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神鋼製溶接材料について

極低水素ボンドフラックス(PF-200及びPF-500)とその特徴

高性能圧力容器の製造に不可欠なのが溶接材料です。当社は世界に知られた溶接材料メーカーでもあり、サブマージアーク用の極低水素ボンドフラックスPF-200及びPF-500の開発に成功しました。これを使用することによって、溶接金属中の水素量を著しく減少させることができます。当社では溶接低温割れ防止に不可欠とされていた中間焼鈍の省略を可能にする低温後熱処理法(DHT)を開発して多くの圧力容器製造に適用してきましたが、この極低水素ボンドフラックスの適用によってDHTの信頼性を一段と高めました。従来鋼用にはPF-200が使用され改良鋼用にPF-500が使用されています。

フラックスの種類と溶接金属の拡散性水素

サブマージアーク溶接用フラックスは、その製造方法により溶融(Fused)、焼結(Sintered)およびボンド(Bonded)の3タイプに分けられます。これらは吸湿特性が異なり、従って溶接金属の拡散性水素量に影響を与えます。いずれのフラックスも湿潤大気中で時間とともに吸湿しますが、この吸湿性は溶融<焼結<ボンドの順に大きくなります。一方、溶接金属の拡散性水素量に関してはもちろん吸湿量とともに増加しますが、フラックス間の比較では、ボンド<溶融<焼結の順に大きくなります。ボンドフラックスには炭酸塩が含まれますが、これは溶接時に分解して炭酸ガスを発生させ、溶接金属への水素侵入源であるアーク雰囲気中の水素分圧を低下させるためです。

PF-200及びPF-500の吸湿特性と拡散性水素

上述のように、ボンドフラックスは溶接金属中の拡散性水素量を低く抑えることができますが、吸湿しやすいため厳しい管理が必要とされてきました。PF-200及びPF-500においてはこの点が大幅に改善されています。下図にPF-200の吸湿特性と拡散性水素量を示します。従来のボンドフラックスにくらべて吸湿量が小さく、拡散性水素量は乾燥後湿潤雰囲気で24時間吸湿させても低水素系の溶融フラックスの乾燥直後のそれよりも低くなっています。

図 PF-200の吸湿特性と溶接金属中の拡散性水素

図 PF-200の吸湿特性と溶接金属中の拡散性水素

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