KR100327753B1 - 서브머지드 아크 편면 용접방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서브머지드 아크 편면 용접방법에 관한 것으로, 두 모재(1)의 이면에 세라믹 뒷댐재(2)를 알미늄접착 데이프(3)로 부착(S11)하고, 용접홈(4)에 금속분말(5) 또는 금속알갱이(5')를 살포(S12)하며, 그 위에 플럭스를 도포한 후에 플럭스 속에 싱글폴방식의 선행전극(6)을 송급하여 전극(6)의 선단과 모재(1)와의 사이에 싱글아크를 발생시켜 이면비드(7)를 형성(S13)하고, 이면비드(7)가 형성된 용접홈(4)에 트윈폴방식의 후행전극(8)을 송급하여 전극(8)의 선단과 모재(1)와의 사이에 트윈아크를 발생시켜 표면비드(9)를 형성(S14)하므로, 용접 작업이 번거롭지 않고 매우 용이하며 용입 불량이 방지되어 용접 품질이 크게 향상되는 이점이 있다.

Description

서브머지드 아크 편면 용접방법{A submerged arc one side welding method}

본 발명은 서브머지드 아크 편면 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 두 모재의 이면에 글라스화이바와 고형플럭스로 이루어진 세라믹 뒷댐재를 알미늄접착 데이프로 부착하며 플럭스 속에 싱글폴(single pole)방식의 선행전극을 송급하여 싱글아크를 발생시켜 이면비드를 형성하고 이면비드가 형성된 용접홈에 트윈폴(twin pole)방식의 후행전극을 송급하여 표면비드를 형성하도록 한 서브머지드 아크 편면 용접방법에 관한 것이다.

일반적으로, 선박과 같은 대형 철구조물의 제작 공정에서 맞대기 이음은 강재의 맞대기 이음부를 양면에서 용접하는 양면 용접과 상부만을 용접하는 편면 용접으로 나뉘어지며, 양면 용접은 상판 용접 후에 판재를 뒤집어야 하는 단점이 있으므로 편면 용접이 다양하게 개발되어 널리 사용되는 추세이다.

아울러, 서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)은 두 모재의 접합부에 입상의 용제, 즉 플럭스를 도포하고 그 속에 용접 와이어를 연속적으로 송급하면서 와이어 선단과 모재와의 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 모재를 용접하는 방법이다. 이때 발생된 아크 열은 와이어, 강재 및 플럭스를 용융시키며 용융된 플럭스는 슬래그로 형성되고 용융금속은 용접비드를 형성하게 된다.

이러한 서브머지드 아크 용접은 대전류 용접이 가능하여 각종 용접 방법과비교할 때 열효율이 매우 높으며 피복 아크 용접에 비하여 약 4∼5배 이상의 융착속도를 발생시킬 수 있다.

한편, 종래 기술에 따라 상기와 같은 서브머지드 아크 용접을 이용하는 종래의 편면 용접방법은, 먼저 두 모재의 이면에 전자석이나 지그를 이용하여 세라믹 뒷댐재를 부착하고, 플럭스 코어드 아크 용접(flux cored arc welding; 탄산가스 용접)을 수회에 걸쳐 시행한 후, 접합부에 플럭스를 도포하여 서브머지드 아크 용접을 시행하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 용접방법은 용접 중에 세라믹 뒷댐재가 분리되는 것을 방지하기 위해 전자석이나 지그를 이용하였으므로 그 작업이 매우 번거로운 문제점이 있다.

또한, 고속용접이 가능하도록 선행전극과 후행전극의 2전극방식을 채용하더라도, 각각의 전극에는 하나의 용접와이어가 송급되는 싱글폴방식이 채용되었으므로 용접홈내에서 용접와이어 양옆으로 공간이 생겨 용입 불량이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안한 것으로서, 두 모재의 이면에 글라스화이바와 고형플럭스로 이루어진 세라믹 뒷댐재를 알미늄접착 데이프로 부착하며 플럭스 속에 싱글폴방식의 선행전극을 송급하여 싱글아크를 발생시켜 이면비드를 형성하고 이면비드가 형성된 용접홈에 트윈폴방식의후행전극을 송급하여 표면비드를 형성함으로써, 용접 작업의 용이성이 배가되면서도 용접 품질이 크게 향상되도록 한 서브머지드 아크 편면 용접방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 서브머지드 아크 편면 용접방법의 주요 공정을 나타낸 공정도.

도 2는 본 발명에 의한 전체적인 용접 공정을 보여주는 개략도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 모재 2 : 세라믹 뒷댐재

2a : 글라스화이바 2b : 고형플럭스

3 : 알미늄접착 데이프 4 : 용접홈

5 : 금속분말 5' : 금속알갱이

6 : 선행전극 7 : 이면비드

8 : 후행전극 9 : 표면비드

d : 극간거리

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 용접방법은, 두 모재의 용접홈에 플럭스를 도포하고 선행전극과 후행전극을 이용하여 상기 플럭스내에 아크를 발생시켜 상기 두 모재를 용접하는 서브머지드 아크 편면 용접방법에 있어서:

상기 두 모재의 이면에 글라스화이바와 고형플럭스로 이루어진 세라믹 뒷댐재를 알미늄접착 데이프로 부착하는 단계와,

상기 용접홈에 금속분말 또는 금속알갱이를 살포하는 단계와,

상기 살포된 금속분말 또는 금속알갱이 위에 상기 플럭스를 도포하는 단계와,

상기 도포된 플럭스 속에 싱글폴방식의 상기 선행전극을 송급하여 전극의 선단과 상기 모재와의 사이에 싱글아크를 발생시켜 이면비드를 형성하는 단계와,

상기 이면비드가 형성된 상기 용접홈에 트윈폴방식의 상기 후행전극을 송급하여 전극의 선단과 상기 모재와의 사이에 트윈아크를 발생시켜 표면비드를 형성하는 단계를 포함한다.

바람직하기로, 상기 선행전극과 후행전극의 극간거리는 30∼150㎜로 규정된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 서브머지드 아크 편면 용접방법의 주요 공정을 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 의한 전체적인 용접 공정을 보여주는 개략도이다.

이에 나타낸 바와 같이 본 발명에 의한 용접방법은, 두 모재(1)의 이면에 글라스화이바(2a)와 고형플럭스(2b)로 이루어진 세라믹 뒷댐재(2)를 알미늄접착 데이프(3)로 부착(S11)하고, 용접홈(4)에 금속분말(5) 또는 금속알갱이(5')를 살포(S12)하며, 그 위에 플럭스를 도포한 후에 플럭스 속에 싱글폴방식의 선행전극(6)을 송급하여 전극(6)의 선단과 모재(1)와의 사이에 싱글아크를 발생시켜 이면비드(7)를 형성(S13)하고, 이면비드(7)가 형성된 용접홈(4)에 트윈폴방식의 후행전극(8)을 송급하여 전극(8)의 선단과 모재(1)와의 사이에 트윈아크를 발생시켜 표면비드(9)를 형성(S14)한다.

상기와 같은 용접 공정을 갖는 본 발명의 서브머지드 아크 편면 용접방법을 각 단계별로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 두 모재(1)의 이면에 글라스화이바(2a)와 고형플럭스(2b)로 이루어진 세라믹 뒷댐재(2)를 알미늄접착 데이프(3)로 부착하여 용접 중 용융금속의 용락을 방지한다(S11).

그리고, 용접 작업 중인 모재(1)의 성분과 가장 유사한 용접와이어를 그 직경이 0.5∼1.5㎜ 정도가 되게 절단하여 그 금속분말(5) 또는 금속알갱이(5')를 용접홈(4)에 8∼15㎜의 두께로 살포한다. 이는 이후에 시행될 용접 공정에서 금속분말(5) 또는 금속알갱이(5')가 용융되어 용착량이 증가되게 하기 위함이다.

다음으로, 금속분말(5) 또는 금속알갱이(5') 위에 플럭스를 도포하고 도포된 플럭스 속에 싱글폴방식의 선행전극(6)을 송급하여 전극(6)의 선단과 모재(1)와의 사이에 싱글아크를 발생시켜 이면비드(7)를 형성한다(S13).

이후, 이면비드(7)가 형성된 용접홈(4)에 트윈폴방식의 후행전극(8)을 송급하여 전극(8)의 선단과 모재(1)와의 사이에 트윈아크를 발생시켜 표면비드(9)를 형성한다(S14).

여기서, 후행전극(8)에 의해 플럭스내에 트윈아크가 발생되므로 융합불량에 의한 결함이 미연에 방지된다. 즉 용접홈(4)내에서 전극(8)의 양옆에 공간이 거의 생기지 않으므로 용입 불량이 방지되어 용접 품질이 크게 향상된다.

이때, 선행전극(6)과 후행전극(8)의 극간거리(d)가 적당하지 않을 경우에는 후행전극(8)에 의해 발생되는 트윈아크가 이미 이면비드(7)를 형성한 선행전극(6)에 영향을 주어 이면비드(7)가 불량하게 형성될 수 있다.

따라서, 선행전극(6)과 후행전극(8)의 극간거리(d)는 30∼150㎜가 유지되게 이격시켜 상호간의 간섭이 발생되지 않게 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은, 두 모재의 이면에 세라믹 뒷댐재를 알미늄접착 데이프로 부착하므로 용접 작업이 번거롭지 않고 매우 용이하며, 이면비드가 형성된 용접홈에 트윈폴방식의 후행전극을 송급하여 표면비드를 형성하므로 용입 불량이 방지되어 용접 품질이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 두 모재의 용접홈에 플럭스를 도포하고 선행전극과 후행전극을 이용하여 상기 플럭스내에 아크를 발생시켜 상기 두 모재를 용접하는 서브머지드 아크 편면 용접방법에 있어서:

   상기 두 모재의 이면에 글라스화이바와 고형플럭스로 이루어진 세라믹 뒷댐재를 알미늄접착 데이프로 부착하는 단계와,

   상기 용접홈에 금속분말 또는 금속알갱이를 살포하는 단계와,

   상기 살포된 금속분말 또는 금속알갱이 위에 상기 플럭스를 도포하는 단계와,

   상기 도포된 플럭스 속에 싱글폴방식의 상기 선행전극을 송급하여 전극의 선단과 상기 모재와의 사이에 싱글아크를 발생시켜 이면비드를 형성하는 단계와,

   상기 이면비드가 형성된 상기 용접홈에 트윈폴방식의 상기 후행전극을 송급하여 전극의 선단과 상기 모재와의 사이에 트윈아크를 발생시켜 표면비드를 형성하는 단계를 포함하여 된 서브머지드 아크 편면 용접방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선행전극과 후행전극의 극간거리는 30∼150㎜로 규정된 것을 특징으로 한 서브머지드 아크 편면 용접방법.