KR100650669B1 - 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어에 관한 것으로, 그 구성은
가스실드 아크 용접에 사용하는 용접용강 와이어에 있어서, 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca) 및 아연(Zn)으로 구성된 금속염과 비금속 인(P), 그리고 에스테르기, 카르복실산기, 알칸기 중에서 선택된 2종의 작용기를 가지는 탄화수소화합물을 함유하는 표면처리유(oil)를 부착시켜 이루어진다.
본 발명에 의하면, 특정 액상 표면처리제를 솔리드 와이어에 도유함으로써 종래의 솔리드 와이어에 비하여 특히 내청성 및 송급성이 우수한 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어를 얻을 수가 있다.
액상 표면처리제, 가스실드 아크용접, 솔리드 와이어
Description
본 발명은 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어 표면에 표면처리유(oil)를 부착시켜서 우수한 내청성 및 송급성을 갖도록 하는 용접용 와이어에 관한 것이다.
본 발명에 관련된 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어는 제품으로의 권취 단위가 소량인 스풀(Spool)에서 큰 용량인 페일팩(Pail pack)에 이르기까지 여러가지 형태로 사용되고 있다. 이러한 제품은 제조자의 생산에서 수요자의 사용에 이르는 기간이 장시간 소요되기 때문에 녹 발생이 둔감한, 즉 내청성이 우수한 특성을 요구하게 된다.
또한 고능률, 로보트(Robot) 용접 등에 주로 사용되고 있는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어의 경우 원활한 송급성이 요구된다. 특히 가혹한 용접조건, 즉 고전류 및 고전압 조건에서 용접용 케이블의 길이가 길고 굴곡이 심한 경우 더욱 우수한 송급성을 요구하게 된다.
그런데 본 발명에 관계되는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어는 제조방식에 따라서 크게 두 가지로 나누어지게 된다.
그 첫째 방식이 동도금 솔리드 와이어이다. 동도금 솔리드 와이어의 경우 용접용 와이어 소지 표면에 동도금층을 형성시켜서 통전성, 내청성 그리고 송급성을 확보하게 된다. 이러한 동도금층을 형성하는 경우 균일하고 치밀한 도금층을 형성하여야만 통전성, 내청성 그리고 송급성 확보가 가능하다.
그러나 실험실에서 실시하는 도금조의 조건이 아닌 인라인(in-line)의 다량 생산체제에서 이러한 완벽한 도금층을 얻는다는 것은 사실상 불가능하다.
특히 동금층이 불균일할 경우 실제 용접시 용접용 케이블 내에서 도금층이 박리되는 현상(Cu flaking)이 발생하고, 또한 박리된 도금층은 케이블 내에 집적되어 송급을 방해한다. 더욱이 불균일한 도금층은 내청성이 떨어지게 되어 녹이 발생하는 원인이 되기도 한다.
그 두번째 방식이 무도금 솔리드 와이어이다.
무도금 솔리드 와이어의 경우 동도금층이 갖는 역할을 대신하기 위하여 와이어 표면에 안정된 표면코팅층이 필요하게 된다. 이러한 표면코팅층은 동도금층이 가지는 내청성, 송급성 역할을 대신하게 된다.
그러나 무도금 와이어의 경우는 철소지층이 대기에 노출되어 있기 때문에 표면층이 녹에 민감할 수 밖에 없다. 특히 무도금 와이어의 불균일한 표면코팅층은 녹 발생에 민감할 뿐만 아니라 실제 용접시 용접용 케이블내에서 마찰에 의한 송급부하를 증가시킨다.
이상과 같은 동도금 및 무도금의 문제점을 해소하기 위하여 와이어 표면에 대한 연구 및 표면처리제의 개발에 많은 진전이 있어왔다.
이러한 연구에 대한 종래의 기술은 다음과 같다.
먼저 솔리드 와이어에 대한 표면처리제로는 일본 특개평11-147194호, 특개평 11-147195호등에서 용접시 와이어의 송급성 향상을 위하여 와이어 표면에 탄소수 5~12개의 탄화수소화합물로된 윤활유를 존재시키고 이 윤활유와 윤활성 입자가 화학적으로 결합된 형태를 소개하고 있다.
그리고 일본 특개평 6-262389호에는 송급성 향상을 위하여 윤활유를 기유(Base oil)로 하여 5~30%의 유기 몰리브덴화합물을 함유시킨 방청윤활제를 와이어 표면에 도포하는 것을 소개하고 있다.
일본 특개평 8-281471호에는 송급성 향상을 위하여 윤활유를 기유(Base oil)로 하여 2~40%의 클로로카본을 함유시킨 윤활제를 와이어 표면에 도포하는 것을 소개하고 있다.
둘째, 동도금 솔리드 와이어에 대한 표면처리제로는 일본 특개평 1-166899호에는 고급지방산금속염 또는 고급지방산금속염과 고급지방산과의 혼합물을 광물유중에 분산시킨 윤활제를 도포하여 송급성을 확보하는 기술이 소개되고 있다.
그리고 일본 특개평 2-284792호에는 와이어 표면에 칼본산칼륨염 또는 칼본산나트륨염을 함유하는 유성윤활제를 와이어에 부착시켜서 송급성, 내청성을 향상시키는 기술을 소개하고 있다.
셋째, 무도금 솔리드 와이어에 대한 표면처리제로는 일본 특개소 55-141395호에는 내청성 향상을 위하여 와이어 표면에 분말상의 유황과 MoS2와 그라파이트 혼합물을 도포하는 기술을 소개하고 있다.
또한 특개평 11-147174호에는 송급성 향상을 위하여 와이어 표면에 MoS2를 부착하는 기술을 소개하고 있다.
그리고 일본 특개소 58-090397호에는 파라핀 박막을 피복시켜서 내청성 및 송급성을 확보하고 있다.
이외에도 일본 특개소 58-135795, 특개소 58-184095등에는 고체 표면처리제인 그라파이트, MoS2 등을 사용하여 송급성을 향상시키는 기술을 소개하고 있다.
또한 일본 특개2001-252786호에는 액체 표면처리제에 상기 고체 표면처리제를 혼합한 형태를 기술하고 있다.
이상과 같은 종래의 표면처리제들은 일례로서 윤활유 형태의 기유에 윤활성 입자 또는 고체 윤활제를 함유시킨 형태를 기술하고 있다.
또 다른 일례로서는 MoS2, 그라파이트등의 고체 윤활제를 사용하거나 이러한 고체 윤활제를 액체 윤활제 중에 혼합한 형태를 기술하고 있다.
그러나 고체 윤활제를 함유하는 표면처리제의 경우 다음과 같은 4가지의 문제점을 가지고 있다.
(1) 장시간의 와이어 송급시 용접케이블(conduit cable)내에 고체 윤활제가 집적되어 와이어 송급 불량을 일으킨다.
(2) 액체 윤활제에 비하여 내청성이 떨어진다.
(3) 와이어 외주면에 도포된 고체 윤활제가 공기중의 수분을 흡습하여 용접시 용접금속중의 수소량을 다소 증가시킨다.
(4) 고체 윤활제가 탄소계의 윤활제인 경우는 흄(fume)량을 증가 시킨다.
따라서 본 발명은 이러한 사항을 주목하여 용접성을 해치지 않고 양호한 내청성 및 송급성을 가질 수 있는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어에 적합한 액체 표면처리제를 개발하고자 하였다.
이에 본 발명자는 우수한 방청특성과 윤활특성을 가지는 금속염 및 비금속 인(P)을 탄화수소화합물에 함유시켜서 균질한(homogenous) 액상 표면처리제를 개발하게 되었다.
이러한 균질한 액상 표면처리제를 용접용 와이어에 특정한 범위내로 부착시킴으로써 내청성 및 송급성이 양호한 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어를 제공하고자 한다.
본 발명의 제1발명은
가스실드 아크 용접에 사용하는 용접용강 와이어에 있어서,
나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca) 및 아연(Zn)을 포함하는 금속염과 비금속 인(P), 그리고 에스테르기, 카르복실산기 및 알칸기 중에서 선택된 2종의 작용기를 가지는 탄화수소화합물을 함유하는 표면처리유(oil)를 부착시킨(도유한) 가스실드 아크용접용 솔리드 와이어가 제공된다.
본 발명의 제2발명은
제1발명의 표면처리유(oil)가 각각의 금속성분으로 환산할 때 표면처리유 전체 중량을 기준으로, Na+Ca 0.05~0.85wt%, K 0.05~0.70wt%, 및 Zn 0.02~0.55wt%를 포함하는 금속염과, P 0.10~0.80wt%, 그리고
에스테르기, 카르복실산기 및 알칸기 중에서 선택된 2종의 작용기를 가지는 탄화수소화합물 97.10~99.78wt%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어가 제공된다.
본 발명의 제3발명은
제1 또는 제2발명의 표면처리유(oil)를 용접용 와이어 1kg당 0.03~0.60g이 되도록 와이어 표면에 부착시키는 것을 특징으로 하는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어가 제공된다.
이하에 본 발명의 표면처리유를 구성하는 각 성분의 기능과 첨가방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
본 발명에 사용되는 Na염은 와이어 표면에 견고하게 흡착되어 방청막을 형성함으로써 와이어 표면에 녹발생을 방지하는 역할을 수행하게 된다. Na염은 분자식으로 [RSO3]Na로 표기되는 Na 술포네이트(Na sulfonate)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 사용되는 K염은 용접시 전리전압을 낮추는 역할을 수행함으로써 아크를 안정화시키고 원활한 송급이 되게 한다. K염의 분자식은 C7H15COOK로 표기되는 카르복시산 칼륨염(potassium carboxylate)을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 사용되는 Ca염 또한 Na염과 마찬가지로 와이어 표면에 견고하게 흡착되어 방청막을 형성함으로써 와이어 표면에 녹발생을 방지하는 역할을 한다. Ca염의 분자식으로는 [RSO3]2Ca로 표기되는 Ca 술포네이트(Ca sulfonate)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 사용되는 Zn염은 용접용 와이어 표면상에 보호막을 형성하여 용접시 와이어가 용접케이블을 통과할 때 와이어 표면에 흠이 발생하는 것을 방지해 줌으로써 원활한 송급을 가능하게 해준다. 아연(Zn)염의 분자식은 RO4[P2S4]Zn으로 표기되는 Zn 포스페이트(zinc phosphate)를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 사용되는 비금속 인(P)은 인산에스테르(Phosphoric ester) 형태로 사용하는 것이 좋다. 이러한 인산에스테르는 금속표면에 흡착하여 금속사이에 낮은 마찰계수를 부여하는 특성을 갖는다. 따라서 용접시 와이어에 송급성능을 부여하는 역할을 한다.
그리고 본 발명에 사용되는 탄화수소화합물은 에스테르기(Ester group), 카르복실산기(Carboxylic acid group), 알칸기(Alkane group)중에서 선택된 2종의 작용기로 구성됨으로써 와이어 표면에 흡착하여 표면에너지를 현저하게 저하시키고, 낮은 마찰계수를 부여하는 특성을 갖는다. 또한 와이어 표면에 균질한 액상피막을 형성시켜서 방청특성과 윤활특성을 향상시킨다.
이러한 탄화수소화합물로는 양모지(wool fat), 양모(Wool) 왁스, 라놀린, 스테아린산, 올레인산, 다이머산, 아디핀산, 디카르복실산 에스테르, 폴리올 에스테르, 컴플렉스 에스테르, 포스페이트 에스테르, 슬랙 왁스(Slack wax), 스케일(Scale) 왁스, 반정제 파라핀 왁스, 마이크로(microcrystalline) 왁스로 이루어진 그룹으로부터 1종 이상을 선택할 수 있다.
이하에 제2발명의 표면처리유를 구성하는 각 성분의 범위를 한정한 이유를 설명하고자 한다. 성분의 범위는 표면처리유 전체중량에 대한 비율로 표기한다.
① Na+Ca : 0.05~0.85wt%
Na 및 Ca는 각각 Na 술포네이트, Ca 술포네이트 형태로 첨가되며, 금속성분으로 환산할 때 두 성분을 합한 값이 0.05wt% 미만이면 용접용 와이어의 내청성이 떨어지게 된다. 그리고 두 성분을 합한 값이 0.85wt%를 초과하면, 와이어 표면에 흡착성이 떨어지게 되어 내청성을 확보할 수가 없다.
② K : 0.05~0.70wt%
K은 카르복시산 칼륨염 형태로 첨가되며, 금속성분으로 환산할 때 0.05wt% 미만이면 용접시 전리전압을 낮추는 역할을 하지 못하여 아크가 불안정하게 되고 이는 송급성 저하로 연결된다. 그리고 0.70wt%를 초과하면 아크 안정화에 기여하지 못하여 원활한 송급에 도움이 되지 못한다.
③ Zn : 0.02~0.55wt%
Zn는 Zn 포스페이트 형태로 첨가되며, 금속성분으로 환산할 때 0.02wt% 미만이면 와이어 표면상에 원활한 보호막을 형성하기 어려우며 이는 용접시 와이어 표면에 흠을 발생시키게 된다. 또한 0.55wt%를 초과하면 표면처리유의 점도를 상승시켜서 균질한 액체피막을 얻기가 어려워진다.
④ P: 0.10~0.80wt%
P는 인산에스테르 형태로 첨가되며, P성분으로 환산할 때 0.10wt% 미만이면 표면처리유가 와이어 표면에 흡착하는 성질이 떨어지게 되고 이는 송급성 향상에 도움이 되지 못한다. 또한 0.80wt%를 초과하면 표면처리유의 점도를 급격하게 상승시켜서 균질한 액체피막을 얻기가 곤란해진다. 따라서 송급성 향상에 도움이 되지 못한다.
⑤ 탄화수소화합물: 97.10~99.78wt%
본 발명에 사용되는 탄화수소화합물은 에스테르기, 카르복실산기, 알칸기중에서 선택된 2종의 작용기를 갖는 화합물로서 표면처리유내의 금속염들을 용해시키고, 와이어 표면에 견고한 방청막과 균질한 액상피막을 형성시키는 것이 주된 역할이다. 그 함량은 97.10~99.78wt% 범위내에서 사용되며, 와이어의 내청성과 송급성 향상에 기여한다.
다음은 본 발명의 구성성분에 대한 분석방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 성분인 Na, Ca, K, Zn, P에 대한 함량분석은 다음과 같다.
1. 시료 0.05~0.1g을 250ml 비이커에 넣고 황산 10ml를 첨가한다.
2. 350℃ 이상의 가열판(hot plate)에서 가열분해(pyrolysis)후 상온까지 방냉(放冷)시킨다.
3. 방냉후 염산:질산 = 3:1 비율로 10ml 첨가하여 가열판에서 재차 가열분해후 방냉시킨다.
4. 고순도 정량여과지(No.5B)로 여과하고 여과액은 100ml 메스플라스크에 채워서 측정용 시료로 한다.
5. ICP-AES로 정량분석 한다.
여기서 유도결합플라즈마발광분광분석기(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer,ICP-AES)로서 Thermo Elemental사의 IRIS Advantage장치를 사용하여 측정하였다.
또한 본 발명의 성분인 탄화수소화합물의 작용기는 적외선분광분석법(Infrared spectrophotometer)으로 분석이 가능하다.
본 발명의 표면처리유를 용접용 와이어에 도유하는 방법은 다음과 같다.
일례로서 적용한 용접용 와이어의 조성은 표1과 같으며 JIS Z3312에 규정된 YGW11, YGW12의 동도금 및 무도금 솔리드 와이어를 1.2mm로 제조한 후 본 발명의 표면처리유를 도유하였다. 표 1의 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물로 구성되어 있다.
도유방법은 펠트(felt)를 이용한 도유방식, 침적후 적당량을 제거하는 방식, 정전도유 방식 등이 있으며 어느 것을 사용하여도 무방하다.
| 명세 | 타입 | 와이어 조성(wt%) | ||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cu | Ti | ||
| YGW11 | 동도금 | 0.05 | 0.88 | 1.52 | 0.012 | 0.006 | 0.25 | 0.19 |
| 무도금 | 0.06 | 0.79 | 1.57 | 0.016 | 0.011 | 0.01 | 0.16 | |
| YGW12 | 동도금 | 0.06 | 0.86 | 1.50 | 0.018 | 0.009 | 0.23 | - |
| 무도금 | 0.07 | 0.85 | 1.52 | 0.014 | 0.012 | 0.01 | - | |
이하에서는 본 발명의 도유량에 대한 범위를 한정한 이유를 설명하고자 한다.
도유량이 와이어 1kg당 0.03g 미만에서는 도유량이 너무 적어서 용접시 송급케이블내에서 와이어의 송급부하가 증가한다.
또한 도유량이 와이어 1kg당 0.60g을 초과할 경우 도유량이 너무 많아서 와이어 공급기에서 슬립이 발생하여 원활한 송급성 확보가 어려워진다.
본 발명에서 도유량의 측정방법은 다음과 같다.
1. 와이어를 4~6㎝ 길이로 잘라서 50~80g 정도가 되도록 준비한다.
2. 준비된 와이어를 1g/10000 천칭에서 탈지전 무게(Wb)를 측정한다.(소수점이하 4자리)
3. 250ml 비이커에 사염화탄소(CCl4) 150ml를 준비한다.
4. 준비된 와이어를 사염화탄소가 들어있는 비이커에 넣어서 10분간 초음파 탈지를 한다.
5. 탈지된 와이어를 드라이오븐에 넣어서 10분간 건조하여 데시케이터에서 상온으로 냉각시킨다.
6. 건조된 와이어를 1g/10000 천칭에서 탈지후 무게(Wa)를 측정한다.(소수점이하 4자리)
7. 측정된 Wb값과 Wa값을 기초하여 다음과 같이 표면처리유 도유량을 계산한다.
한편 상기표 1의 와이어를 사용하고, 표면처리유에 대하여 본 발명의 실시예와 비교예를 적용하였다.
이하, 본 발명의 효과인 내청성, 송급성에 대한 측정방법에 대하여 설명한다.
① 내청성
염수분무시험 조건을 표2와 같이 설정하여 60분 경과시 녹발생 유무를 관찰하였다. 녹이 발생하면 내청성을 X로 표기하였으며, 녹 발생이 없으면 O로 표기하였다.
| 염수농도 | 챔버온도(℃) | 탱크온도(℃) | 염수분무압 |
| NaCl 5% | 35 | 50 | 0.15 Mpa |
② 송급성
송급성시험 조건을 표3과 같이 설정하여 송급정도에 대한 등급을 평가하였다.
100초 미만에서 송급이 중단되어 아크가 끊길 경우 X, 100초 이상 지속적인 용접이 가능할 경우 O로 표기하였다.
사용된 와이어는 상기에서 언급한 대로 1.2mm 직경을 사용하였다.
| 용접조건 | 가스조건 | 기타조건 | |||
| 전류(A) | 420 | 종류 | CO2 100% | 용접 케이블 | 신규 5m, 2 턴(300mm 직경) |
| 전압(V) | 44 | ||||
| 속도 (cm/min.) | 50 | 유량 (l/min.) | 20 | 용접형태 | 비드온플레이트, 지그재그 위빙 |
| 구분 | No. | 와이어종류 | 금속염환산값(wt%) | P (wt%) | 탄화수소 화합물 | 표면처리유 합계 (wt%) | 도유량(g/wㆍkg) | 내청성 | 송급성 | |||||
| Na+Ca | K | Zn | 에스테르기 | 카르복실산기 | 알칸기 | 총합 (wt%) | ||||||||
| 비교 예 | 1 | CF* | 0.65 | 0.65 | 0.07 | 0.14 | ○ | - | - | 98.49 | 100.00 | 0.15 | × | × |
| 2 | CF | 0.38 | 0.32 | 0.10 | 0.22 | - | - | ○ | 98.98 | 100.00 | 0.35 | × | × | |
| 3 | CC** | 0.21 | 0.17 | 0.22 | 0.66 | - | ○ | - | 98.74 | 100.00 | 0.51 | × | × | |
| 4 | CF | 0.86 | 0.15 | 0.55 | 0.52 | ○ | ○ | - | 97.92 | 100.00 | 0.03 | × | ○ | |
| 5 | CC | 0.03 | 0.05 | 0.26 | 0.80 | ○ | ○ | - | 98.86 | 100.00 | 0.09 | × | ○ | |
| 6 | CC | 0.88 | 0.38 | 0.16 | 0.61 | ○ | - | ○ | 97.97 | 100.00 | 0.17 | × | ○ | |
| 7 | CF | 0.02 | 0.54 | 0.38 | 0.47 | ○ | - | ○ | 98.59 | 100.00 | 0.25 | × | ○ | |
| 8 | CF | 0.91 | 0.34 | 0.29 | 0.17 | - | ○ | ○ | 98.29 | 100.00 | 0.38 | × | ○ | |
| 9 | CF | 0.04 | 0.61 | 0.03 | 0.64 | - | ○ | ○ | 98.68 | 100.00 | 0.54 | × | ○ | |
| 10 | CC | 0.85 | 0.77 | 0.19 | 0.45 | ○ | ○ | - | 97.74 | 100.00 | 0.04 | ○ | × | |
| 11 | CC | 0.57 | 0.02 | 0.49 | 0.41 | ○ | ○ | - | 98.51 | 100.00 | 0.11 | ○ | × | |
| 12 | CF | 0.11 | 0.73 | 0.25 | 0.26 | ○ | - | ○ | 98.65 | 100.00 | 0.18 | ○ | × | |
| 13 | CF | 0.44 | 0.04 | 0.40 | 0.73 | ○ | - | ○ | 98.39 | 100.00 | 0.28 | ○ | × | |
| 14 | CC | 0.79 | 0.71 | 0.54 | 0.38 | - | ○ | ○ | 97.58 | 100.00 | 0.42 | ○ | × | |
| 15 | CC | 0.25 | 0.02 | 0.02 | 0.29 | - | ○ | ○ | 99.42 | 100.00 | 0.57 | ○ | × | |
| 16 | CF | 0.71 | 0.21 | 0.56 | 0.10 | ○ | ○ | - | 98.42 | 100.00 | 0.06 | ○ | × | |
* CF 와이어: 무도금 와이어 (Copper free wire)
**CC 와이어: 동도금 와이어 (Copper coated wire)
| 구분 | No. | 와이어종류 | 금속염환산값(wt%) | P (wt%) | 탄화수소 화합물 | 표면처리유 합계 (wt%) | 도유량 (g/wㆍkg) | 내청성 | 송급성 | |||||
| Na+Ca | K | Zn | 에스테르기 | 카르복실산기 | 알칸기 | 총합 (wt%) | ||||||||
| 비 교 예 | 17 | CF* | 0.07 | 0.51 | 0.01 | 0.55 | ○ | ○ | - | 98.86 | 100.00 | 0.12 | ○ | × |
| 18 | CC** | 0.53 | 0.06 | 0.59 | 0.32 | ○ | - | ○ | 98.50 | 100.00 | 0.21 | ○ | × | |
| 19 | CC | 0.05 | 0.57 | 0.01 | 0.70 | ○ | - | ○ | 98.67 | 100.00 | 0.30 | ○ | × | |
| 20 | CF | 0.68 | 0.44 | 0.62 | 0.35 | - | ○ | ○ | 97.91 | 100.00 | 0.44 | ○ | × | |
| 21 | CF | 0.74 | 0.70 | 0.01 | 0.78 | - | ○ | ○ | 97.77 | 100.00 | 0.59 | ○ | × | |
| 22 | CF | 0.32 | 0.47 | 0.04 | 0.85 | ○ | ○ | - | 98.32 | 100.00 | 0.08 | ○ | × | |
| 23 | CC | 0.84 | 0.29 | 0.33 | 0.09 | ○ | ○ | - | 98.45 | 100.00 | 0.14 | ○ | × | |
| 24 | CF | 0.48 | 0.11 | 0.13 | 0.84 | ○ | - | ○ | 98.44 | 100.00 | 0.23 | ○ | × | |
| 25 | CC | 0.06 | 0.25 | 0.43 | 0.07 | ○ | - | ○ | 99.19 | 100.00 | 0.32 | ○ | × | |
| 26 | CC | 0.16 | 0.40 | 0.35 | 0.81 | - | ○ | ○ | 98.28 | 100.00 | 0.47 | ○ | × | |
| 27 | CF | 0.83 | 0.08 | 0.51 | 0.03 | - | ○ | ○ | 98.55 | 100.00 | 0.60 | ○ | × | |
| 28 | CF | 0.06 | 0.05 | 0.04 | 0.14 | ○ | ○ | - | 99.71 | 100.00 | 0.61 | ○ | × | |
| 29 | CC | 0.44 | 0.35 | 0.31 | 0.47 | ○ | - | ○ | 98.43 | 100.00 | 0.02 | ○ | × | |
| 30 | CC | 0.85 | 0.65 | 0.53 | 0.76 | ○ | ○ | - | 97.21 | 100.00 | 0.63 | ○ | × | |
| 31 | CF | 0.26 | 0.46 | 0.28 | 0.45 | - | ○ | ○ | 98.55 | 100.00 | 0.01 | ○ | × | |
* CF 와이어: 무도금 와이어 (Copper free wire)
**CC 와이어: 동도금 와이어 (Copper coated wire)
| 구분 | No. | 와이어종류 | 금속염환산값(wt%) | P (wt%) | 탄화수소 화합물 | 표면처리유 합계 (wt%) | 도유량(g/wㆍkg) | 내청성 | 송급성 | |||||
| Na+Ca | K | Zn | 에스테르기 | 카르복실산기 | 알칸기 | 총합 (wt%) | ||||||||
| 실시 예 | 1 | CF* | 0.16 | 0.27 | 0.09 | 0.35 | - | ○ | ○ | 99.13 | 100.00 | 0.36 | ○ | ○ |
| 2 | CC** | 0.15 | 0.16 | 0.36 | 0.32 | ○ | - | ○ | 99.01 | 100.00 | 0.43 | ○ | ○ | |
| 3 | CF | 0.28 | 0.13 | 0.07 | 0.18 | ○ | ○ | - | 99.34 | 100.00 | 0.52 | ○ | ○ | |
| 4 | CF | 0.11 | 0.25 | 0.05 | 0.15 | ○ | - | ○ | 99.44 | 100.00 | 0.60 | ○ | ○ | |
| 5 | CC | 0.09 | 0.09 | 0.38 | 0.12 | ○ | - | ○ | 99.32 | 100.00 | 0.25 | ○ | ○ | |
| 6 | CF | 0.05 | 0.07 | 0.03 | 0.10 | - | ○ | ○ | 99.75 | 100.00 | 0.18 | ○ | ○ | |
| 7 | CC | 0.06 | 0.05 | 0.02 | 0.30 | - | ○ | ○ | 99.57 | 100.00 | 0.11 | ○ | ○ | |
| 8 | CF | 0.43 | 0.55 | 0.42 | 0.58 | ○ | ○ | - | 98.02 | 100.00 | 0.03 | ○ | ○ | |
| 9 | CF | 0.77 | 0.40 | 0.32 | 0.66 | - | ○ | ○ | 97.85 | 100.00 | 0.34 | ○ | ○ | |
| 10 | CF | 0.73 | 0.37 | 0.41 | 0.54 | - | ○ | ○ | 97.95 | 100.00 | 0.41 | ○ | ○ | |
| 11 | CF | 0.70 | 0.51 | 0.30 | 0.52 | ○ | - | ○ | 97.97 | 100.00 | 0.50 | ○ | ○ | |
| 12 | CC | 0.42 | 0.36 | 0.27 | 0.62 | ○ | ○ | - | 98.33 | 100.00 | 0.59 | ○ | ○ | |
| 13 | CC | 0.41 | 0.35 | 0.38 | 0.51 | ○ | ○ | - | 98.35 | 100.00 | 0.27 | ○ | ○ | |
| 14 | CC | 0.25 | 0.48 | 0.26 | 0.49 | - | ○ | ○ | 98.52 | 100.00 | 0.19 | ○ | ○ | |
| 15 | CF | 0.63 | 0.34 | 0.25 | 0.47 | ○ | - | ○ | 98.31 | 100.00 | 0.13 | ○ | ○ | |
| 16 | CF | 0.45 | 0.38 | 0.29 | 0.45 | ○ | - | ○ | 98.43 | 100.00 | 0.04 | ○ | ○ | |
* CF 와이어: 무도금 와이어 (Copper free wire)
**CC 와이어: 동도금 와이어 (Copper coated wire)
| 구분 | No. | 와이어종류 | 금속염환산값(wt%) | P (wt%) | 탄화수소 화합물 | 표면처리유 합계 (wt%) | 도유량 (g/wㆍkg) | 내청성 | 송급성 | |||||
| Na+Ca | K | Zn | 에스테르기 | 카르복실산기 | 알칸기 | 총합 (wt%) | ||||||||
| 실 시 예 | 17 | CF* | 0.84 | 0.70 | 0.53 | 0.80 | ○ | ○ | - | 97.13 | 100.00 | 0.31 | ○ | ○ |
| 18 | CC** | 0.47 | 0.67 | 0.55 | 0.79 | ○ | ○ | - | 97.52 | 100.00 | 0.39 | ○ | ○ | |
| 19 | CC | 0.82 | 0.45 | 0.51 | 0.76 | ○ | - | ○ | 97.46 | 100.00 | 0.47 | ○ | ○ | |
| 20 | CF | 0.84 | 0.64 | 0.37 | 0.74 | - | ○ | ○ | 97.41 | 100.00 | 0.56 | ○ | ○ | |
| 21 | CF | 0.67 | 0.62 | 0.48 | 0.60 | - | ○ | ○ | 97.63 | 100.00 | 0.28 | ○ | ○ | |
| 22 | CC | 0.44 | 0.44 | 0.46 | 0.71 | ○ | - | ○ | 97.95 | 100.00 | 0.21 | ○ | ○ | |
| 23 | CC | 0.46 | 0.58 | 0.34 | 0.68 | ○ | ○ | - | 97.94 | 100.00 | 0.15 | ○ | ○ | |
| 24 | CC | 0.38 | 0.36 | 0.24 | 0.28 | - | ○ | ○ | 98.74 | 100.00 | 0.06 | ○ | ○ | |
| 25 | CF | 0.35 | 0.34 | 0.19 | 0.43 | - | ○ | ○ | 98.69 | 100.00 | 0.37 | ○ | ○ | |
| 26 | CF | 0.32 | 0.22 | 0.22 | 0.41 | ○ | - | ○ | 98.83 | 100.00 | 0.44 | ○ | ○ | |
| 27 | CF | 0.21 | 0.31 | 0.20 | 0.39 | ○ | - | ○ | 98.89 | 100.00 | 0.55 | ○ | ○ | |
| 28 | CC | 0.51 | 0.23 | 0.15 | 0.26 | ○ | ○ | - | 98.85 | 100.00 | 0.29 | ○ | ○ | |
| 29 | CF | 0.55 | 0.20 | 0.23 | 0.25 | ○ | ○ | - | 98.77 | 100.00 | 0.24 | ○ | ○ | |
| 30 | CF | 0.59 | 0.18 | 0.12 | 0.37 | ○ | - | ○ | 98.74 | 100.00 | 0.16 | ○ | ○ | |
| 31 | CF | 0.19 | 0.29 | 0.20 | 0.21 | ○ | ○ | - | 99.11 | 100.00 | 0.09 | ○ | ○ | |
* CF 와이어: 무도금 와이어 (Copper free wire)
**CC 와이어: 동도금 와이어 (Copper coated wire)
이하에는 적용예에 대하여 표4의 실시예 및 비교예를 중심으로 내청성과 송급성에 대하여 설명하고자 한다.
비교예 1~3은 금속염의 환산값과 P값이 모두 본 발명의 범위내에 포함되어 있다. 그러나 탄화수소화합물의 작용기가 1종으로만 구성되어 있어서 내청성 및 송급성이 모두 양호하지 못하였다.
비교예 4~9는 금속염의 환산값중 Na+Ca값이 본 발명의 범위를 벗어나고 있어서 내청성이 좋지 못하였다. 그러나 K, Zn, P등의 성분이 본발명의 범위내에 있고 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 송급성은 양호 하였다.
비교예 10~15는 금속염의 환산값중 K값이 본 발명의 범위를 벗어나고 있어서 송급성이 좋지 못하였다. 그러나 Na+Ca, Zn, P등의 성분이 본 발명의 범위내에 있고 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 내청성은 양호 하였다.
비교예 16~21은 금속염의 환산값중 Zn값이 본 발명의 범위를 벗어나고 있어서 송급성이 좋지 못하였다. 그러나 Na+Ca, K, P등의 성분이 본 발명의 범위내에 있고 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 내청성은 양호 하였다.
비교예 22~27은 P값이 본 발명의 범위를 벗어나고 있어서 송급성이 좋지 못하였다. 그러나 금속염의 환산값인 Na+Ca, K, Zn등의 성분이 본 발명의 범위내에 있고 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 내청성은 양호 하였다.
비교예 28~31은 금속염의 환산값인 Na+Ca, K, Zn 및 P값이 모두 본 발명의 범위내에 있고 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 내청성은 양호 하였다. 그러나 표면처리제의 도유량이 본 발명의 범위를 벗어나서 송급성은 양호하지 못하였다.
특히 비교예 28, 30은 도유량이 너무 많아서 와이어 공급기에서 슬립이 발생 하였다. 또한 비교예 29, 31은 도유량이 너무 적어서 송급케이블내에서 와이어의 마찰이 증가하게되어 송급성이 좋지 못하였다.
한편 본 발명의 실시예 1~31은 금속염의 환산값인 Na+Ca, K, Zn값 및 P값이 본 발명의 범위내에 있고, 탄화수소화합물의 작용기가 2종으로 구성되어 있어서 본 발명의 범위내에 속한다. 또한 표면처리제의 도유량도 본 발명의 범위내에 있어서 내청성 및 송급성 모두 양호한 결과를 나타내었다.
본 발명은 상기와 같은 조성성분으로 균질한 액상 표면처리제를 제조한후 이를 본 발명의 범위내로 솔리드 와이어에 도유하여 본 결과 종래의 솔리드 와이어에 비하여 특히 내청성 및 송급성이 우수한 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어를 얻을 수가 있었다.
Claims (3)
- 가스실드 아크 용접에 사용하는 용접용강 와이어에 있어서, 나트륨(Na), 칼륨(K), 칼슘(Ca) 및 아연(Zn)을 포함하는 금속염과 0.10~0.80wt%의 비금속 인(P), 그리고 에스테르기 카르복실산기 및 알칸기 중에서 선택된 2종의 작용기를 가지는 탄화수소화합물 97.10~99.78wt%를 함유하는 표면처리유(oil)를 부착시킨(도유한) 가스실드 아크용접용 솔리드 와이어.상기 금속염은 표면처리유 전체 중량을 기준으로, Na+Ca 0.05~0.85wt%, K 0.05~0.70wt%, 및 Zn 0.02~0.55wt%를포함하여 이루어짐
- 삭제
- 청구항 제1항에 있어서, 상기 표면처리유(oil)는 용접용 와이어 1kg당 0.03~0.60g이 되도록 와이어 표면에 부착시키는(도유한) 것을 특징으로 하는 가스실드 아크 용접용 솔리드 와이어.
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