量為[zro2]時，優(yōu)選滿足下述數(shù)學表達式(i)

【數(shù)學表達式2】

根據(jù)這樣的構(gòu)成，并使所述各成分為規(guī)定量，能夠更嚴密地控制成分，焊接操作性進一步提高。

該埋弧焊用焊劑，優(yōu)選還含有b2o3：3質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，焊接金屬的韌性提高。

本發(fā)明的埋弧焊用焊劑，適合作為高速進行焊接作業(yè)的高溫燒成型焊劑。

該埋弧焊用焊劑，優(yōu)選滿足0.3mm以下的粒度為10質(zhì)量％以下，和0.2mm以下的粒度為3質(zhì)量％以下的任意一者或兩者。

根據(jù)這樣的構(gòu)成，焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性提高，焊接作業(yè)環(huán)境改善。

根據(jù)本發(fā)明，通過特定各成分的含量，高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性良好。

附圖說明

圖1是表示實施例的焊接試驗中使用的試驗片的坡口形狀的側(cè)視圖。

圖2是表示實施例的焊接試驗中的電極配置的側(cè)視圖。

具體實施方式

以下，就用于實施本發(fā)明的方式，詳細加以說明。還有，本發(fā)明不受以下說明的實施方式限定。

本發(fā)明的實施方式的埋弧焊用焊劑(以下，也僅稱為焊劑。)，規(guī)定f(caf2換算值)含量、mgo含量、na(na2o換算值)和k(k2o換算值)的合計的含量、mn(mno換算值)含量、fe(feo換算值)含量、sio2含量、al2o3含量、zro2含量和水溶性sio2含量。

另外，本發(fā)明的實施方式的焊劑，還可以含有cao(換算值)、tio2和b2o3之中至少一種。含有這些成分時，優(yōu)選為規(guī)定量。

以下，對于本實施方式的焊劑中的組成限定理由進行說明。還有，本實施方式的焊劑中的各成分的含量，除非特別指出，否則均是將按照jisz3352：2010所規(guī)定的法定量的值，換算成氧化物或氟化物的換算值。另外，各成分的含量，是在焊劑總體中的含量。另外，在本實施方式的焊劑中，關(guān)于粒度分布的測量，也遵循jisz3352：2010。

[f的caf2換算值：2～22質(zhì)量％]

caf2等的氟化物，具有提高熔融渣的導電性和流動性的效果，是對熔融渣的高溫粘性施加影響的成分之一。其作用與后述的cao同樣，與其含量成正比。具體來說，f含量(caf2換算值)低于2質(zhì)量％時，無法充分取得前述的效果，另外，也不能期待由熔融渣促進co氣體排出，改善抗麻點性的效果。

另一方面，若f含量(caf2換算值)高于22質(zhì)量％，則熔融渣的流動性變得過高，焊道形狀劣化。因此，f含量(caf2換算值)為2～22質(zhì)量％。f含量(caf2換算值)，從提高抗麻點性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為4質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為6質(zhì)量％以上。另外，從提高焊道形狀的觀點出發(fā)，f含量(caf2換算值)優(yōu)選為20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為18質(zhì)量％以下。

還有，這里所說的f含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jisk1468－2：1999等)分析得出的焊劑的總f量，經(jīng)由caf2換算出的值。另外，本實施方式的焊劑中氟化物成分，主要是caf2，另外還會包含alf3或mgf2等，但如果f含量(總f量的caf2換算值)在前述的范圍內(nèi)，則不會影響到前述的氟化物的效果。

[mgo：8～28質(zhì)量％]

mgo是非常有助于熔渣剝離性提高的成分，不論焊接電源的方式，是用于確保良好的熔渣剝離性必須的成分。但是，mgo含量低于8質(zhì)量％時，無法充分取得這一效果，另外，若高于28質(zhì)量％，則焊道形狀劣化，依存于焊接電源的類別而容易發(fā)生夾渣、未熔合、還有咬邊等的缺陷。特別是在交流式焊接電源中，前述的夾渣和未熔合等的焊接缺陷的發(fā)生變得顯著。因此，mgo含量為8～28質(zhì)量％。

從提高熔渣剝離性的觀點出發(fā)，mgo含量優(yōu)選為10質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為12質(zhì)量％以上。另外，從抑制缺陷發(fā)生的觀點出發(fā)，mgo含量優(yōu)選為26質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為24質(zhì)量％以下。

還有，這里所說的mgo含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8222：1997等)分析得出的焊劑的總mg量，經(jīng)由mgo換算出的值。在以此方法測量的總mg量中，會包含mgf2等的mgo以外的成分，但這些成分因為微量，所以如果mgo含量(總mg量的mgo換算值)在前述的范圍內(nèi)，則不會影響到前述的mgo的效果。

[na的na2o換算值和k的k2o換算值之中至少一個以上的合計：0.5～6.5質(zhì)量％]

(即，na的na2o換算值和k的k2o換算值的合計：0.5～6.5質(zhì)量％(含有na和k之中至少一個以上))

na和k主要是對焊接時的電弧穩(wěn)定性和焊劑的吸濕特性造成影響的成分，主要以na2o和k2o等的氧化物的形態(tài)被添加。但是，na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)合計低于0.5質(zhì)量％時，焊接時的電弧電壓不穩(wěn)定，焊道外觀和焊道形狀劣化。

另一方面，若na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)合計高于6.5質(zhì)量％，則焊劑的吸濕特性劣化，并且電弧變得強而不穩(wěn)定，焊道外觀和焊道形狀劣化。因此，na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)，合計為0.5～6.5質(zhì)量％。還有，本實施方式的焊劑，添加na和k之中至少一種即可。

na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)，從電弧電壓的穩(wěn)定化的觀點出發(fā)，合計優(yōu)選為1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％以上。另外，從焊劑的吸濕特性、電弧穩(wěn)定性的觀點出發(fā)，na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)，合計優(yōu)選為6質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為5.5質(zhì)量％以下。

還有，這里所說的na含量和k含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8852：1998等)分析得出的焊劑的總na量和總k量，分別經(jīng)由nao和k2o換算出的值。另外，本實施方式的焊劑中的na成分和k成分，主要是na2o和k2o，但另外會包含naalsi3o8或kalsi3o8等。

另外，這里的na、k來自于礦石原料和水玻璃。

[mn的mno換算值：2～22質(zhì)量％]

mn對熔融渣的粘性和凝固溫度造成影響，并且對于改善抗麻點性是有效的成分，主要以mno、mno2和mn2o3等的氧化物的形態(tài)添加。在各種形態(tài)之中，特別是若以一氧化錳(mno)的形態(tài)添加，則其有用性得到發(fā)揮。但是，mn含量(mno換算值)低于2質(zhì)量％時，其效果得不到充分發(fā)揮，另外，若高于22質(zhì)量％，則熔渣變脆，熔渣剝離性劣化。因此，mn含量(mno換算值)為2～22質(zhì)量％。

該mn(mno換算值)，從提高抗麻點性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為4質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為6質(zhì)量％以上。另外，從提高熔渣剝離性的觀點出發(fā)，mn(mno換算值)優(yōu)選為20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為18質(zhì)量％以下。還有，這里所說的mn含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8232：2005等)分析得出的焊劑的總mn量，經(jīng)由mno換算出的值。

[fe的feo換算值：0.5～6.5質(zhì)量％]

fe促進脫氧現(xiàn)象，具有提高抗麻點性的效果，主要以fe－si等的金屬粉的形態(tài)添加。前述效果與其存在量成正比，fe含量(feo換算值)低于0.5質(zhì)量％時，特別是焊接電源為直流式時，得不到充分的效果。另一方面，若fe含量(feo換算值)高于6.5質(zhì)量％，則對熔渣的凝固溫度造成影響，焊道外觀、焊道形狀和熔渣剝離劣化。因此，fe含量(feo換算值)為0.5～6.5質(zhì)量％。

fe含量(feo換算值)，從抗麻點性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為1質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％以上。另外，若考慮對熔渣的凝固溫度的影響，則fe含量(feo換算值)優(yōu)選為6質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為5.5質(zhì)量％以下。

還有，這里所說的fe含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8202：2000等)分析得出的焊劑的總fe量，經(jīng)由feo換算出的值，除作為金屬粉被添加的fe以外，還包含作為不可避免的雜質(zhì)而添加的feo、fe2o3和fe3o4等。

[sio2：12～32質(zhì)量％]

sio2給熔融渣提供適度的粘性，由此主要具有使焊道外觀和焊道形狀良好的效果。但是，sio2含量低于12質(zhì)量％時，無法充分取得前述的效果，焊道外觀和焊道形狀劣化。另外，若sio2含量高于32質(zhì)量％，則過剩，熔渣剝離性劣化，并且熔渣的咬粘加劇。因此，sio2含量為12～32質(zhì)量％。

從提高焊道外觀和焊道形狀的觀點出發(fā)，sio2含量優(yōu)選為14質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為16質(zhì)量％以上。另外，從熔渣剝離性的觀點出發(fā)，sio2含量優(yōu)選為30質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為28質(zhì)量％以下。

還有，這里所說的sio2含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8214：1995等)分析得出的焊劑的總si量，經(jīng)由sio2換算出的值。以此方法測量的總si量中，會包含作為fe－si等的合金被添加的si等sio2以外的成分，但如果sio2含量(總si量的sio2換算值)在前述的范圍內(nèi)，則不會影響前述的sio2的效果。

[al2o3：16～36質(zhì)量％]

al2o3是調(diào)整熔融渣的粘性和熔點的成分，具有使焊接時的焊道形狀良好的效果。但是，al2o3含量低于16質(zhì)量％時，無法充分取得前述的效果，另外，若al2o3含量高于36質(zhì)量％，則熔融渣的熔點過度上升，焊接時招致焊道形狀的劣化。因此，al2o3含量為16～36質(zhì)量％。

從調(diào)整熔融渣的粘性和熔點的觀點出發(fā)，al2o3含量優(yōu)選為18質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為20質(zhì)量％以上。另外，從熔融渣的熔點的觀點出發(fā)，al2o3含量優(yōu)選為34質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為32質(zhì)量％以下。由此，能夠使焊道形狀更為良好。

還有，這里所說的al2o3含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8220：1995等)分析得出的焊劑的總al量，經(jīng)由al2o3換算出的值。由此方法測量的總al量中，會包含alf3等的al2o3以外的成分，但這些成分因為微量，所以只要al2o3含量(總al量的al2o3換算值)在前述范圍內(nèi)，則不會影響到前述的al2o3的效果。

[zro2：0.4～10質(zhì)量％]

zro2對熔融渣的粘性和凝固溫度施加影響，并且在高速度的焊接中，是用于得到電弧穩(wěn)定性、良好的焊道形狀和焊道外觀以及良好的熔渣剝離性的極其重要的成分。zro2低于0.4質(zhì)量％時，得不到其效果。另一方面，若zro2高于10質(zhì)量％，則焊道形狀劣化。因此，zro2含量為0.4～10質(zhì)量％。

從電弧穩(wěn)定性、焊道外觀和焊道形狀以及熔渣剝離性提高的觀點出發(fā)，zro2含量優(yōu)選為0.7質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為1質(zhì)量％以上。另外，從焊道形狀的觀點出發(fā)，zro2含量優(yōu)選為9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為8質(zhì)量％以下。

[水溶性sio2：低于1質(zhì)量％(含0質(zhì)量％)]

若水溶性sio2的含量為1質(zhì)量％以上，則高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性劣化。因此，水溶性sio2含量限制在低于1質(zhì)量％(含0質(zhì)量％)。水溶性sio2含量，從高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.9質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為0.8質(zhì)量％以下。

該水溶性sio2，主要來自于水玻璃等的結(jié)合劑，為了減少其量，有效的是在結(jié)合劑變成非水溶性的溫度以上對焊劑進行燒結(jié)。具體來說，特別優(yōu)選使燒成溫度為700℃以上。水溶性sio2的含量，主要通過調(diào)整燒成溫度進行控制。

焊劑中的水溶性sio2量，能夠由以下的方法測量。首先，用振動磨碎機將焊劑粉碎至粒徑300μm以下，從中提取測量用試料約0.2g(步驟1)。其次，在石英制三角燒瓶中，加入前述的試料和蒸餾水100ml，在煮沸下保持4小時，萃取可溶性成分(步驟2)。其后，將萃取液放置12小時以上后，去除萃取液中的沉淀物和漂浮物等，以吸光光度法定量si(步驟3)。

還有，這里所說的水溶性sio2，是以前述方法分析得出的焊劑的總si量，經(jīng)由sio2換算出的值，與前述的總sio2相區(qū)別，而特定其含量。

[cao的換算值：18質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)]

本實施方式的焊劑，除了前述的成分以外，也可以含有cao。cao提高熔渣的堿度而提高焊接金屬的潔凈度，并且也是對熔融渣的流動性產(chǎn)生影響成分，前述的效果與其存在量與正比而被發(fā)揮。如果cao含量為18質(zhì)量％以下，則熔融渣的流動性變小，焊道的外觀和形狀進一步提高。因此，添加cao時優(yōu)選為18質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。從焊道外觀和形狀的觀點出發(fā)，cao含量優(yōu)選為16質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為14質(zhì)量％以下。另外cao的下限值沒有特別限定，但從提高焊接金屬的潔凈度的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上。

還有，在本實施方式的焊劑中，作為ca成分除了cao以外，還包含前述的caf2。因此，這里所說的cao含量，是根據(jù)以jisz3352：2010所規(guī)定的方法分析得出的總ca量和總f量求得的換算值。因此，caf2量多時，若依據(jù)jisz3352：2010，則也存在cao為0的情況。

[tio2：6質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)]

本實施方式的焊劑，除了前述成分以外，也可以含有tio2。tio2對于提高熔渣剝離性是有效的成分，也具有良好整理焊道形狀的效果。另外，tio2的一部分，由于焊接時的還原反應而成為ti，該ti添加到焊接金屬中，有助于韌性提高。

前述的作用與其存在量(tio2含量)成正比。如果tio2含量為6質(zhì)量％以下，則焊道形狀進一步提高。因此，添加tio2時，優(yōu)選為6質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。從焊道形狀的觀點出發(fā)，tio2含量更優(yōu)選為5質(zhì)量％以下，進一步優(yōu)選為4質(zhì)量％以下。另外tio2含量的下限值沒有特別限定，但從熔渣剝離性和焊道形狀的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.1質(zhì)量％以上。

還有，這里所說的tio2含量，是以jisz3352：2010所規(guī)定的方法(例如jism8219－1：2012等)分析得出的焊劑的總ti量，經(jīng)由tio2換算出的值。

另外，焊劑優(yōu)選滿足下述數(shù)學表達式(i)。在下述數(shù)學表達式(i)中，[al2o3]為al2o3含量(質(zhì)量％)，[tio2]為tio2含量(質(zhì)量％)，[zro2]為zro2含量(質(zhì)量％)。

【數(shù)學表達式3】

al2o3、tio2和zro2分別各自規(guī)定其含量，但在本實施方式的焊劑，此外，優(yōu)選還規(guī)定al2o3含量、tio2含量和zro2含量的合計量中所占的zro2含量(＝[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2]))。

本發(fā)明者，對于添加有zro2的焊劑在高速下的焊接操作性進行了各種實驗研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，al2o3含量、tio2含量和zro2含量的合計量中所占的zro2含量(＝[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2]))，對于高速下的焊接操作性造成影響。

如果[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2])為0.01以上，則添加有zro2的效果十分容易得到。另一方面，如果[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2])為0.38以下，則熔渣凝固溫度不會過高，焊道外觀和熔渣剝離性容易提高。因此，優(yōu)選使[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2])為0.01～0.38而調(diào)整各成分的添加量。

[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2])，從進一步提高zro2的添加的效果的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.02以上，更優(yōu)選為0.03以上。另外，從焊道外觀和熔渣剝離性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.33以下，更優(yōu)選為0.28以下。

還有，焊劑中不含tio2時，出于前述同樣的理由，優(yōu)選為“[zro2]/([al2o3]+[zro2])：0.01～0.38“。還有，該數(shù)學表達式是經(jīng)實驗導出的。

[b2o3：3質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)]

本實施方式的焊劑，除了前述的成分以外，也可以含有以氧化硼、硼砂等為原料的b2o3。b2o3對于提高韌性提高是有效的成分。如果b2o3為3質(zhì)量％以下，則焊接金屬難以硬化，韌性進一步提高。因此，添加b2o3時，優(yōu)選為3質(zhì)量％以下(不含0質(zhì)量％)。從韌性的觀點出發(fā)，更優(yōu)選b2o3含量為2質(zhì)量％以下，進一步優(yōu)選為1質(zhì)量％以下。另外b2o3含量的下限值沒有特別限定，但從得到韌性提高效果的觀點出發(fā)，優(yōu)選為0.01質(zhì)量％以上。

[其他的成分]

本實施方式的焊劑中的上述以外的成分，是ba、li、p和s等的不可避免的雜質(zhì)。這些不可避免的雜質(zhì)之中，優(yōu)選ba和li等分別限制在1.0質(zhì)量％以下，特別是影響到焊接品質(zhì)的p和s，優(yōu)選分別限制在0.05質(zhì)量％以下。另外，ba、li、p和s等優(yōu)選合計為3質(zhì)量％以下。

[焊劑粒度分布]

本發(fā)明者對于高溫燒結(jié)焊劑的高速下的焊接操作性進行各種實驗研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過滿足0.3mm以下的粒度為10質(zhì)量％以下，以及0.2mm以下的粒度為3質(zhì)量％以下的任意一者或兩者，咬邊的發(fā)生率大幅減少，確認到焊接作業(yè)環(huán)境更為良好。為了進一步減少高速焊接時發(fā)生的咬邊，使焊接作業(yè)環(huán)境更良好，滿足0.3mm以下的粒度為10質(zhì)量％以下，以及0.2mm以下的粒度為3質(zhì)量％以下的任意一者或兩者。還有，0.3mm以下的粒度和0.2mm以下的粒度也可以為0質(zhì)量％。

[高溫燒成型焊劑]

本實施方式焊劑的成分組成適合作為高溫燒成型焊劑。即，優(yōu)選以600～1200℃燒成。

以此溫度燒成，能夠?qū)⑺苄詓io2的含量控制在低于1質(zhì)量％。

[制造方法]

制造本實施方式的焊劑時，例如，以達成前述組成的方式調(diào)合原料粉，與結(jié)合劑一起混勻后，造粒、燒成。這時，作為結(jié)合劑(粘合劑)，例如，能夠使用聚乙烯醇或水玻璃。另外，造粒法沒有特別限定，但優(yōu)選使用旋轉(zhuǎn)式造粒機或擠壓式造粒機等的方法。

此外，經(jīng)造粒的焊劑，優(yōu)選進行除塵和粗大顆粒的破碎等的整粒處理，使粒徑為2.5mm以下。另一方面，造粒后的燒成，能夠用回轉(zhuǎn)爐、固定式箱式爐和帶式燒成爐等進行。這時的燒成溫度，例如能夠為600～1200℃，但如前述從使結(jié)合劑變成非水溶性的觀點出發(fā)，優(yōu)選為700℃以上。

如以上詳述，本實施方式的焊劑，使各成分的含量處于特定的范圍，因此高速焊接時可以得到良好的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性。

還有，耐缺陷性有存在于焊接金屬內(nèi)部的缺陷(夾渣、未熔合、氣孔等)和存在于焊接金屬表面的缺陷(咬邊、麻點、凹坑等)，在本申請中，因為控制熔融渣的流動性和焊劑的粒度，所以特別是對存在于焊接金屬表面的咬邊和麻點的耐缺陷性的效果高。

另外，本實施方式的焊劑的成分組成，適合作為高溫燒成型焊劑，但作為熔融型焊劑適用，也能夠得到與高溫燒成型焊劑同樣的效果。

【實施例】

以下，列舉本發(fā)明的實施例和比較例，對于本發(fā)明的效果具體地加以說明。在本實施例中，使用下述表1所示的鋼板和表2所示的焊絲，以圖1所示的坡口形狀和和圖2所示的電極配置，根據(jù)下述表3所示的焊接條件，實施埋弧焊的焊接試驗。然后，針對下述表4所示的實施例的焊劑和下述表5所示的比較例的焊劑，評價其性能。還有，在本實施例中，按照下述表4和表5所示的組成調(diào)合原料，與結(jié)合劑(水玻璃)一起混勻后，造粒，再用回轉(zhuǎn)爐，以下述表4和表5所示的溫度燒成，通過整粒，得到焊劑。還有，在表4和5中，不滿足本發(fā)明的范圍的，和不滿足優(yōu)選范圍的，對數(shù)值引下劃線表示。另外，在參照附圖中，為了明確說明，有各構(gòu)件的比例尺、間隔或位置關(guān)系等有所夸張，或構(gòu)件的一部分的圖示被省略的情況。

【表1】

【表2】

還有，上述表1所示的鋼板組成和上述表2所示的焊絲組成的余量，是fe和不可避免的雜質(zhì)。另外，上述表4和表5所示的“式i”是[zro2]/([al2o3]+[tio2]+[zro2]的值。

實施例和比較例的各焊劑的評價，針對電弧穩(wěn)定性、熔渣剝離性、焊道外觀、焊道形狀、咬邊發(fā)生率和麻點發(fā)生率進行。

＜電弧穩(wěn)定性＞

電弧穩(wěn)定性通過焊接時的電流和電壓的波動進行評價。具體來說，焊接電流±50a且電弧電壓±2v的為◎，焊接電流±100a且電弧電壓±2v的為○，焊接電流±100a且電弧電壓±4v的為△，焊接困難的為×。而且，在本實施例中，評價是◎或○的為合格。

＜熔渣剝離性＞

熔渣剝離性通過熔渣除去的容易度和有無咬粘評價。具體來說，熔渣自然剝離，無咬粘的為◎，雖然自然剝離，但單位焊接長度(每1m)有3處以下發(fā)生了咬粘的為○，無法自然剝離，單位焊接長度(每1m)有4～9處發(fā)生咬粘的為△，無法自然剝離，單位焊接長度(每1m)有10處以上發(fā)生了咬粘的為×，而且，在本實施例中，評價為◎或○的合格。

＜焊道外觀＞

焊道外觀主要是關(guān)于焊道的鱗紋和光澤的評價，通過目視觀察焊接部進行。其結(jié)果是，焊道的鱗紋有條不絮，焊道有金屬光澤的為◎，單位焊接長度(每1m)有一處焊道鱗紋紊亂，焊道有金屬光澤的為○，單位焊接長度(每1m)焊道鱗紋的紊亂有2～4處，焊道沒有金屬光澤的為△，單位焊接長度(每1m)焊道鱗紋的絮亂有5處以上，焊道沒有金屬光澤的為×。然后，在本實施例中，評價為◎或○的合格。

＜焊道形狀＞

焊道形狀主要是關(guān)于焊道的凹凸和對母材的融合的評價，通過目視觀察焊接部來進行。其結(jié)果是，焊道形狀非常良好的為◎，良好的為○，稍有不良的為△，不良的為×。而且，在本實施例中，評價為◎或○的合格。

＜咬邊發(fā)生率＞

咬邊未發(fā)生的為◎，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率在0.5％以下的為○，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率高于0.5％并在1.0％以下的為△，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率高于1.0％的為×。而且，在本實施例是，評價是◎或○的為合格。

＜麻點發(fā)生率＞

麻點未發(fā)生的為◎，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率在0.5％以下為○，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率高于0.5％并在1.0％以下的為△，單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率高于1.0％的為×。而且，在本實施例中，評價是◎或○為合格。

還有，咬邊和麻點的檢測，通過目視進行。咬邊和麻點的評價中的所謂單位焊接長度(每1m)的發(fā)生比率，是目視測量各個咬邊和麻點等的長度，計算出咬邊和麻點的總長度之后，以試驗部的有效長度分割，換算成單位焊接長度。

以上的評價結(jié)果，一并顯示在下述表6和表7中。

【表6】

【表7】

表6所示的實施例no.f1～f17的焊劑，因為滿足本發(fā)明的范圍，所以全部的評價項目都優(yōu)異。

但是，實施例no.f13的焊劑，因為cao含量高于18質(zhì)量％，所以焊道外觀和焊道形狀的評價不是“◎”而是“○”。

實施例no.f14的焊劑，因為tio2含量高于6質(zhì)量％，所以焊道形狀的評價不是“◎”而是“○”。

實施例no.f15的焊劑中，b2o3含量高于3質(zhì)量％，與b2o3含量為3質(zhì)量％以下的焊劑比較，認為焊接金屬的韌性劣化。

實施例no.f16的焊劑，因為粒度分布不滿足優(yōu)選的范圍，所以咬邊發(fā)生率的評價不是“◎”而是“○”。

實施例no.f17的焊劑，雖然不滿足粒度分布在0.3mm以下的優(yōu)選范圍，但是滿足在0.2mm以下的優(yōu)選范圍，因此全部的評價項目為優(yōu)異。

另一方面，表7所示的比較例no.f18～f34的焊劑，因為不滿足本發(fā)明的范圍，所以為以下的結(jié)果。

比較例no.f18的焊劑，因為f含量(caf2換算值)低于下限值，因此發(fā)生了麻點。

比較例no.f19的焊劑，因為f含量(caf2換算值)高于上限值，所以焊道形狀差。

比較例no.f20的焊劑，因為mgo含量低于下限值，所以熔渣剝離性差。

比較例no.f21的焊劑，因為mgo含量高于上限值，所以焊道形狀差，咬邊發(fā)生。

比較例no.f22的焊劑，因為na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)的合計量低于下限值，所以電弧穩(wěn)定性、焊道外觀和焊道形狀差。

比較例no.f23的焊劑，因為na含量(na2o換算值)和k含量(k2o換算值)的合計量高于上限值，所以電弧穩(wěn)定性、焊道外觀和焊道形狀差。

比較例no.f24的焊劑，因為mn含量(mno換算值)低于下限值，所以發(fā)生了麻點。

比較例no.f25的焊劑，因為mn含量(mno換算值)高于上限值，所以熔渣剝離性差。

比較例no.f26的焊劑，因為fe含量(feo換算值)低于下限值，所以發(fā)生了麻點。

比較例no.f27的焊劑，因為fe含量(feo換算值)高于上限值，所以熔渣剝離性、焊道外觀和焊道形狀差。

比較例no.f28的焊劑，因為sio2含量低于下限值，所以焊道外觀和焊道形狀差。

比較例no.f29的焊劑，因為sio2含量高于上限值，所以熔渣剝離性差。

比較例no.f30的焊劑，因為al2o3含量低于下限值，所以焊道形狀差。

比較例no.f31的焊劑，因為al2o3含量高于上限值，所以焊道形狀差。

比較例no.f32的焊劑，因為zro2含量低于下限值，所以電弧穩(wěn)定性、熔渣剝離性、焊道外觀和焊道形狀差。

比較例no.f33的焊劑，因為zro2含量高于上限值，所以焊道形狀差。

比較例no.f34的焊劑，因為水溶性sio2含量高于上限值，所以熔渣剝離性、焊道外觀和焊道形狀差，咬邊發(fā)生。

根據(jù)以上的結(jié)果可確認，通過使用本發(fā)明的焊劑，可以使高速下的焊接操作性和焊接金屬的耐缺陷性良好。

本發(fā)明包括以下的方式。

方式1：

一種埋弧焊用焊劑，其特征在于，含有如下，

f的caf2換算值：2～22質(zhì)量％、

mgo：8～28質(zhì)量％、

na的na2o換算值和k的k2o換算值之中至少一個以上的合計：0.5～6.5質(zhì)量％、

mn的mno換算值：2～22質(zhì)量％、

fe的feo換算值：0.5～6.5質(zhì)量％、

sio2：12～32質(zhì)量％、

al2o3：16～36質(zhì)量％、

zro2：0.4～10質(zhì)量％、

水溶性sio2：低于1質(zhì)量％。

方式2：

根據(jù)方式1所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，還含有cao的換算值：18質(zhì)量％以下。

方式3：

根據(jù)方式1或2所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，還含有tio2：6質(zhì)量％以下。

方式4：

根據(jù)方式3所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，設所述al2o3含量為[al2o3]，所述tio2含量為[tio2]，所述zro2含量為[zro2]時，滿足下述數(shù)學表達式(i)。

【數(shù)學表達式4】

方式5：

根據(jù)方式1～4中任一項所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，還含有b2o3：3質(zhì)量％以下。

方式6：

根據(jù)方式1～5中任一項所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，還含有高溫燒成型焊劑。

方式7：

根據(jù)方式1～6中任一項所述的埋弧焊用焊劑，其特征在于，滿足0.3mm以下的粒度為10質(zhì)量％以下，和0.2mm以下的粒度為3質(zhì)量％以下的任意一者或兩者。

本申請伴隨以申請日為2015年2月2日的日本國專利申請，專利申請第2015－018805號為基礎申請的優(yōu)先權(quán)主張。專利申請第2015－018805號通過參照被編入本說明書。