KR100732242B1

KR100732242B1 - 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어

Info

Publication number: KR100732242B1
Application number: KR1020010058721A
Authority: KR
Inventors: 가토쓰요시; 고모토다쿠미; 미야케도시유키; 스즈키유지; 다카야마리키야; 혼고아쓰타다; 치바도시히코
Original assignee: 니뽄 스틸 웰딩 프로덕츠 앤드 엔지니어링 컴파니, 리미티드
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2007-06-27
Also published as: KR20030025592A

Abstract

본 발명은, 플럭스 충전 와이어에 있어서, 솔리드 와이어의 고용착성, 저슬래그 발생량과, 플럭스 충전 와이어의 안정된 용접 작업성 등의 양자의 장점의 제 성능을 고루 구비한 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공하는 데 있다.

Si, Mn으로 이루어지는 탈산제에 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물을 포함하는 아크 안정제를 함유시킴으로써 용접시의 용적(溶滴)의 이탈을 촉진하여 용적의 세립화 및 이행 횟수를 증가시켜 아크 안정화를 해결하고, 플럭스 충전 와이어의 결점인 낮은 용착 효율, 얕은 용융 깊이, 또한 많은 슬래그 발생량 등의 문제에 대하여 플럭스 충전율을 3∼10%로 낮춤으로써 해결하고, 전혀 새로운 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공한다.

Description

가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어{FLUX-CORED WIRE FOR GAS SHIELDED ARC WELDING}

도 1은 충전 플럭스 중의 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물이 용적 이행 횟수 및 용적 이행 주기의 표준편차에 주는 영향을 조사한 도면이다.

도 2는 충전 플럭스 중의 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물이 스패터 발생량에 주는 영향을 조사한 도면이다.

도 3a와 도 3b는 본 발명의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어의 단면을 나타내고, 도 3a는 이음매가 없는 와이어, 도 3b는 이음매가 있는 와이어의 단면 모식도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1 강제 외피

2 플럭스

3 이음매

본 발명은, 건축, 교량, 조선 등에서 각종 강 구조물의 용접에 사용하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것으로, 높은 입열, 패스 사이가 고온인 용접에 있어서 아크 상태가 매우 양호하고 스패터가 적은 등 많은 용접 작업성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.

종래, 가스 실드 아크 용접용 와이어에는 솔리드 와이어 및 플럭스 충전 와이어가 있다

아크 용접용 솔리드 와이어는 사용 목적에 따라 성분 조정이 이루어진 각종 와이어가 개발되어, JIS Z3312와 그 밖에도 규격화되어 일반적으로 사용되고 있다. 또한 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는, 슬래그계로 총칭되고 있는 슬래그 성분을 주로 충전한 와이어와, 메탈계로 총칭되고 있는 주로 금속 성분을 충전한 와이어, 2 종류가 있고, JIS Z3313와 그 밖에도 규격화되어 있으며, 여러가지 목적에 적응한 플럭스 충전 와이어가 다수 개발되어 있다.

그러나, 솔리드 와이어는 금속 와이어이기 때문에, 용접 작업성을 더욱 개선하기 위하여 미량의 아크 안정제를 함유시키려 하여도 아크 안정제를 함유시킬 수 없다.

한편, 플럭스 충전 와이어는, 와이어 중에 충전된 충전 플럭스의 개량으로 용접 작업성을 향상시킬 수 있고, 용접성이 양호한 와이어가 다수 실용화되어 있다. 이들은 플럭스 충전율 10%∼20%의 와이어가 대부분이다. 충전율 5%의 저충전율 와이어에 대한 기술이 간혹 있으나, 상기 플럭스 성분계에서는 용접 슬래그량의 과다, 용접 매연 발생량의 과다 등의 문제가 있고, 이와 같은 저충전율 와이어는 실용적으로 공급되고 있지 않은 것이 실상이다. 플럭스 충전 와이어에 있어서, 솔리드 와이어에 가까운 용접 작업성을 가진 금속분을 주성분으로 하는 금속계 플럭스 충전 와이어는 아크의 안정성과 생산성에 문제가 있는 것이 실상이다.

상기한 바와 같이, 이러한 와이어에는 일장일단이 있어 솔리드 와이어 및 플럭스 충전 와이어 쌍방의 장점을 받아들인 가스 실드 아크 용접용 세경 와이어가 요망되어 왔다.

플럭스 충전 와이어에 있어서 플럭스 충전율이 낮은, 예를 들면 와이어 단면적율 5∼25%의 범위로 플럭스를 충전한 플럭스 충전 와이어가 일본 특허공개 소51-1695호 공보에 개시되어 있다. 이 발명의 플럭스 와이어 단면적율은 5%로 낮은 예가 게시되어 있는데, 충전 플럭스는 아크 안정제로서 흑연을 필수 성분으로 하고, Ti, Al, Mg 등으로 이루어지는 것으로, 그 배합비가 2∼10%, 또한 탈산제를 20∼90% 포함하는 것이며, 또한 실질적으로 금속 산화물을 포함하지 않는 플럭스 충전 와이어이다. 그러나 흑연을 포함하는 아크 안정제는, 그 흑연과 와이어 중의 산소 또는 와이어 표면의 부착 산소와의 CO 반응에 의한 아크 불안정화의 요인을 가지고 있고, 아크가 거칠어져 용접 작업성을 열화하여 스패터 발생량을 증가시킨다. 또 용접 금속 중에 C량의 수율이 과대하게 되어 용접 금속의 물리적 성능의 조정이 용이하지 않다.

또 일본 특허공개 평6-218577호 공보에는 플럭스 충전율이 5∼30%, Mn 및 S의 함유량 및 Mn/S의 비를 한정하고, 철분 40∼60%, Si, Mn, Ti의 철합금분으로 이루어지는 탈산제를 40∼60% 포함하는 플럭스를 충전한 플럭스 충전 와이어가 게시되어 있다. 이것은 메탈계 플럭스 충전 와이어에 속하는 와이어이다. 충전율 5%, 10%의 충전율 와이어에 있어서는, 이 금속분을 포함하는 충전 플럭스에서는 충분히 안정된 아크가 얻어지지 않아 플럭스 충전 와이어로서의 우수한 용접 작업성과 양호한 용접 결과는 얻어지지 않는다.

본 발명자들은, Si, Mn으로 이루어지는 탈산제에 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물을 포함하는 아크 안정제를 함유시킴으로써 용접시의 용적(溶滴)의 이탈을 촉진하여 용적의 세립화 및 이행 횟수를 증가시켜 아크 안정화를 도모하고, 플럭스 충전 와이어의 결점인 낮은 용착 효율, 얕은 용융 깊이, 또한 많은 슬래그 발생량 등의 문제에 대하여 플럭스 충전율을 3∼10%로 낮춤으로써 해결하고, 전혀 새로운 아크 용접용 플럭스 충전 와이어로서 매우 유효한 수단이라는 식견을 얻어 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.

본 발명은 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관하여, 상세하게는 강제 외피에 플럭스를 충전한 와이어이고, (1) 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서, 강제 외피에 플럭스를 충전한 와이어이며, 와이어 전 질량으로 Si: 0.3∼1.8% (전체 와이어 질량%, 이하 동일), Mn: 0.8∼4.0%, 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물, Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물의 1종류 또는 2종류: 0.15∼2.0%를 포함하고, 플럭스 충전율이 3∼10 질량%임을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.

(2) 충전 플럭스는 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물과는 별도로, Na₂O원을 Na₂O 환산치로 0.3% 이하 및/또는 TiO₂원을 TiO₂환산치로 1.5% 이하 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 기재의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.

(3) 또한 와이어 전 질량%로, C:0.02∼0.15%, Ti:0.02∼0.3%, B:0.001∼0.01%를 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 플럭스 충전 와이어.

(4) 또한 와이어 전 질량%로 합금화제로서 Mo:0.7% 이하, Ni:1.75% 이하, Cr:1.0% 이하의 한 종류 또는 두 종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 상기 (3) 기재의 플럭스 충전 와이어

또한, 필요에 따라 충전 플럭스에 철분을 함유시킬 수 있다.

또 강제 외피에 이음매가 없는 것 또는 이음매가 있는 상기 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어로 할 수 있다.

이상의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는 강제 외피 표면에 동 도금을 한 상태 또는 도금이 되지 않은 상태에서 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 플럭스 충전 와이어의 성분 등에 대하여, 그 한정 이유를 설명한다.

Si:0.3∼1.8%에 대하여, Si는 탈산제로서 사용하고, 용접 금속 중의 산소량을 저감시키는 효과가 있다. 그러나, 와이어 전 질량으로 0.3% 미만에서는 탈산력이 불충분하게 되어 용접 금속에 블로우 홀이 발생하고 또한 1.8%를 초월하면 용적이 커져 스패터 저감 효과가 없어지며 또한 용접 금속 중에의 Si량이 과잉되어 결정립이 조대화하고 인성이 열화한다. Si의 첨가는 강제 외피 또는 충전 플럭스의 어느 일방 또는 양방으로부터도 그 효과는 변하지 않는다.

Mn:0.8∼4.0%에 대하여, Mn은 용접 금속의 탈산을 촉진함과 동시에 용융금속의 유동성을 높이고 용접 비드 형상을 개선한다. 또한 용접 금속 중에 수율에 따라 용접 금속의 기계적 성질을 조정하고 인장 강도를 높이는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻으려면 0.8% 이상의 첨가가 필요하다. 그러나 4.0%를 넘으면 용적이 커져 스패터 저감 효과가 없어지고 또한 용접 금속 중의 Mn량이 과대하게 되어, 용접 금속의 강도가 과대해지며 균열이 발생하기 쉽다. Mn의 첨가는 강제 외피 또는 충전 플럭스의 일방 또는 양방으로부터도 그 효과는 변하지 않는다.

충전 플럭스 중의 Si 및 Mn은 금속 Si, 금속 Mn 또는 Fe-Si, Fe-Si-Mn, Fe-Mn 등 철 합금의 상태로 첨가할 수 있고, Si, Mn의 각각의 환산치가 충전 플럭스 중의 함유량이다.

전 와이어 질량%에 있어서 Si 및 Mn의 첨가량은 상기한 바와 같으나, Si 및 Mn의 첨가는, 외피 또는 충전 플럭스의 어느 일방으로부터도, 양방으로부터도, 그 효과는 변하지 않아 용접시의 탈산력이나 용접 금속에의 수율에 큰 차이는 없다. 그러나, Si, Mn 중 어느 것이든 외피에 많이 첨가한 경우, 그 분량에 비례하여 외피의 전기비 저항이 높아지고, 용접시의 와이어 송급 속도는, 충전 플럭스에 첨가한 경우에 비하여 커진다. Si 및 Mn을 강제 외피에 함유시키는 경우는, 이하와 같이 제한하는 것이 바람직하다.

즉, Si는, 1.2% 이하가 바람직하다. 그 이유는 외피 중에 첨가하는 Si량이 외피 중량에 비하여 1.2%를 초과하면, 경도가 높고 또한 가공 경화하기 쉬워지기 때문에 가공성이 열화되고, 성형이 곤란하게 되는 동시에 신선 가공시에 단선이 발생하기 쉬운 등 수율이 저하된다. 따라서 생산성 확보를 위하여 외피 중의 Si량은 1.2% 이하가 바람직하다.

Mn은, 2.5% 이하가 바람직하다. 그 이유는 외피 중에 첨가하는 Mn량이 외피 중량에 대하여 2.5%를 넘으면, 경도가 높고 또한 가공 경화하기 쉬워져 가공성이 악화되고, 성형이 곤란하게 되는 동시에 신선 시에 단선이 발생하기 쉬운 등 수율이 저하된다. 따라서 생산성 확보를 위하여 외피 중의 Mn량은 2.5% 이하가 바람직하다.

Si 및 Mn을 동시에 포함하는 경우는 3% 이하가 바람직하다. 그것은 외피 중에 첨가하는 Si와 Mn의 합계량이 외피 중량에 대하여 3.0%를 초월하면, 경도가 높고 또한 가공 경화하기 쉬워져 가공성이 열화되고, 성형이 곤란하게 되는 동시에 신선 시에 단선이 발생하기 쉬운 등 수율이 현저하게 저하된다. 따라서 생산성 확보를 위하여 외피 중의 Si와 Mn의 합계량은 3.0% 이하가 바람직하다.

다음으로 아크 안정제의 첨가량과 그 효과에 대해서 설명한다.

Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물, Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물의 1종류 또는 2종류: 0.15%∼2.0%에 대하여, 0.15% 미만에서는 솔리드 와이어에서의 용접과 같이 용적이 커지는 동시에 크기의 불균일성도 커지며, 아크 상태가 불안정하게 되고, 스패터 발생량이 증가하여 솔리드 와이어 이상의 용접 작업성의 개선은 불가능하다. 한편, 2.0%를 초월하면 아크 길이가 필요 이상으로 길어지고, 그 결과, 스패터 발생량이 증가하고, 또한 용접 매연의 발생량도 증가한다. 따라서 0.15∼2.0%에 있어서, 용접 중의 아크 상태가 대단히 양호하고, 용적이 작으며, 스패터 발생량이 매우 적다.

Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 SiO₂를 포함하는 3 성분계의 합성물로서, Na₂O와 TiO₂의 비율이 여러가지 변화된 합성물이라도 마찬가지 효과가 얻어지고, 본 발명의 기술 사상에 포함된다. Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물의 대표예는 티탄산 소다(mNa₂O·nTiO₂)이고, 예를 들면, 수산화나트륨과 루틸을 소망하는 비율로 배합하여 고온 처리하는 등으로 얻어지는 합성물이고, Na₂O가 10∼50%, TiO₂가 50∼90%의 범위 내의 비율로 합성물로 하는 것이 바람직하다. 또 SiO₂를 포함하는 경우는, SiO₂를 30% 이하로 하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 13Na₂O-80TiO₂, 20Na₂O-73TiO₂, 42Na₂O-53TiO₂, Na₂O-TiO₂, Na₂O-3TiO₂, Na₂O-6TiO₂, 혹은 13 Na₂O-25SiO₂-58TiO₂를 주요 성분으로 하는 합성물 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니고, Na₂O와 TiO₂와의 비는 임의로 조정할 수 있다. 또 13Na₂O-25SiO₂-58TiO₂ (티탄산 규산소다)와 같이 SiO₂를 함유하는 합성물은, 티탄산 소다와 비교할 때 슬래그의 유동성이 증가하여 비드 표면을 균일하게 덮어 비드 형성을 양호하게 한다.

아크 안정제 중에 Na₂O 환산치: 0.3% 이하의 첨가 이유에 대하여 기술한다. 이 Na₂O는, Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물 이외의 첨가물이고, 용접 중의 아크 길이 변동을 줄이고 용적 이행 횟수의 증가, 즉 용적의 세립화를 촉진시키는 효과를 가진다. 그러나 0.3%를 넘으면 용적 이행 횟수는 감소하고 아크 길이만 길어지는 경향이 있고, 그 결과 스패터 발생량이 증가한다. Na₂O원으로서는 탄산 소다, 소다 글래스 등이 있다.

TiO₂: 1.5% 이하의 첨가 이유에 대하여 말한다. 이 TiO₂는, Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물 이외의 첨가물이고, 아크 안정제로서 용적 선단에 발생하는 아크의 발생 면적을 확대시킴으로써 용적 이행을 안정시키는 하향 전자 핀치 효과를 촉진시키는 효과를 가진다. 그러나, 1.5%를 넘으면 하향 전자 핀치 효과가 과대하게 되어 용적 이행을 불안정하게 한다. 또한 용접 금속에의 환원 Ti량의 수율 과잉이 되어 용접 금속의 성능에 영향을 준다. TiO₂원으로서는 루틸(rutile), 티탄 슬래그, 일메나이트 등이 있다.

충전 플럭스에 함유시키는 철분은 용착 속도 향상 및/또는 충전율 조정 등의 목적으로 첨가한다. 그 바람직한 첨가량은 와이어 전 질량에 철 성분이 5% 이하가 되도록 함유시킬 수 있다. 이 철 성분은 탈산제의 Si 및 Mn의 원료인 철 합금의 철 성분 및 철분의 합계치이다. 또한, 충전 플럭스 중에 첨가하는 Si 및 Mn원을 금속 Si, 금속 Mn, 또는 Si-Mn 합금을 사용함으로써, 충전 플럭스 중에 Si 및 Mn이 첨가됨으로써 초래되는 철 성분을 없앨 수도 있다.

이상이 본 발명을 구성하는 기본 성분이지만, Al, Mg, Zr 등의 탈산제는 통상의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어와 같이 용접 금속의 탈산 부족에 의한 블로우 홀의 발생 방지 및/또는 기계적 성질의 조정을 위하여 함유시킨다. 그러나, 이들이 과잉으로 함유되면 용접 슬래그 소성에 의한 슬래그 박리성 불량, 비드 외관 불량 또는 용접 금속의 강도가 과대하게 되어 내균열성이 열화한다. 또한 탈산제는 용접 금속 중에 수율 합금제로서 작용하는 이외에도 산화하여 슬래그화 하고, 용융 슬래그의 조성 및 생성량에도 영향을 주어, 본 발명의 목적 효과를 손상시키는 경우가 있기 때문에 종류와 함유량은 적절하게 제한하는 것이 바람직하다.

본 발명은 용접 금속의 기계적 성질을 조절하는 목적, 피용접 강판에 맞춘 용접용 와이어로서 충전 플럭스, 강제 외피 중에 C, Ti 및 B 혹은 필요에 따라 Mo, Ni, Cr의 1 종류 또는 2 종류 이상의 합금 성분, Bi, S 등의 슬래그 박리제 등은 본 발명의 기본적인 기술 사상에 영향을 주지 않는 범위에서 적절하게 첨가할 수 있다. 또한, 이러한 합금 성분은 생산 효율로 볼 때, 충전 플럭스 중에 첨가하는 것이 바람직하다.

즉, C:0.02∼0.15%를 첨가하면, C는 고용강화에 의한 용착 금속의 강도를 조정하는 가장 중요한 원소 중 하나이고, 인성을 개선하기 위하여 필요 불가결한 원소이다. 그 때문에, C의 첨가량이 0.02% 미만이 되면 높은 입열, 패스 사이가 고온인 용접으로는 필요한 강도를 확보할 수 없다. 또 첨가량이 0.15%를 넘으면, 용착 금속의 조직이 마르텐사이트화하여 강도가 지나치게 높아지고 인성도 열화되며, 스패터가 다발하고 용접 작업성이 열화한다

Ti:0.02∼0.3%를 첨가하면, Ti는 용착 금속의 조직을 미세화하는 작용을 하고, 용착 금속의 강도와 인성을 개선하기 위하여 필요 불가결한 원소이다. 그 때문에, 본 발명과 같은 높은 입열, 패스 사이가 고온인 용접에 있어서 Ti의 첨가량이 0.02% 미만이 되면 조직이 미세화되지 않아 필요한 인성이 확보되지 않는다. 그러나 첨가량이 0.3%를 넘으면 용접 금속 강도의 향상에 의하고 인성이 저하되고, 강도도 지나치게 높아져 버린다.

B:0.001∼0.01%를 첨가하면, B는, Ti와 동시에 첨가함으로써, 용접 금속의 고인성을 얻기 위한 필요 불가결의 원소이다. 그 때문에, Ti와 B는 동시에 첨가하나, B 첨가량이 0.001%(10ppm) 미만이 되면, 미세 조직이 형성되지 않아 인성 향상은 얻어지지 않는다. 그러나, 첨가량이 0.01%(100ppm)가 되면, 용착 금속의 경도가 상승하여 지나치게 높은 강도, 인성 열화를 일으킨다.

또한 Mo:0.7% 이하를 첨가하면, Mo는 용착 금속의 조직을 미세화하고, 높은 입열, 패스 사이가 고온인 용접에 있어서 강도를 확보함에 있어서 중요한 원소이다. 그러나, 과잉 첨가는 용착 금속의 지나치게 높은 강도, 인성 열화를 일으키므로 상한을 0.7%로 하였다.

Ni:1.75% 이하를 첨가하면, Ni는 고용 강화에 의하여 용착 금속의 강도를 향상시키고, 또한 내식성과 인성을 향상시키는 작용을 가진다. 1.75%를 넘게 첨가하면, 강도가 지나치게 높아져서 고온 균열의 원인이 된다.

Cr: 1.0% 이하를 첨가하면, Cr은 Mo와 같이 높은 입열, 패스 사이가 고온인 용접에 있어서 강도를 확보하는 중요한 원소이고, 용접 금속의 내열성, 내식성 및 내후성을 향상시키는 작용을 가진다. 1.0%를 넘게 첨가하면, 용접 금속의 강도가 지나치게 높아져서 인성이 저하되므로 상한을 1.0%로 하였다.

이러한 Mo, Ni, Cr의 합금 성분은, 용접 금속의 기계적 성질, 물성치의 개선 목적에 따라 단독 혹은 복합적으로 첨가할 수 있다. 또한 이들 합금 성분은 가공성이 허락하는 범위 내에서, 수율을 고려하여 강제 외피의 성분에 함유시킴으로써 동일한 목적 효과가 얻어진다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어의 단면 형상을 도 3a 및 도 3b에 나타낸다. 도 3a는 강제의 파이프의 강제 외피(1)에 충전 플럭스(2)를 진동 충전한 후, 축경하여 소선(素線)으로 하고, 또한 신선 가공하여 0.8∼2.0mm의 소정 지름으로 제조한다. 또는, 스트립 강을 성형 공정에서 순차적으로, U자형, 플럭스 충전, O형으로 성형하고, 이어서 용접, 축경(縮經)하여 소선으로 하며, 이어서 신선 가공하여 와이어로 함으로써 강제 외피에 이음매 없는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제조할 수 있다. 이 강제 외피에 이음매가 없으므로 대기중의 수분을 흡습하지 않아, 양호한 용접 금속 성능을 얻을 수 있다.

또한, 도 3b에 나타내는 이음매(3)를 가지는 강제 외피(1)에 플럭스(2)를 충전한 와이어는 스트립 강을 성형 공정에서 순차적으로 U자형, 플럭스 충전, O형으로 성형하고, 이어서 축경하여 소선으로 하고 다시 신선 가공한다. 이 와이어에 있어서도 충전율이 낮아 외피 이음매의 접촉 면적이 넓어지고, 충전 플럭스와 대기의 차단 효과가 커서 대기 중의 수분의 흡습이 매우 적다. 또 강제 외피의 이음매의 형상은 도시한 것에 한정되는 것은 아니며, 비스듬한 이음매이어도 무방하며 외기와의 차단 효과는 더욱 향상된다.

강제 외피 표면에 동 도금을 함으로써 외피 표면의 내청성이 향상된다. 또한 와이어 송급성, 통전성을 양호하게 할 수 있다. 또한 와이어 표면에 도금을 하지 않는 와이어는, 와이어 표면에 방청제와 윤활제를 적당히 부착시켜 방청성과 와이어 송급성을 확보한다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어의 플럭스 충전율은 3∼10%로 한다. 충전율이 3% 미만이면 플럭스 충전 및 성형이 곤란하게 되어 생산성이 나빠진다. 충전율이 10%를 넘으면 슬래그 발생량, 스패터 발생량이 늘어 와이어의 성능을 개선할 수 없고 또 와이어 제조시의 신선성이 떨어져 단선에 의한 생산성의 저하를 초래한다. 충전율은 생산성, 저슬래그화, 작업성을 위하여 3.5∼7.0%가 보다 바람직하다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어의 지름은 용접시의 전류 밀도를 높이고, 고용착율을 얻기 위하여 0.8∼2.0mm 정도로 작은 것이 바람직하다. 플럭스 저충전율의 세경 와이어로 함으로써 용접 전류 범위를 넓게, 예를 들면, 지름 1.2mm 와이어로 120∼550A로 하는 것이 가능하게 되고, 작업 효율을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어를 사용하는 아크 용접시의 실드 가스는 CO₂가스를 사용하여 충분한 용접 작업성이 얻어지지만, 또한 용접 작업 환경면부터 용접 매연의 발생량이 적은 Ar-CO₂혼합 가스를 사용하여도 된다.

다음으로 본 발명품의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어의 제조예에 대하여 설명한다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어의 제조 방법으로는, 강제 외피에 이음매를 가지지 않는 와이어는 강제의 파이프를 코일상으로 진동 장치에 설치하고, 충전 플럭스를 진동 충전한 후, 축경하여 소선으로 하고, 또한 신선 가공하여 0.8∼2.0mm의 소정 지름의 제품으로 하는 방법, 또 스트립 강을 성형 공정에서 순차적으로, U자형, 플럭스 충전, O형으로 한 후, 용접하여 파이프 형상으로 하고, 축경하여 소선으로 하고, 이어서 신선하여 와이어로 하는 제조법이다.

또 강제 외피에 이음부를 가지는 와이어는, 스트립 강을 성형 공정에서 순차적으로, U자형, 플럭스 충전, O형으로 한 후, 축경하여 소선으로 하고, 이어서 신선하여 와이어로 하는 제조법이다. 이러한 제조 방법에서 신선 공정의 중간에서 적절하게 통상의 소둔 공정을 실시하는 방법이다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어의 성능을 조사하기 위하여, 탈산제 Si:0.5%, Mn:1.5%를 베이스로 하고, 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂로 구성되는 합성물 (13Na₂O-80TiO₂)을 0.15%, 0.5%, 1.0%, 1.3%, 1.8%의 5종류로 함유시켜 본 발명의 범위 내로 조정한 충전 플럭스와, 또 상기 합성물 함유량을 본 발명의 범위보다 하한 미만인 0%, 0.05% 함유한 충전 플럭스, 본 발명 범위의 상한을 넘어 2.2%, 3.0% 함유한 충전 플럭스 등 4종류의 충전 플럭스를 준비하였다. 이 플럭스를 표 1에 나타내는 외피 기호 P1의 파이프(화학 성분 C: 0.05%, Si:0.01%, Mn:0.30%, P:0.01%, S:0.01%)에 플럭스 충전율 5%가 되도록 충전하고, 외경 1.2mm까지 신선하여 플럭스 충전 와이어를 시작(試作)하였다. 이 와이어를 사용하고, 용접 조건은 용접 전류: 300A, 아크 전압: 33V, 용접 속도: 30cm/min, 와이어 돌출 길이:20mm, 실드 가스: 탄산 가스·유량 25L/min로 용접하고, 용접 중의 용적 이행 횟수 및 스패터의 발생량을 조사하였다.

용적 이행 횟수 조사는, 자동 용접을 하면서도 용접부를 고속도 비디오 카메라로 촬영하고, 그 결과를 느린 속도로 재생하여, 용적이 와이어 선단에서 발생하여 이탈하기까지를 1 싸이클로 하는 횟수를 측정하였다. 용접부의 촬영 조건은 촬영 화면수: 1000화면/sec, 셔터 스피드: 1/3000sec로 하고, 그 결과를 느린 속도로 재생하며, 용적이 와이어 선단에 발생하여 이탈하기까지를 1 싸이클로 하는 횟수와 시간을 측정하고, 표준편차를 구하였다. 그 조사 결과를 도 1에 나타낸다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명 범위내의 충전 플럭스(Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물: 0.15∼2.0%)를 함유하는 플럭스 충전 와이어에서는, 용적 이행 횟수는 40회/초 이상 및 용적 이행 주기부터 그 표준편차는 7 이하로 결과는 양호하였다. 그러나, 상기 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물을 본 발명 범위보다 하한 미만으로 설정한 와이어는, 그 효과가 희박하고, 용적 이행 횟수는 감소하며, 용적 이행 주기의 표준편차는 커진다. 또 한편으로, 본 발명 범위의 상한을 넘어 설정한 와이어도 마찬가지로 용적 이행 횟수는 감소하고, 용적 이행 주기의 표준편차는 커진다.

스패터 발생량 조사는, 자동 용접을 연속하여 1분간 실시하고, 용접 중에 발생한 스패터의 포집을 하나의 와이어에 대하여 3회 실시하고, 그 평균치로 평가하였다.

스패터 발생량을 조사한 결과를 도 2에 나타낸다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 합성물 함유량이 본 발명 범위 내(0.15∼2.0%)에서는, 스패터 발생량이 1g/min 이하로 적고 양호한 결과를 나타낸다. 그러나, 본 발명 범위의 하한 미만으로 설정한 비교예 와이어는, 상기Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물 효과가 희박하게 되고, 스패터 발생량은 증가한다. 또 본 발명 범위보다 상한을 넘어 설정한 비교예 와이어는, 아크 분위기 중의 전리가 과도하게 촉진되고, 아크 길이가 길어지기 때문에 용적 이행이 불안정하게 되어, 그 결과, 스패터 발생량은 증가한다.

이상의 결과로부터, Na₂O 및 TiO₂, 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂를 포함하는 합성물의 1종류 또는 2종류가 본 발명 범위 내(0.15∼2.0%)이면, 용적은 적게 안정되게 이행하여, 스패터 발생량을 줄일 수 있다. 그러나, 본 발명 범위의 하한치 및 상한치 중 어느 하나를 일탈한 충전 플럭스로 시작한 비교예 와이어는, 용적이 크고, 불안정한 상태로 이행하고, 스패터 발생량은 증가한다.

[실시예]

(실시예1)

이하에 본 발명 실시예와 비교예를 사용하여 총괄적으로 설명한다.

본 발명 및 비교예로 사용한 연강 파이프 및 스트립 강의 성분을 표 1에 나타낸다. 강제 외피에 이음매가 없는 와이어는, 표 1 중의 외피번호 P1의 연강 파이프를 사용하고, 강제 외피에 이음매가 있는 와이어는, 표 l 중의 외피번호 H1의 강 스트립을 사용하고, 표 2에 나타내는 조성의 플럭스를 충전한 후, 압연 및 다이스 신선, 연화 및 탈수소 처리로 하여 중간소둔을 실시하고, 와이어 기호 8, 9, 22 및 23을 제외하고 도금 처리를 하고, 강제 외피에 이음매가 없는 와이어 지름 1.2mm의 플럭스 충전 와이어를 제조했다.

표 2에 나타내는 W1∼W14는 본 발명의 실시예이고, W15 이후는 비교예이다

표 2에 나타내는 본 발명예와 비교예의 용접 조건으로서, 용접 전류:300A, 아크 전압:33V, 용접 속도:30cm/min, 와이어 돌출 길이:20mm, 탄산 가스 유량: 25L/min으로 용접하여 스패터 발생량, 용적 이행 횟수, 용적 이행 주기의 표준편차, 슬래그 상태를 조사하였다. 스패터 발생량에 관하여는 1분간 용접을 하고, 그 용접중에 발생한 스패터를 포집하고, 하나의 와이어에 대하여 3회 실시하고, 그 포집량 평균치로 평가하였다.

용적 이행 횟수, 용적 이행 주기의 표준편차에 관해서는, 용접 중의 아크 현상을 고속도 비디오 카메라로 촬영하고, 1초 동안의 용적 이행 횟수, 용적 지름, 아크 폭을 계측하고, 하나의 와이어에 대하여 3회 실시하여 그 평균치로 평가하였다. 슬래그 상태에 관하여는 용접 후의 용접 비드 상에 생성한 슬래그의 발생량 및 박리성에 관하여 육안으로 및 작은 망치에 의한 타격으로 조사하였다. 용착 금속의 기계적 성능은 JISZ3111에 기초하여 인장 시험편(Z220lA1호) 및 충격 시험편(Z22424호)을 제작하여 시험하였다.

표 3에 용접 시험 결과를 나타낸다.

W1∼W14에 나타내는 본 발명의 와이어는 용적 이행 횟수 및 용적 이행 주기의 표준편차는 모두 양호하고 안정된 용접을 할 수 있었고, 그 결과, 스패터 발생량은 적다. 또한 비드 표면에 생성되는 슬래그는, 솔리드 와이어에 비하여 약간 많지만 발생량이 적고, 비드 표면에 전체로 얇고 균일하게 생성되고, 또한 그 박리성은 가볍게 해머로 타격을 가하면 용이하게 박리되어 양호한 결과가 얻어졌다.

이에 대하여, 비교예인 W15∼W28은 이하와 같이, 본 발명예에 비하여 문제점이 있어 불량하였다.

W15는 Na₂O 및 TiO₂로 이루어지는 합성물을 포함하지 않기 때문에, 아크 안정성이 부족하여 작업성이 나쁘고 용적 이행 횟수가 26회/sec로 적어 스패터의 발생량은 개선되지 않았다.

W16은 충전율이 2%로 낮아 필요한 플럭스를 충전할 수 없고, 또한 Si가 본 발명 범위 미만이기 때문에, 용접 금속 중의 탈산 효과가 얻어지지 않아 용접 금속에 블로우 홀이 비드의 일부에 발생했다. 또한 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂의 합성물이 본 발명의 범위 미만이기 때문에, 아크 안정제로서의 효과가 희박하고 용적 이행 횟수는 적으며, 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내고, 아크 상태는 불안정하게 되어 결과적으로 스패터 발생량도 증가했다.

W17은 충전율이 11%로 높고, 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂의 합성물이 첨가되고 있는데 아크 안정제로서의 효과가 과대하게 되고, 아크 길이가 필요 이상으로 길어지므로 용적 이행이 안정되지 않고 또 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내어, 아크 상태는 불안정하게 되고, 결과적으로 스패터 발생량도 많고, 종래 와이어의 역(域)이 나오지 않았다. 또한 TiO₂가 많아 슬래그량 과다로 작업성이 나빠졌다.

W18은 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂로 구성되는 합성물이 본 발명 범위내에 첨가되어 있기 때문에 아크는 안정되어 있으나, Si량이 높고, 용접 금속의 Si가 증가하여 기계적 성질이 나빠졌다.

W19는 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물이 본 발명 범위를 넘고 있기 때문에, 아크 안정제로서의 효과가 과대하게 되어 아크 길이가 필요 이상으로 길어지고 용적 이행이 안정되지 않으며 또 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내고, 아크 상태는 불안정하게 되어 결과적으로 스패터 발생량도 증가하였다.

W20은 Mn 함유량이 낮고, 용접 금속의 탈산 부족으로 약간의 블로우 홀이 발생하고, 기계적 강도가 부족했다.

W21은 Na₂O가 본 발명의 범위를 넘고 있기 때문에, 아크 안정제로서의 효과가 과대하게 되어 아크 길이가 필요 이상으로 길어지고 용적 이행이 안정되지 않아 아크 상태는 불안정하게 되어 결과적으로 스패터 발생량도 증가하였다.

W22는 Mn이 본 발명 범위를 넘고 있으므로, Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물의 효과가 없어 용적이 커지고 스패터 발생량이 많아지며, 용접 금속의 Mn량이 높 아져, 기계적 성질에 있어서 인장강도가 높고, 충격 인성이 낮아졌다.

W23은 Na₂O, TiO₂ 및 SiO₂를 포함하는 합성물이 첨가되지만, 아크 안정제로서의 효과가 과대하게 되어 아크 길이가 필요 이상으로 길어지고 용적 이행이 안정되지 않으며 또한 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내고, 아크 상태는 불안정하게 되어 스패터 발생량도 증가하였다.

W24는 와이어 형상이 이음매이고, 도금도 되어 있지 않으나, W23과 같이 Na₂O, TiO₂ 및 SiO₂로 이루어지는 합성물 첨가량이 많고, 아크 안정제로서의 효과가 과대하게 되어 아크 길이가 필요 이상으로 길어지기 때문에 용적 이행이 안정되지 않아 아크 상태는 불안정하게 되고, 결과적으로 스패터 발생량도 증가하였다.

W25는, 아크 안정제인 Na₂O, TiO₂ 및 SiO₂가 함유되어 있지 않기 때문에, 용적 이행 횟수는 적고, 아크는 항상 불안정하여 스패터 발생량은 증가하였다.

W26은 JISYGW12의 솔리드 와이어, W27은 JISYGW11의 솔리드 와이어이고, 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂로 이루어지는 합성물을 함유시킬 수 없으므로, 용적 이행 횟수는 적고, 보다 안정된 아크 상태는 얻어지지 않아 스패터 발생량은 감소하지 않았다.

W28은 종래의 충전율의 플럭스 충전 와이어에 Na₂O 및 TiO₂로 이루어지는 합성물을 포함하고 있는데, TiO₂분량이 많아 슬래그 발생이 많고, 용적 이행 횟수는 적어, 보다 안정된 아크 상태는 얻어지지 않아 스패터 발생량은 그다지 감소하지 않았다.

(실시예2)

이어서 외피의 연강 파이프, 강 스트립의 성분을 변경한 와이어의 실시예에 대해 설명한다.

표 1에 나타내는 파이프 및 강 스트립을 사용하고, 표 4에 나타내는 파이프와 강 스트립을 편성하여 플럭스를 충전하고, 상기한 표 2에 나타낸 와이어와 같은 제조 방법, 용접 방법 및 측정 방법을 실시했다.

표 5에 용접 결과를 나타낸다.

WP1∼WP3 및 WH1∼WH4에 나타내는 본 발명 와이어는, 용적 이행 횟수 및 용적 이행 주기의 표준편차는 모두 양호하여 안정된 용접을 할 수 있고, 그 결과, 스패터 발생량도 적다.

또한 비드 표면에 생성되는 슬래그는, 솔리드 와이어에 비하여 약간 많지만 발생량은 적고, 비드 표면 전체에 얇고 균일하게 생성하며, 또한 그 박리성은 가볍게 해머로 타격을 가하면 쉽게 벗겨져 양호한 결과가 얻어졌다.

이에 대하여, 비교예인 WP4 및 WH5는 이하와 같이, 본 발명예와 비교하여 문제점이 있어 불량으로 나왔다.

WP4는, 와이어 중의 Si량이 와이어 전 질량에 비하여 2.13%로 본 발명 범위를 넘고 있으므로, 용적이 크고 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내며, 아크 상태는 불안정하게 되고, 그 결과 스패터 발생량도 증가하였다. 또한 용접 금속 중의 Si량이 과잉으로 되어 기계적 성질을 악화시켰다.

WH5는, 와이어 중의 Mn량이 와이어 전 질량에 대하여 4.32%로 본 발명 범위를 넘고 있기 때문에, 용적이 크고 용적 이행 횟수는 적으며, 용적 이행 주기의 표준편차는 큰 값을 나타내고, 아크 상태는 불안정하게 되어 결과적으로 스패터 발생량도 증가한다.

(실시예3)

본 발명 및 비교예에 사용한 이음부가 없는 와이어용 연강 파이프 성분은, 표 6에 나타내는 P1, P2, P3을, 또한 이음부가 있는 와이어용 스트립 강은 표 6의 H1, H2, H3를 사용하고, 표 7에 나타내는 조성의 플럭스를 충전한 후, 압연 및 다이스 신선, 연화 및 탈수소 처리로서 중간 소둔을 실시하고, 와이어 기호 W7, W8, W14∼W16 및 W26∼W29를 제외하고 도금 처리를 하고, 강제 외피에 이음부가 없는 또는 이음부가 있는 와이어 지름 1.2mm의 플럭스 충전 와이어를 제조하였다.

표 7에 나타내는 와이어 기호 W1∼W16은 본 발명의 실시예이고, 와이어 기호 W17∼W30은 비교예이다.

표 8에 나타내는 성분의 강판(Bl, B2)을 사용하여 표 9에 나타내는 개선 형상(Kl,K2)에, 용접 전류 400A, 아크 전압 40V, 용접 속도 24cm/min, 입열량 40kJ로 하고, 패스 사이의 온도가 350℃ 이하인 용접 조건으로 용접을 하고, 용착 금속 성능 시험을 하였다. 또한 스패터 발생량, 용적 이행 횟수, 용적 이행 횟수의 표준편차, 슬래그 상태, 용융 깊이의 측정은, 표 8에 나타내는 강판 B1의 판 두께 20mm, 폭 60mm, 길이 400mm의 시험편을 사용하여 앞에서 기술한 용접 조건으로 용접을 하였다

스패터 발생량은, 1분간 연속 용접을 하고, 그 용접 중에 발생한 스패터의 포집 작업을 하나의 와이어에 대하여 3회 실시하고, 그 포집양(g/min)의 평균치로 평가하였다. 스패터 발생량은 포집 분량 1.0g/min 이하를 양호하다고 하였다.

아크 용접 용적 이행 횟수, 용적 이행 주기의 표준편차에 대하여, 용접 중의 아크현상을 고속도 비디오 카메라로 촬영하고, 1초 사이의 용적 이행 횟수를 계측하며, l개의 와이어에 대하여 3회 행하고, 그 평균치로 평가하였다. 용적 이행 횟수는 40회/sec 이상을 양호한 것으로 하였다.

슬래그 상태에 관하여는, 용접 후의 용접 비드상에 생성된 슬래그의 생성량 및 박리성을 육안 및 소(小) 해머에 의한 타격으로 조사하였다.

용융 깊이는 하향 비드 온 플레이트 용접을 하고, 그 용접 비드를 수직 방향으로 절단하여 그 단면을 연마, 부식하여 용해 상태를 관찰하고, 강판 상면 표면에 서 용융 최하부까지의 거리를 계측하고, 3회 계측한 결과의 평균치를 용융 깊이로서 평가하였다. 용융 깊이는 6mm 이상을 양호로 하였다.

용접 금속의 기계적 성질은 인장 시험편(JISZ220lA1호) 및 충격 시험편(JISZ22424호)을 작성하고, 시험하였다. 인장 강도는 강판 B1을 사용한 경우490∼590N/mm², 강판 B2의 경우 520∼620N/mm²를 양호로 하여, 충격치는 0℃에 있어서 47J 이상을 양호로 하였다.

표 10에 용접 시험 결과 및 용접 작업성의 평가 결과를 나타낸다.

와이어 기호 W1∼W16에 나타내는 본 발명 와이어는 용적 이행 횟수 및 용적 이행 주기의 표준편차는 모두 양호하여 안정된 용접을 할 수 있고, 그 결과, 스패터 발생량은 적다. 또한 비드 표면에 생성하는 슬래그는, 솔리드 와이어에 비하여 약간 많지만, 생성량 자체는 소량으로 비드 표면에 전체적으로 얇고 균일하게 생성되고, 또한 그 박리성은 가볍게 해머로 타격을 가하면 용이하게 벗겨져 양호한 결과가 얻어졌다. 또한 용융과 관련하여서도 종래의 플럭스 충전 와이어보다 깊은, 솔리드 와이어 수준의 깊이가 얻어지고, 용접 결함도 없어 대단히 양호한 결과를 나타내었다. 또 인장 강도 및 인성도 양호한 결과가 얻어져, 매우 만족한 결과이었다.

이에 비하여, 비교예인 와이어 기호 W17∼W30은 이하와 같이, 본 발명예와 비교하여 문제점이 있었다.

와이어 기호 W17은, 아크 안정제인 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물이 적기 때문에 스패터량이 많고 용접 용적 이행 횟수도 적으며, 또한 용적 이행 주기의 표준편차도 커져 아크 상태도 불안정하다. 또 Ti가 많기 때문에, 인장 강도가 높고 인성이 낮아졌다.

와이어 기호 W18은, 아크 안정제인 Na₂O원의 Na₂O 환산치가 높고, 아크 길이가 늘어나 스패터량도 많아졌다. 또한 C가 적기 때문에 인장 강도가 낮아졌다.

와이어 기호 W19는, 아크 안정제인 Na₂O 및 TiO₂를 포함하는 합성물이 많기 때문에 아크 길이가 늘어나 스패터량이 많아졌다. 또 Si가 적기 때문에 용접 금속에 블로우 홀이 생겨 인장 시험에서의 신장이 줄어들었다.

와이어 기호 W20은, Na₂O원의 Na₂O 환산치가 많기 때문에 아크 길이가 늘어나 스패터량이 많아졌다. 또 Si가 많기 때문에 인성이 낮아졌다.

와이어 기호 W21은, TiO₂원의 TiO₂환산치가 많기 때문에 아크 길이가 늘어나 스패터량이 많아졌다. 또 Mn이 적기 때문에 용접 금속의 유동성이 나쁘고 비드 외관이 불량하여 인장 강도도 낮아졌다.

와이어 기호 W22는, 플럭스 충전율이 적기 때문에 와이어 생산성이 불량하고 플럭스 충전율이 불균일하게 되어 아크가 불안정하고 스패터 발생량이 많았다. 또 Ti가 적기 때문에 인성이 낮아졌다.

와이어 기호W23은, 플럭스 충전율이 많기 때문에 슬래그 생성량 및 스패터발생량이 많고, 슬래그 박리성이 나쁘고 또한 용해 깊이도 얕아졌다. 또한 Mn이 많기 때문에 인장 강도가 높고, 또한 크레이터부에 고온 균열이 발생하였다.

와이어 기호 W24는, C가 많기 때문에 스패터 발생량이 많고, 또한 인장 강도가 높고 인성이 낮아졌다.

와이어 기호 W25는, B가 적기 때문에 인성이 낮아졌다.

와이어 기호 W26은 B가 많고, W27은 Mo가 많고, W29는 Cr이 많기 때문에 모두 인장 강도가 높고 인성이 낮아졌다.

와이어 기호 W28은, Ni가 많기 때문에 인장 강도가 높고, 또한 크레이터부에 고온 균열이 생겼다.

와이어 기호 W30은 솔리드 와이어이고, 본 발명예와 비교하면 아크 상태는 불안정하고, 스패터 발생량이 많으며, 용적 이행 횟수, 이행 주기의 표준편차 모두 높았다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명 가스 실드 아크 용접용 플럭스 와이어는 아크가 매우 안정되어 용적 이행 횟수가 많아 세립 이행하여 스패터가 적고, 종래의 솔리드 와이어 및 플럭스 충전 와이어의 좋은 점을 더욱 향상시키고, 용접 작업성 및 용접 비드 형상이 양호하여, 합금 성분의 첨가 조정이 용이한 용접부의 고품질화, 용착효율이 뛰어나고, 판 두께, 재질이 다른 용접 작업 고능률화에 공헌할 수 있다.

Claims

가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서, 상기 와이어는 강제 외피와;

Si 및 Mn, 아크 안정제로서 Na₂O 및 TiO₂로 구성된 합성물과 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂로 구성된 합성물 중 1종류 또는 2종류 및 철분을 포함하며 상기 강제 외피 내에 충전되어 있는 플럭스로 구성되며,

와이어 전체 질량%로, Si: 0.3∼1.8%, Mn: 0.8∼4.0%, Na₂O 및 TiO₂로 구성된 합성물, Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂로 구성된 합성물 중 1종류 또는 2종류: 0.15∼2.0%를 포함하고, 플럭스 충전율이 3∼10 질량%인 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.
제 1항에 있어서,

상기 플럭스는 Na₂O 및 TiO₂로 구성된 합성물 또는 Na₂O, SiO₂ 및 TiO₂로 구성된 합성물과는 별도로, Na₂O원(源)을 Na₂O 환산치로 0.3% 이하 및 TiO₂원을 TiO₂환산치로 1.5% 이하 중 어느 하나 또는 둘 다를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.
제 1항에 있어서,

또한 와이어 전체 질량%로, C: 0.02∼0.15%, Ti: 0.02∼0.3%, B: 0.001∼0.01%를 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.
제 3항에 있어서,

또한 와이어 전체 질량%로, 합금화제로서, Mo: 0.7% 이하, Ni: 1.75% 이하, Cr: 1.0% 이하의 1종류 또는 2종류 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어.