KR100776181B1 - Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof - Google Patents
Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100776181B1 KR100776181B1 KR1020060073614A KR20060073614A KR100776181B1 KR 100776181 B1 KR100776181 B1 KR 100776181B1 KR 1020060073614 A KR1020060073614 A KR 1020060073614A KR 20060073614 A KR20060073614 A KR 20060073614A KR 100776181 B1 KR100776181 B1 KR 100776181B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gas
- welding
- weld metal
- welded
- vol
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/23—Arc welding or cutting taking account of the properties of the materials to be welded
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
- B23K9/167—Arc welding or cutting making use of shielding gas and of a non-consumable electrode
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/32—Accessories
- B23K9/325—Devices for supplying or evacuating shielding gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
- B23K2103/04—Steel or steel alloys
- B23K2103/05—Stainless steel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
본 발명은, 적당한 용접 조건을 설정하는 것으로서, 용접 품질을 저하시키지 않고 용접 금속부의 용융을 깊게 하는 것을 목적으로 한다. 즉, 본 발명은 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산소 가스와 잔부로 헬륨 가스를 함유하는 실드 가스를 사용하고, 용접 금속 중의 산소 농도를 70~700ppm으로 함으로써 용접 금속부의 용융 깊이를 깊게 하고, 용접 금속부의 치수비 D/W 값을 크게 하는 것이다. 본 발명에 따르면 용접 전류, 용접 속도, 아크 길이의 적당한 범위를 가지는 용접 조건 중 적어도 하나를 만족시켜 용접하는 것에 의해, 용접 품질을 저하시키지 않고, 더욱 깊은 용융을 실현하는 것이 가능하다. An object of this invention is to set suitable welding conditions, and to aim at deepening melting of a weld metal part, without reducing welding quality. That is, the present invention uses a shielding gas containing oxygen gas of 0.2 vol.% Or more (preferably 0.4 vol.% Or more) and helium gas as a balance, and the oxygen concentration in the welding metal is 70 to 700 ppm to weld metal. The depth of melting of the part is deepened, and the dimension ratio D / W value of the weld metal part is increased. According to the present invention, by welding at least one of the welding conditions having a suitable range of welding current, welding speed, and arc length, welding can be achieved without further deteriorating the welding quality.
아크, 용접, 실드 가스 Arc, welding, shield gas
Description
[도 1] 실시예 1의 결과에 의한 실드 가스 중의 산소 농도와 D/W 값, 용접 금속 중의 산소 농도와의 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a graph showing the relationship between the oxygen concentration in the shield gas, the D / W value, and the oxygen concentration in the weld metal as a result of Example 1. FIG.
[도 2] 도 1에 있는 실드 가스 중의 산소 농도 1.0 vol.% 까지를 상세하게 도시한 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing in detail the oxygen concentration in the shield gas shown in FIG. 1 up to 1.0 vol.%.
[도 3] 실시예 1의 결과에 의한 용접 금속부의 단면을 도시한 사진이다.FIG. 3 is a photograph showing a cross section of a welded metal part as a result of Example 1. FIG.
[도 4] 실시예 2의 결과에 의한 용접 전류와 D/W 값 및 용접 금속 중의 산소 농도와의 관계를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the welding current, the D / W value, and the oxygen concentration in the weld metal as a result of Example 2. FIG.
[도 5] 실시예 2의 결과에 의한 용접 금속부의 단면을 도시한 사진이다.FIG. 5 is a photograph showing a cross section of a welded metal part as a result of Example 2. FIG.
[도 6] 실시예 3의 결과에 의한 용접 속도 및 D/W 값과의 관계를 도시한 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing a relationship between a welding speed and a D / W value according to the result of Example 3. FIG.
[도 7] 실시예 3의 결과에 의한 용접 금속부의 단면 및 평면을 도시한 사진이다.FIG. 7 is a photograph showing a cross section and a plane of a weld metal part according to the result of Example 3. FIG.
[도 8] 실시예 4의 결과에 의한 아크 길이와 D/W 값과의 관계를 도시한 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing a relationship between an arc length and a D / W value according to the result of Example 4. FIG.
[도 9] 실시예 4의 결과에 의한 용접 금속부의 단면 및 평면을 도시한 사진 이다.FIG. 9 is a photograph showing a cross section and a plane of a weld metal part according to the result of Example 4. FIG.
[도 10] 변형례에 의한 0.6 vol.% 탄소 가스의 속도 변화 시험의 결과의 특징적인 단면 및 평면을 도시한 사진이다.Fig. 10 is a photograph showing characteristic cross sections and planes of the results of the rate change test of 0.6 vol.% Carbon gas according to the modification.
본 발명은, 예를 들어 TIG 용접 등 비소모 전극식 가스 실드 용접용의 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the shielding gas for non-consuming electrode type gas shield welding, such as TIG welding, a welding method, and a to-be-welded object using the same, for example.
본 출원은, 2005년 8월 11일에, 일본에 출원된 특허 출원 2005-233162호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에서 수용한다.This application claims priority on the basis of Patent Application 2005-233162 for which it applied to Japan on August 11, 2005, and accepts the content here.
종래, 탄소강, 스테인리스강 등의 철강계 재료를 모재로 사용한 구조물을 용접하는 방법으로는, MAG 용접(금속-아크 활성 가스 용접(Metal-arc Active Gas Welding)), MIG 용접(금속-아크 불활성 가스 용접(Metal-arc Inert Gas Welding)), 플라즈마 용접 등이 있다. 이러한 용접은, 용접 금속부가 깊고, 동시에 효율이 높은 용접 시공이 요구되는 경우에 사용되고 있다. Conventionally, MAG welding (metal-arc active gas welding), MIG welding (metal-arc inert gas) as a method of welding a structure using a steel-based material such as carbon steel, stainless steel as a base material Welding (Metal-arc Inert Gas Welding), plasma welding and the like. Such welding is used when a weld metal part is deep and a high welding efficiency is required.
그러나, MAG 용접 및 MIG 용접에서는, 용접 품질이 약화되거나, 용접 결함이 발생하기 쉬운 등의 결점이 있다. 또한, 플라즈마 용접에서는, 개선 정도 외에 시공 조건의 허용 범위가 작고, 현장 등에서 이용하기 어려운 결점이 있었다.However, in MAG welding and MIG welding, there are disadvantages such as poor welding quality and easy welding defects. In addition, in plasma welding, in addition to the improvement degree, the tolerance of construction conditions was small and there existed a fault which is difficult to use in the field.
또한, 상기 이외의 용접 방법으로는, TIG(텅스텐 불활성 가스 용접)용접이 있다. TIG 용접은, 비교적 용이하게 용접 시공이 가능하며, 고품질의 용접 금속부 가 얻어져 높은 신뢰성이 요구되는 구조물의 용접 방법으로 널리 이용되고 있다.Moreover, as a welding method of that excepting the above, TIG (tungsten inert gas welding) welding is mentioned. TIG welding can be welded relatively easily and is widely used as a welding method for structures in which high quality welded metal parts are obtained and high reliability is required.
그러나, TIG 용접은, 용접 금속의 용융 깊이가 얕고, 용접 금속부를 깊게 하기 위하여 패스 수를 많이 할 필요가 있고 시간이 걸리는 문제가 있었다. 특히 범용성이 높은 오스테나이트계 스테인리스강에서는, 그 재질의 특성상, 과대한 입열은 재료의 특징인 내식성을 약화시키고, 용접 비뚤어짐도 커지며, 용접 시공 상의 문제도 많다. 또한, 요즘 사용되고 있는 스테인리스강 등에서는, 재료 중의 불순물 성분인 S(유황) 성분이 적어지는 경우가 많고, TIG 용접에 있어서는, 용접 금속부가 더욱 폭이 넓고 얕은 용융을 형성함으로써, 용접이 불충분하게 되는 문제가 있다.However, TIG welding has a problem that the melting depth of the weld metal is shallow, and it is necessary to increase the number of passes in order to deepen the weld metal portion, which takes time. In particular, in the highly versatile austenitic stainless steel, excessive heat input weakens the corrosion resistance, which is characteristic of the material due to the characteristics of the material, and also increases welding skew and also causes problems in welding construction. In addition, in the case of stainless steel and the like which are used nowadays, the S (sulfur) component, which is an impurity component in the material, is often decreased, and in TIG welding, the welding metal part forms a wider and shallower melt, resulting in insufficient welding. there is a problem.
이러한 문제에 대하여, 원 패스 정도의 용융 깊이를 깊게 하기 위하여, 실드 가스로 사용되고 있는 불활성 가스에 미량의 산화성 가스를 첨가한 혼합 가스를 사용하는 것이 검토되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).For this problem, in order to deepen the melting depth of about one pass, the use of a mixed gas in which a small amount of oxidizing gas is added to the inert gas used as the shielding gas has been studied (see
특허 문헌 1은, 아르곤 가스 등의 불활성 가스에 미량의 산소 가스를 첨가한 실드 가스이고, 그 실드 가스 중의 산소 가스 농도를 예를 들어, 0.1~0.4 vol.%의 범위로 하여 용해를 깊게 하는 것이 가능하고, 이때의 용접 금속부의 치수비「용해 깊이 D/비드 폭 W」(D/W 값)은 0.7정도이다.
[특허 문헌 1] 특개2003-19561호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Laid-Open No. 2003-19561
그러나, 특허 문헌 1에 개시되어 있는 아르곤 가스에 0.1 ~ 0.4 vol.%의 산소 가스를 혼입시킨 실드 가스를 사용한 조건만으로는, 반드시 용접 금속부의 용융 깊이가 깊어지는 것뿐만 아니라, 용접 품질을 확실히 확보할 수 없는 문제가 있었다. 즉, 그 외의 용접 조건이 불명, 불충분하기 때문에, 상술한 D/W값이 0.7보다 큰 값으로 깊이 용융되는 용접을 실현하는 것이 어려웠다.However, only the conditions using the shielding gas in which 0.1-0.4 vol.% Of oxygen gas is mixed in the argon gas disclosed in
본 발명은, 상술한 문제점에 비추어, 적정한 용접 조건을 설정함으로써, 용접 품질을 저하시키지 않고 용접 금속부의 용융을 깊어지게 하는 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a shield gas that deepens the melting of a weld metal portion without deteriorating welding quality by setting appropriate welding conditions, a welding method using the same, and a welded object.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 실드 가스는, 전극과 피용접물과의 사이에 아크를 발생시키는 것에 의하여 용접하는 비소모 전극식 가스 실드 용접용의 실드 가스에 있어서, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산화성 가스와 잔부로 헬륨 가스를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the shield gas according to the present invention is 0.2 vol.% Or more in the shield gas for non-consuming electrode type gas shield welding, which is welded by generating an arc between the electrode and the object to be welded. (Preferably 0.4 vol.% Or more) of oxidizing gas and the balance of helium gas.
본 발명에서는, 주 가스를 헬륨 가스로 함으로써, 플라스마 기류의 영향에 의하여 용접 금속 중의 용융지의 대류 방향이 내측으로부터 외측으로 작용하는 힘(인력)을 억누르는 것이 가능하고, 또한, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산화성 가스를 함유함으로써, 온도의 상승에 수반하여 표면 장력은 외주부보다 표면 중앙부가 크게 되고, 용융지의 대류도 내부 방향으로 작용한다. 그러므로, 아크값 아래의 고온의 용장이 깊이 방향으로 흘러 깊이 용융이 되고, 이때의 용접 금속부의 치수비 D/W값을 0.8 이상(바람직하게는 1.0 이상)으로 하는 것이 가능하다.In the present invention, by using the main gas as helium gas, it is possible to suppress the force (force) in which the convection direction of the molten paper in the weld metal acts from the inside to the outside under the influence of plasma airflow, and is 0.2 vol.% Or more. By containing the oxidizing gas (preferably 0.4 vol.% Or more), the surface tension becomes larger in the center of the surface than the outer periphery with the increase in temperature, and the convection of the molten pool also acts in the inner direction. Therefore, the high temperature redundancy below an arc value flows in a depth direction, and it melts deeply, and it is possible to make the dimension ratio D / W value of the weld metal part at this time into 0.8 or more (preferably 1.0 or more).
또한, 본 발명에 따른 실드 가스를 사용한 용접 방법에서는, 상술한 실드 가 스를 사용하고, 피용접물을 용접하는 것을 특징으로 한다. 용접된 재료(피용접물)는, 예를 들면, 스테인리스강 등의 금속이 포함된다.Moreover, in the welding method using the shielding gas which concerns on this invention, the to-be-welded object is welded using the above-mentioned shield gas. The welded material (welded object) includes metal such as stainless steel, for example.
용접 전류는, 100A 이상인 것이 바람직하다.It is preferable that a welding current is 100 A or more.
용접 속도는, 초속 3.5mm 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that a welding speed is 3.5 mm or less per second.
아크 길이는, 2.5mm이하인 것이 바람직하다.It is preferable that arc length is 2.5 mm or less.
본 발명은, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산화성 가스와 잔부로 헬륨 가스를 포함한 실드 가스를 사용하여 용접하는 것으로서, D/W값을 크게 하는 것이 가능하고, 용융 깊이를 크게 하는 것이 가능하다.In the present invention, welding is performed using an oxidizing gas of 0.2 vol.% Or more (preferably 0.4 vol.% Or more) and a shield gas containing helium gas in the remainder, so that the D / W value can be increased and the melting is performed. It is possible to increase the depth.
또한, 본 발명에 따른 피용접물은, 상술한 실드 가스를 사용한 용접 방법에 의해 용접된 피용접물로서, 비드 폭에 대한 용융 깊이는 0.8 이상(바람직하게는 1.0 이상)인 것을 특징으로 한다.In addition, the to-be-welded material which concerns on this invention is a to-be-welded object welded by the welding method using the above-mentioned shield gas, It is characterized by the melt depth with respect to bead width being 0.8 or more (preferably 1.0 or more).
본 발명은, 용접 금속부의 용접 형상이 깊게 용융되고, 비드 폭에 대한 용융 깊이가 큰 형상으로 되기 때문에, 높은 용접 품질을 확보하는 것이 가능하다.In the present invention, since the weld shape of the weld metal portion is deeply melted and the melt depth with respect to the bead width is large, it is possible to ensure high welding quality.
또한, 본 발명에 관한 피용접물은, 상술한 실드 가스를 사용한 용접 방법에 의해 용접된 피용접물로서, 용접 금속 중의 산소 농도는 70~700ppm인 것을 특징으로 한다.Moreover, the to-be-welded object which concerns on this invention is a to-be-welded object welded by the welding method using the above-mentioned shield gas, It is characterized by the oxygen concentration in a weld metal being 70-700 ppm.
본 발명에서는, 용접 금속 중의 산소 농도가 70~700ppm의 범위이면, 용융지의 대류 방향이 용접 금속의 표면 중앙부로부터 깊이 방향으로 되기 때문에, 깊은 용융을 실현하는 것이 가능하다.In the present invention, when the oxygen concentration in the weld metal is in the range of 70 to 700 ppm, since the convection direction of the molten pool becomes the depth direction from the surface center portion of the weld metal, deep melting can be realized.
여기에서, 용접 금속 중의 산소 농도는, 용접 후의 용접 금속 부분에 있는 산소 농도를 말한다.Here, oxygen concentration in a weld metal means oxygen concentration in the weld metal part after welding.
이하, 본 발명의 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물의 실시에 관해,도 1 내지 도 10에 기초하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, implementation of the shield gas of this invention, the welding method using this, and a to-be-welded object is demonstrated based on FIGS. 1-10.
본 실시의 형태에 따른 실드 가스 및 이를 이용한 용접 방법은, 전극 및 피용접물과의 사이에 아크를 발생시키는 것에 의하여 용접하는 비소모 전극식 가스 실드 용접용의 실드 가스이고, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.%)의 산화성 가스와 잔부로 헬륨 가스를 포함한 실드 가스를 사용한다.Shielding gas and the welding method using the same according to the embodiment is a shield gas of the non-consumable electrode type for gas shielded welding, which welding by raising an arc between the electrodes and avoid welds, 0.2 vol.% Or more ( Preferably, 0.4 vol.%) Of oxidizing gas and a shield gas containing helium gas as the balance are used.
여기에서, 산화성 가스는, 고온의 아크 중에서 해리되어 산화성을 나타내는 가스이고, 인체에 대한 영향 등을 고려하여, 산소 가스, 탄산 가스 등이 사용된다. 또한, 상기 실드 가스는, 단순히 헬륨 가스에 산화성 가스를 첨가함으로써 조정하는 것이 가능하다.Here, an oxidizing gas is a gas which dissociates in a high temperature arc and shows oxidative property, and oxygen gas, a carbon dioxide gas, etc. are used in consideration of the influence on a human body, etc. The shield gas can be adjusted by simply adding an oxidizing gas to the helium gas.
이와 같이 주 가스를 헬륨 가스로 함으로써, 플라즈마 기류의 영향에 의하여 용접 금속 중의 용융지의 대류 방향이 내측으로부터 외측으로 작용하는 힘(인력)을 억누르는 것이 가능하게 되고, 또한, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산화성 가스를 함유함으로써, 온도의 상승에 수반한 표면 장력은 외주부 보다 표면 중앙부가 크게 되고, 용융지의 대류(마란고니 대류)도 내부 방향으로 작용한다.Thus, by making the main gas into helium gas, it becomes possible to suppress the force (force) which the convection direction of the molten paper in a weld metal acts from inside to outside under the influence of plasma airflow, and is 0.2 vol.% Or more ( Preferably, by containing 0.4 vol.% Or more of an oxidizing gas, the surface tension accompanying the increase in temperature becomes larger than the outer peripheral portion, and the convection (marangoni convection) of the molten pool also acts in the inner direction.
따라서, 아크 값 아래의 고온의 용장이 깊이 방향으로 흘러 용융이 깊게 되고, 이때의 용접 금속부의 치수비 D/W 값을 종래 개시(상세하게는 실시예에서 설명한다)되어 있는 0.7보다 더 개선하여 0.8 이상(바람직하게는 1.0 이상)으로 하는 것이 가능하다.Therefore, the high temperature redundancy below the arc value flows in the depth direction to deepen the melting, and the dimension ratio D / W value of the weld metal part at this time is further improved than 0.7, which is disclosed in detail (described in detail in the examples). It is possible to set it to 0.8 or more (preferably 1.0 or more).
또한, 이와 같이 깊게 용융됨으로써, 두꺼운 피용접물에서도, 원 패스로 용접이 가능하게 되거나 패스 수를 줄일 수 있기 때문에, 총 입열량을 작게 하는 것이 가능하다.Also, since being so deep molten, thick blood weldment in Figure, or it can be welded in one pass to reduce the number of passes, it is possible to reduce the total heat input.
또한, 실드 가스 중의 산화성 가스 농도에 있어서, 0.2 vol.% 미만의 경우에는, D/W 값은 0.8 미만으로 된다. 또한, 실드 가스 중의 산화성 가스 농도는, 8~10 vol.%의 사이에서 D/W 값이 일정하다. 산화성 가스가 증가하면 동시에 산화의 정도가 증가하기 때문에, 산화성 가스 농도의 상한 값으로는, 10 vol.% 정도가 한계이다.In the oxidizing gas concentration in the shielding gas, the D / W value is less than 0.8 when less than 0.2 vol.%. In addition, the oxidizing gas concentration in the shield gas has a constant D / W value between 8 and 10 vol.%. Since the degree of oxidation increases at the same time as the oxidizing gas increases, the upper limit of the oxidizing gas concentration is about 10 vol.%.
또한, 상술한 적당한 산화성 가스 농도를 가지는 실드 가스에, 용접 전류 100A 이상(바람직하게는 120A 이상), 용접 속도 3.5mm/초 이하(바람직하게는 2mm/초 이하), 아크 길이 2.5mm 이하(바람직하게는 1mm 이하)의 적정 범위로 이루어진 용접 조건 중 적어도 한 개를 만족시키며 용접함으로써, 용접 품질을 저하시키지 않고 용접 효율을 향상시키며, 또한 용융 깊이를 크게 하는 것이 가능하다.In addition, in the shield gas having a suitable oxidizing gas concentration, the welding current is 100 A or more (preferably 120 A or more), welding speed 3.5 mm / sec or less (preferably 2 mm / sec or less), arc length 2.5 mm or less (preferably Preferably, by welding while satisfying at least one of the welding conditions in the appropriate range of 1 mm or less), it is possible to improve the welding efficiency without increasing the welding quality and to increase the melting depth.
또한, 용접 전류 100A 미만, 용접 속도 3.5mm/초과, 아크 길이 2.5mm 초과의 경우에는, D/W 값은 0.8 미만이 된다.In addition, when the welding current is less than 100 A, the welding speed exceeds 3.5 mm / second, and the arc length exceeds 2.5 mm, the D / W value becomes less than 0.8.
본 실시 형태에 의한 피용접물은, 상술한 적정의 산화성 가스 농도를 가지는 실드 가스를 사용한 용접 방법에 의하여 용접된 피용접물이고, 비드 폭에 대한 용융 깊이가 0.8이상(바람직하게는 1.0 이상)이다. 이때의 용접 금속 중의 산소 농도는 70~700ppm의 범위이고, 이 범위로 하는 것에 의하여 깊은 용융을 실현하는 것이 가능하고, 높은 용접 품질을 확보하는 것이 가능하다.The to-be-welded material which concerns on this embodiment is a to-be-welded material welded by the welding method using the shielding gas which has the appropriate oxidizing gas concentration mentioned above, and melt depth with respect to bead width is 0.8 or more (preferably 1.0 or more). At this time, the oxygen concentration in the weld metal is in the range of 70 to 700 ppm, and by setting it as this range, deep melting can be realized and high welding quality can be ensured.
여기에서, 용접 금속 중의 산소 농도는, 상술한 것과 같이, 용접 후의 용접 금속 부분의 산소 농도이다. 용접 금속 중의 산소 농도를 측정하는 방법으로는, 용접 후에 용접 금속 부분의 산소 농도를, 예를 들면, 불활성 가스 융해-적외선 흡수법을 사용하여 측정하는 것이 가능하다.Here, the oxygen concentration in the weld metal is the oxygen concentration of the weld metal part after welding as mentioned above. As a method of measuring the oxygen concentration in the weld metal, it is possible to measure the oxygen concentration of the weld metal part after welding, for example, using an inert gas fusion-infrared absorption method.
이와 같이, 본 실시 형태에 따른 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물을 뒷받침하기 위하여, 실시예 1~4에 대해 이하 설명한다.Thus, in order to support the shielding gas which concerns on this embodiment, the welding method using this, and a to-be-welded object, Examples 1-4 are demonstrated below.
[실시예]EXAMPLE
먼저, 실시예 1~4에 대한 공통 조건에 대하여 설명한다. 피용접물은, 저유황 농도(유황분 5ppm, 산소분 10ppm)이고 판두께 10mm의 스테인리스강인 SUS304를 공통 시재(모재)로 이용하였다. 상기 스테인리스강의 성분을 표 1에 도시하였다.First, the common conditions with respect to Examples 1-4 are demonstrated. As a to-be-welded material, SUS304 which is a low sulfur concentration (5 ppm of sulfur content, 10 ppm of oxygen content), and 10 mm of plate | board thickness stainless steel was used as a common prototype (base material). The components of the stainless steels are shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
그리고, 용접 방법은, 전류 극성으로는 DCEN이고, 전극 재질은 W-2% ThO2(2% 산화트릴륨이 들어간 텅스텐 전극)이고, 그의 전극 직경은 2.4mm, 전극 선단 각도는 60°인 TIG 용접법으로 하였다. 실드 가스는, 비소모 전극식 가스 실드 용접용의 실드 가스에 있어서, 불활성 가스인 헬륨 가스(He)에, 산화성 가스인 산소(O2)를 첨가한 혼합 가스로 하고, 그 유량은 10L/분으로 하였다. 또한, 실시예 1~4에서 사용한 노즐은, 전극의 둘레에 실드 가스를 흐르게 하는 싱글 노즐로 하였다.In the welding method, the current polarity is DCEN, and the electrode material is W-2% ThO 2 (tungsten electrode containing 2% tritium oxide), its electrode diameter is 2.4 mm, and the electrode tip angle is 60 °. It was set as the welding method. The shield gas is a mixed gas in which oxygen (O 2 ), which is an oxidizing gas, is added to helium gas (He), which is an inert gas, in a shield gas for non-consumable electrode gas shield welding, and the flow rate thereof is 10 L / min. It was made. In addition, the nozzle used in Examples 1-4 was made into the single nozzle which makes a shield gas flow around the electrode.
이러한 공통 조건을 기초로, 실시예 1에서 실드 가스 중의 산소 가스 농도(vol.%), 실시예 2에서 용접 전류(A), 실시예 3에서 용접 속도 (mm/초), 실시예 4에서 아크 길이(mm)를 각 실시예 1~4 마다 변화시켜, 얻어진 용융성을 나타내는 지표, 즉 용접 금속부의 치수비「용융 깊이 D/비드 폭 W」(이하, 「D/W값」으로 쓴다.)의 값을 확인하였다. 또한, 본 실시예에서는, 실시예 1~4에 의하여 얻어진 D/W 값은, 예를 들어 특개 2003-19561호 공보에 개시되고, 종래 보다 용융 깊이를 개선한 D/W 값(비드 폭 5mm, 용융 깊이 3.5mm)인 0.7보다 10% 이상의 개선 값을 가지는 0.8을 제 1 판단 기준의 지표로 하여 평가하였다. 또한, 동일하게 D/W 값이 0.7 보다 40% 이상의 개선 값을 이루는 1.0을 제 2 판단 기준으로 하였다.Based on these common conditions, the oxygen gas concentration (vol.%) In the shield gas in Example 1, the welding current A in Example 2, the welding speed in mm 3 (mm / sec), the arc in Example 4 The length (mm) is changed for each of Examples 1 to 4, and the index indicating the obtained meltability, that is, the dimension ratio "melting depth D / bead width W" of the weld metal portion (hereinafter referred to as "D / W value"). The value of was confirmed. In addition, in the present Example, the D / W value obtained by Examples 1-4 is disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-19561, for example, and improved D / W value (bead width 5mm, 0.8 having an improvement value of 10% or more than 0.7, which is a melting depth of 3.5 mm), was evaluated as an index of the first criterion. Similarly, 1.0, in which the D / W value is 40% or more improved than 0.7, was used as the second criterion.
이하에서, 실시예 1~4를 상세하게 설명한다.In the following, Examples 1 to 4 will be described in detail.
(실시예 1)(Example 1)
실시예 1은, 실드 가스로서, 헬륨 가스에 산소 가스를 첨가하고, 그 실드 가스 중의 산소 농도를 0~10 vol.%의 범위에서 변화시켜 D/W 값을 측정하며 용접 금속부의 단면을 관찰하였다. 용접 전극 160A, 용접 속도는 2mm/초, 아크 길이를 1.0mm로 하고, 그 외의 시험 조건은 상술한 공통 조건에 준하였다.In Example 1, as a shield gas, oxygen gas was added to helium gas, and the oxygen concentration in the shield gas was changed in the range of 0 to 10 vol.% To measure the D / W value, and the cross section of the weld metal part was observed. . The welding electrode 160A, the welding speed were 2 mm / sec, and the arc length was 1.0 mm, and other test conditions were based on the above-mentioned common conditions.
도 1은 실시예 1의 결과에 의한 실드 가스 중의 산소 농도와 D/W 값의 관계를 도시한 그래프이고, 도 2는 도 1의 실드 가스 중의 산소 농도 1.0 vol.% 까지 상세하게 도시한 그래프이며, 도 3은 실시예 1의 결과에 따른 용접 금속부의 단면을 도시한 사진이다. 또한, 도 1 및 도 2에는, 실드 가스 중의 산소 농도와 용접 금속 중의 산소 농도의 관계를 나란히 도시하였다. 표 2에 실시예 1의 측정 결과를 표시하였다.1 is a graph showing the relationship between the oxygen concentration in the shield gas and the D / W value according to the result of Example 1, Figure 2 is a graph showing in detail up to 1.0 vol.% Oxygen concentration in the shield gas of FIG. 3 is a photograph showing a cross section of a welded metal part according to the result of Example 1. FIG. 1 and 2 side by side the relationship between the oxygen concentration in the shield gas and the oxygen concentration in the weld metal. Table 2 shows the measurement results of Example 1.
여기에서, 용접 금속 중의 산소 농도 및 용접 후 용접 금속 부분의 산소 농도는 불활성 가스 융해-적외선 흡수법(JIS H 1620(5))에 기초하여 측정한 것이다. Here, the oxygen concentration in the weld metal and the oxygen concentration of the weld metal part after welding are measured based on the inert gas fusion-infrared absorption method (JIS H 1620 (5)).
[표 2]TABLE 2
이러한 도 1 내지 도 3 및 표 2에 도시한 것과 같이, D/W 값은, 실드 가스 중의 산소 농도가 약 0.1 ~ 0.2 vol.% 사이일 때 급격하게 커졌다. 또한, 실드 가스 중의 산소 농도가 0.2 vol.% 이상인 경우에는, D/W 값이 제 1 판단 기준인 0.8 이상을 만족하였다. 특히, 0.4 vol.% 이상인 경우에는, D/W 값이 0.4 ~ 1.2 vol.% 사이에서 일부 제 2 판단 기준인 1.0을 다소 밑돌고 있지만, 1.0 값 근처에서 안정하게 되고 있어, 거의 1.0 이상을 만족하고 있다고 말할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3 and Table 2, the D / W value rapidly increased when the oxygen concentration in the shield gas was between about 0.1 to 0.2 vol.%. In addition, when the oxygen concentration in the shield gas was 0.2 vol.% Or more, the D / W value satisfied 0.8 or more, which is the first criterion. Particularly, in the case of 0.4 vol.% Or more, the D / W value is slightly below 1.0, which is part of the second judging criterion, between 0.4 and 1.2 vol.%, But becomes stable near 1.0 value, satisfying almost 1.0 or more. I can say that.
그리고, 도 1에 도시한 것과 같이, 전반적으로 실드 가스 중의 산소 농도가 높을수록 D/W 값이 크게 되고, 도 3에서 알 수 있는 것과 같이 용접 금속부는 비드 폭 W이 좁고, 용융 깊이 D가 깊게 형성되는 경향이 있는 것을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 1, the higher the oxygen concentration in the shielding gas as a whole, the larger the D / W value. As shown in FIG. 3, the weld metal portion has a narrower bead width W and a deeper melting depth D. It was confirmed that there was a tendency to form.
따라서, 실드 가스 중의 산소 농도를 0.2 vol.%이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)으로 하는 것이 바람직하다.Therefore, the oxygen concentration in the shield gas is preferably 0.2 vol.% Or more (preferably 0.4 vol.% Or more).
또한, 실드 가스 중의 산소 농도가 용접 금속에 미치는 작용에 관하여는, 다음의 추측이 가능하다.In addition, the following guesses can be made regarding the effect of the oxygen concentration in the shield gas on the weld metal.
통상적으로, 용접 금속부에 있어서 용융을 깊게 하기 위해서는, 용용지의 대류의 방향을 내향으로(용접 금속부의 표면 중앙부로부터 깊이 방향으로 흐르고, 피용접 금속부를 통하여 표면으로 흐르는 방향)으로 할 필요가 있다.Usually, in order to deepen melting in a weld metal part, it is necessary to make the direction of the convection of a paper inward (the direction which flows in a depth direction from the surface center part of a weld metal part, and flows to a surface through a to-be-welded metal part). .
일반적으로 표면 장력은 작은 방향에서 큰 방향으로 흐름이 생기고, 또한, 물질은 온도가 높아지면 표면 장력이 작아지게 된다. 그러므로, 아크 값 아래의 용접 금속부의 표면 중앙부는 고온이 되고, 그 외주부의 저온부 보다 표면 장력이 작아지게 되므로, 용융지의 대류는 외향으로 작용한다. 그리고, 본 공통 시재로 사용되는 스테인리스강에 일정량의 산소 가스(탄산 가스도 동일)를 첨가시키는 것에 의하여, 온도의 상승에 수반하여 표면 장력은 외주부 보다 표면 중앙부가 크게 되고, 용융지의 대류도 내향으로 작용하게 된다. 따라서, 아크 값 아래의 고온의 용장이 깊이 방향으로 흐르므로 용융이 깊게 된다.In general, surface tension flows from small to large, and the surface tension decreases at higher temperatures. Therefore, the surface center portion of the weld metal portion below the arc value becomes hot and the surface tension becomes smaller than the low temperature portion of the outer circumference portion, so that the convection of the molten pool acts outward. By adding a certain amount of oxygen gas (the same as carbonic acid gas) to the stainless steel used in this common specimen, the surface tension becomes larger than the outer periphery with the increase in temperature, and the convection of the molten paper is also inward. It will work. Therefore, since the hot redundancy below the arc value flows in the depth direction, the melting becomes deep.
실시예 1의 결과에서는, D/W 값이 커서 깊은 용융이 확인 가능한 실드 가스 에서 산소 농도가 0.2 vol.% 이상인 경우에 용접 금속 중의 산소 농도는 70ppm 이상이었다. 그리고, 8~10 vol.% 사이에서는 거의 일정한 값(약 700 ppm)으로 되는 것을 알 수 있다. 이로부터, 용접 금속 중의 산소 농도는, 70~700ppm의 범위에서 상술한 대류 방향이 외향으로부터 내향으로 역전하는 것을 추측할 수 있고, 이 범위로 하는 것에 의하여 깊은 용융을 실현하는 것이 가능하다. In the result of Example 1, the shielding gas with a large D / W value and a deep melting can be confirmed. The oxygen concentration in the weld metal was 70 ppm or more when the oxygen concentration was 0.2 vol.% Or more. And it turns out that it becomes an almost constant value (about 700 ppm) between 8-10 vol.%. From this, it can be estimated that the above-mentioned convection direction reverses from the outward direction to the inward direction in the oxygen concentration in the weld metal in the range of 70 to 700 ppm, and by setting it as this range, deep melting can be realized.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 2는 헬륨 가스에 산소 가스를 첨가하여 실드 가스 중의 산소 농도를 0.4 vol.%로 하고, 용접 속도를 2mm/초, 아크 길이를 1.0mm로 하였으며, 용접 전류를 80~250A의 범위에서 변화시켜 D/W 값을 확인하고, 용접 금속부의 단면을 관찰하였다. 또한, 그 외의 시험 조건은, 상술한 공통 조건에 준하였다.Example 2 added oxygen gas to the helium gas to make the oxygen concentration in the shield gas 0.4 vol.%, The welding speed was 2 mm / sec, the arc length was 1.0 mm, and the welding current was changed in the range of 80 to 250 A. D / W value was confirmed and the cross section of the weld metal part was observed. In addition, other test conditions were based on the above-mentioned common conditions.
도 4는 실시예 2의 결과에 따른 용접 전류와 D/W 값의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 5는 실시예 2의 결과에 의한 용접 금속부의 단면을 나타내는 사진이다. 또한, 도 4에는, 실드 가스 중의 산소 농도와 용접 금속 중의 산소 농도의 관계를 나란히 나타내었다. 표 3에 실시예 2의 측정 결과를 나타내었다.4 is a graph showing a relationship between a welding current and a D / W value according to the result of Example 2, and FIG. 5 is a photograph showing a cross section of the weld metal part according to the result of Example 2. FIG. 4, the relationship between the oxygen concentration in the shield gas and the oxygen concentration in the weld metal is shown side by side. Table 3 shows the measurement results of Example 2.
[표 3]TABLE 3
이러한 도 4, 도 5 및 표 3에 나타낸 것과 같이, 용접 전류가 약 90A를 초과하는 경우에 D/W 값의 그래프의 경사가 커지게 되고, 용접 전류가 커짐에 따라 D/W 값도 커지게 되었다. 그리고, 100A 이상으로 함으로써 D/W 값은 제 1 판단 기준인 0.8 이상이 되었다. 특히 120A 이상으로 함으로써 D/W 값은 제 2 판단 기준인 1.0 이상으로 되었다. 그러므로, 용접 전류의 적정 값은 100A 이상이고, 바람직하게는 120A 이상이다.As shown in FIGS. 4, 5, and 3, when the welding current exceeds about 90 A, the slope of the graph of the D / W value increases, and as the welding current increases, the D / W value also increases. It became. And by setting it as 100 A or more, D / W value became 0.8 or more which is a 1st judgment standard. By setting it as 120 A or more especially, D / W value became 1.0 or more which is a 2nd judgment standard. Therefore, the appropriate value of welding current is 100 A or more, Preferably it is 120 A or more.
또한, D/W 값의 상승률이 커지게 되는 용접 전류 90A인 경우에, 용접 금속 중의 산소 농도는 약 75ppm이므로, 이때 용접 금속 중의 대류 방향이 외향으로부터 내향으로 변하는 것을 추측할 수 있다.In the case of the welding current 90A where the rate of increase of the D / W value becomes large, the oxygen concentration in the weld metal is about 75 ppm, and at this time, it can be estimated that the convection direction in the weld metal changes from outward to inward.
또한, 도 4에는 실드 가스가 헬륨 가스 단체( 순수 He)인 경우의 결과와 함께 도시하였고, 이에 따르면, 용접 전류가 80~250A의 범위에서 용접 금속 중의 산소 농도는 약 20ppm으로 일정하였고, 또한 D/W 값은 80A이상에서 감소하고 있다. 결국, 실드 가스 중에 산소 가스가 첨가되지 않으면, 실시예 1에서 바람직한 용접 금속의 산소 농도 70~700ppm의 범위가 아니기 때문에, 대류의 역전이 일어나지 않아 용융 깊이가 얕아지는 것을 알 수 있다.In addition, FIG. 4 shows the result of the case where the shield gas is helium gas (pure He), and accordingly, the oxygen concentration in the weld metal is constant at about 20 ppm in the welding current range of 80 to 250 A. The / W value is decreasing above 80A. As a result, if oxygen gas is not added to the shield gas, since the oxygen concentration is not in the range of 70 to 700 ppm of the preferred weld metal in the first embodiment, it can be seen that convection reversal does not occur and the melting depth becomes shallow.
(실시예 3)(Example 3)
실시예 3은, 실드 가스를 실시예 2와 동일하고, 용접 전류 160A, 아크 길이 1.0mm로 하고, 용접 속도를 0.75~5.0mm/초의 범위에서 변화시켜 D/W 값을 확인하고, 용접 금속부의 단면을 관찰하였다. 또한, 그외의 시험 조건은 상술한 공통 조건에 준하였다.In Example 3, the shielding gas was the same as in Example 2, the welding current was 160A, the arc length was 1.0 mm, the welding speed was varied in the range of 0.75 to 5.0 mm / sec, and the D / W value was confirmed. The cross section was observed. In addition, other test conditions were based on the above-mentioned common conditions.
도 6은 실시예 3의 결과에 의한 용접 속도와 D/W 값과의 관계를 도시한 그래프이고, 도 7은 실시예 3의 결과에 의한 용접 금속부의 단면 및 평면을 나타낸 사진이다. 표 4에 실시예 3의 측정 결과를 나타내었다. 6 is a graph showing the relationship between the welding speed and the D / W value according to the result of Example 3, Figure 7 is a photograph showing a cross section and the plane of the welded metal part according to the result of Example 3. Table 4 shows the measurement results of Example 3.
[표 4]TABLE 4
이러한 도 6, 도 7 및 표 4에 나타낸 것과 같이, 용접 속도 3.5mm/초 이하에서 D/W 값이 제 1 판단 기준인 0.8 이상으로 되고, 특히 2.0mm/초 이하에서 D/W 값 이 제 2 판단 기준인 1.0 이상으로 될 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 그러므로, 용접 속도를 느리게 할수록 깊게 용융되는 것이 확인되었다. 그러므로, 용접 속도를 3.5mm/초 이하(바람직하게는 2.0mm/초 이하)로 하는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 6, FIG. 7 and Table 4, at the welding speed of 3.5 mm / sec or less, the D / W value becomes 0.8 or more, which is the first criterion, in particular, the D / W value is less than 2.0 mm / sec. It was confirmed that it could become more than 1.0 which is 2 judgment criteria. Therefore, it was confirmed that the slower the welding speed, the deeper the melting. Therefore, it is preferable to set the welding speed to 3.5 mm / sec or less (preferably 2.0 mm / sec or less).
그리고, 표 4에 나타낸 것과 같이, 이때의 용접 금속 중의 산소 농도는 전체적으로 70ppm 이상인 것이 확인되었다.And as shown in Table 4, it was confirmed that the oxygen concentration in the weld metal at this time is 70 ppm or more as a whole.
또한, 도 6에는 산화성 가스에 탄산 가스(혼합 농도 0.6 vol.%)를 사용한 경우의 그래프도 도시하고 있으나, 상세한 사항은 후술하는 변형예에서 설명한다.In addition, although the graph when carbonic acid gas (mixed concentration 0.6 vol.%) Is used for oxidizing gas is shown in FIG. 6, the detail is demonstrated in the following modification.
(실시예 4)(Example 4)
실시예 4는 실드 가스를 실시예 2 및 실시예 3과 동일하게 하고, 용접 전류 160A, 용접 속도를 2.0mm/초로 하며, 아크 길이를 1~7mm의 범위에서 변화시켜 D/W 값을 확인하고, 용접 금속부의 단면을 관찰하였다. 또한, 그 외의 시험 조건은, 상술한 공통 조건에 준하였다. In Example 4, the shield gas was the same as in Examples 2 and 3, the welding current was 160A, the welding speed was 2.0 mm / sec, and the arc length was changed in the range of 1-7 mm to confirm the D / W value. , The cross section of the weld metal part was observed. In addition, other test conditions were based on the above-mentioned common conditions.
도 8은 실시예 4의 결과에 따른 아크 길이와 D/W 길이의 관계를 도시한 그래프이고, 도 9는 실시예 4의 결과에 따른 용접 금속부의 단면 및 평면을 나타낸 사진이다. 표 5에 실시예 4의 측정 결과를 나타내었다.FIG. 8 is a graph illustrating a relationship between an arc length and a D / W length according to the result of Example 4, and FIG. 9 is a photograph showing a cross section and a plane of the weld metal part according to the result of Example 4. FIG. Table 5 shows the measurement results of Example 4.
[표 5]TABLE 5
이러한 도 8에 나타낸 것과 같이, 아크 길이를 2.5mm이하로 함으로써, D/W 값이 제 1 판단 기준인 0.8이상으로 될 수 있고, 특히 1.0mm 이하로 함으로써, D/W 값이 제 2 판단 기준인 1.0 이상으로 될 수 있는 것이 확인 가능하였다(표 5 참조). 즉, 도 9에 도시한 것과 같이, 아크 길이가 2.5mm보다 길어지면, 아크의 폭이 넓어지기 때문에, 용융 깊이 D는 깊어지나 비드 폭 W도 넓어져서 D/W 값이 0.8 아래로 작아지는 것이 밝혀졌다. 그러므로, 아크 길이를 2.5mm 이하(바람직하게는 1.0mm 이하)로 하는 것이 바람직하다.As shown in Fig. 8, by setting the arc length to 2.5 mm or less, the D / W value can be 0.8 or more, which is the first criterion. In particular, by setting it to 1.0 mm or less, the D / W value is the second judgment criterion. It could be confirmed that phosphorus could be 1.0 or more (see Table 5). That is, as shown in Fig. 9, when the arc length is longer than 2.5 mm, the arc width becomes wider, so that the melting depth D becomes deeper, but the bead width W becomes wider and the D / W value becomes smaller than 0.8. Turned out. Therefore, it is preferable that the arc length is 2.5 mm or less (preferably 1.0 mm or less).
다음으로, 상술한 실시예 1~4에 있어서 헬륨 가스를 사용한 작용에 대하여 설명한다.Next, the effect | action which used helium gas in Example 1-4 mentioned above is demonstrated.
헬륨 가스를 첨가한 경우에는 용접 금속의 용융지 표면에 가해진 압력이 아르곤 가스와 비교하여 낮아지는 것이 확인되었고, 이로부터, 헬륨 가스의 플라즈마 기류가 아르곤 가스와 비교하여 작다고 생각된다. 즉, 헬륨 가스의 플라즈마 기류 의 영향에 의한 대류가 내향으로부터 외향으로 작용하는 힘(인력이라고 한다)도 아르곤 가스와 비교하여 작다고 추정되고, 내향으로 되는 대류(용융 작용의 방향)를 저해하는 힘을 줄이는 것이 가능하다. 또한, 아크의 긴축에 의해 용융지 표면의 중앙부에 대한 온도가 상승하고, 온도 경사가 증가하는 것에 의하여 내향으로 마란고니 대류가 보다 강하게 작용한다.When helium gas was added, it was confirmed that the pressure applied to the surface of the molten paper of the weld metal was lower than that of argon gas. From this, it is considered that the plasma airflow of helium gas is smaller than that of argon gas. That is, it is estimated that the force (referred to as manpower) that the convection under the influence of plasma airflow of helium gas acts from inward to outward is also smaller than that of argon gas, and the force inhibiting the convection (direction of melting action) inward. It is possible to reduce. In addition, the marangoni convection acts more strongly inwardly by increasing the temperature to the center of the molten pool surface due to the contraction of the arc and increasing the temperature gradient.
이와 같이, 본 발명은 주요 가스를 헬륨 가스로 함으로써, 인력을 억제하는 것이 가능하였고, 또한, 용접 전류값, 용접 속도, 아크 길이를 상술한 실시예 1~4에서 확인한 바람직한 범위로 함으로써 용융 깊이를 크게 하는 것이 가능하다.Thus, in the present invention, the main gas is helium gas, so that the attraction force can be suppressed, and the melting depth is reduced by setting the welding current value, the welding speed, and the arc length in the preferred ranges identified in Examples 1 to 4 described above. It is possible to enlarge.
다음으로, 본 발명의 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물에 의한 변형례에 관하여 도 10에 기초하여 설명한다.Next, the shielding gas of this invention, the welding method using the same, and the modification by the to-be-welded object are demonstrated based on FIG.
도 10은 변형례에 따른 0.6 vol.% 탄산 가스의 속도 변화 시험 결과의 특징적인 단면 및 평면을 나타내는 사진이다.10 is a photograph showing characteristic cross sections and planes of the results of a rate change test of 0.6 vol.% Carbon dioxide gas according to a modification.
본 발명에 의한 산화성 가스는 산소 가스 외에 탄산 가스 등을 예시하는 것이 가능하고, 변형례에서는 실시예에서 사용한 실드 가스의 산화성 가스를 산소 가스로부터 탄산 가스로 대체하여 실시예 3과 동일하게 용접 속도를 변화시킬 때의 D/W 값을 확인하였다(도 6 참조).The oxidizing gas according to the present invention can exemplify carbon dioxide gas or the like in addition to oxygen gas. In a modification, the welding speed is changed in the same manner as in Example 3 by replacing the oxidizing gas of the shield gas used in the example from oxygen gas to carbon dioxide gas. The D / W value at the time of change was confirmed (refer FIG. 6).
도 10에 도시한 탄산 가스의 시험 조건은, 용접 속도 2mm/초, 용접 전류 160A이다. 이때, 0.4 vol.% 산소 가스의 동일한 조건의 결과(도 7 참조)와 비교할 때, 약간, 용융 깊이가 얕아지는 것이 밝혀졌다.The test conditions of the carbon dioxide gas shown in FIG. 10 are the welding speed of 2 mm / sec, and the welding current 160A. At this time, it was found that the melting depth became slightly shallow when compared with the result of the same conditions of 0.4 vol.% Oxygen gas (see FIG. 7).
또한, 도 6에 도시한 0.6 vol.% 탄산 가스는, 0.4 vol.% 산소 가스보다 D/W 값이 작게 되었다. 그러므로, 산소 가스가 탄산 가스보다 깊게 용융하는 효과가 크다. 그러므로, 탄산 가스는 산소 가스보다 많이 첨가할 필요가 있음을 추측할 수 있다.In addition, the 0.6 vol.% Carbon dioxide gas shown in FIG. 6 had a smaller D / W value than the 0.4 vol.% Oxygen gas. Therefore, the effect that oxygen gas melts deeper than carbon dioxide gas is large. Therefore, it can be inferred that carbon dioxide gas needs to be added more than oxygen gas.
또한, 도 6에 도시한 0.6 vol.% 탄소 가스는 0.4 vol.% 산소 가스와 거의 동일한 경향의 그래프 추이를 나타내었다. 이로부터, 탄산 가스의 경우에도 산소 가스와 거의 동일한 효과가 얻어지는 것을 생각할 수 있으나, 탄소 가스를 첨가한 실드 가스에 관하여도, 상술한 실시예 1, 2, 4와 동일한 시험을 행하여 혼입 농도, 용접 전류, 아크 길이 등의 적정한 용접 조건을 확인하는 것이 바람직하다. In addition, the 0.6 vol.% Carbon gas shown in FIG. 6 showed a graph trend almost identical to the 0.4 vol.% Oxygen gas. From this, it is conceivable that the carbon dioxide gas has almost the same effect as that of the oxygen gas. However, the same test as in Examples 1, 2, and 4 described above was performed on the shield gas to which carbon gas was added. It is desirable to confirm appropriate welding conditions such as current and arc length.
이상, 본 발명에 의한 실드 가스, 이를 이용한 용접 방법 및 피용접물의 실시 형태 및 변형례에 관하여 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시 형태 및 변형례에 한정되는 것은 아니고, 그 취지를 이탈하지 않는 범위에서 적당하게 변형하는 것이 가능하다.As mentioned above, although the shielding gas by this invention, the welding method using this, and embodiment and modified example of a to-be-welded thing were demonstrated, this invention is not limited to said embodiment and a modified example, The range which does not deviate from the meaning It is possible to deform in moderation.
예를 들어, 실시 형태 및 변형례에서는 TIG 용접법으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예 1~4의 결과에 의하면, 깊게 용융되는 효과는 헬륨 가스에 의한 효과인 것이 확인되었고, 헬륨 가스에 산화성 가스를 첨가하는 것에 의한 깊은 용융은, 용접 금속 중의 산소에 의한 대류의 변화와 용융지 표면의 인력의 저감에 의한 효과로 확인되었다.For example, although it was set as the TIG welding method in embodiment and a modification, it is not limited to this. According to the results of Examples 1 to 4, it was confirmed that the effect of deep melting is an effect of helium gas, and the deep melting by adding an oxidizing gas to helium gas is caused by the change of the convection caused by oxygen in the weld metal and the melting. It was confirmed by the effect of reducing the attraction of the ground surface.
이로부터, 용접 방법은, TIG 용접에 한정되는 것은 아니고, MIG 용접 또는 MAG 용접 등 외에 가스 실드 아크 용접법이어도 상관없다.From this, the welding method is not limited to TIG welding and may be gas shielded arc welding in addition to MIG welding or MAG welding.
또한, 실시 형태 및 변형례에서는 싱글 노즐을 사용하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 실드 가스에는 산화성 가스가 함유되어 있기 때문에, 전극이 산화에 의하여 소실되기 쉬워진다. 이를 방지하기 위하여, 전극을 중심으로 동심원 모양으로 이중으로 하고, 아크를 발생시키는 전극의 주변으로부터 실드 가스를 공급하는 이너 노즐, 상기 이너 노즐의 외측으로부터 실드 가스를 공급하는 아우터 노즐로 구성된 더블 노즐을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전극에 가까운 이너 노즐로부터 헬륨 가스 단체를 흐르게 하고, 그 외주에 있는 아우터 노즐에는 헬륨 가스에 산소 가스 또는 탄산 가스를 첨가함으로써 전극의 약화를 방지하는 것이 가능하고 이와 함께 D/W 값을 높은 값으로 하는 것이 가능하다.In addition, although the single nozzle was used in embodiment and a modification, it is not limited to this. For example, since the shield gas contains an oxidizing gas, the electrode tends to be lost by oxidation. In order to prevent this, a double nozzle consisting of an inner nozzle which supplies a shield gas from the periphery of the electrode generating an arc and doubles it in a concentric circle around the electrode, and an outer nozzle which supplies the shield gas from the outside of the inner nozzle It is preferable to use. For example, it is possible to flow a single helium gas from an inner nozzle close to the electrode, and to prevent the weakening of the electrode by adding oxygen gas or carbon dioxide gas to the outer nozzle on the outer periphery thereof, together with the D / W value. It is possible to make a higher value.
이에 관하여는, 제 1 추가 시험에서 이너 노즐에 헬륨 가스, 아우터 노즐에 헬륨 가스와 산소 가스를 조합시키고, 제 2 추가 시험에서 이너 노즐에 헬륨 가스, 아우터 노즐에 헬륨 가스와 탄산 가스를 조합시켜, 상술한 실시예 1~4와 동일하게 적정한 실드 가스 중의 산화성 가스의 농도, 용접 전류, 용접 속도, 아크 길이에 관하여 확인하는 것이 유효하다.In this regard, in the first additional test, helium gas is combined with the inner nozzle, helium gas and oxygen gas is combined with the outer nozzle, and helium gas is combined with the inner nozzle, and helium gas and carbonic acid gas are combined with the outer nozzle in the second additional test. In the same manner as in Examples 1 to 4 described above, it is effective to check the concentration of the oxidizing gas, the welding current, the welding speed, and the arc length in the appropriate shield gas.
또한, 이너 노즐로부터 공급하는 실드 가스로 헬륨 단체를 사용하면 아크의 스타트성이 나쁘기 때문에, 적당량의 아르곤 가스를 첨가함으로써 상기 스타트성을 개선하는 것이 바람직하다.In addition, when helium alone is used as the shielding gas supplied from the inner nozzle, the starting property of the arc is poor. Therefore, it is preferable to improve the starting property by adding an appropriate amount of argon gas.
또한 헬륨 가스에 산화성 가스를 혼합하기 때문에, 고온의 용접부 표면이 산화되어 버린다. 그러므로, 예를 들면 수소 가스를 9% 이하, 바람직하게는 3~7% 정도 넣는 것에 의하여, 산화를 개선하는 것이 가능하고, 외관을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 아우터 노즐은, 이너 노즐의 가스에 산화성 가스를 넣는 것으로 동일한 효과를 얻는 것이 가능하다.In addition, since the oxidizing gas is mixed with the helium gas, the surface of the hot welding portion is oxidized. Therefore, the oxidation can be improved and the appearance can be improved by, for example, adding 9% or less of hydrogen gas, preferably 3 to 7%. Therefore, the outer nozzle can obtain the same effect by putting an oxidizing gas into the gas of an inner nozzle.
이에 관하여는, 상기에 따라 제 3 추가 시험에서 이너 노즐에 헬륨 가스와 수소 가스, 아우터 노즐에 헬륨 가스와 탄산 가스를 조합시키고, 제 4 추가 시험에서 이너 노즐에 헬륨 가스와 아르곤 가스, 아우터 노즐에 헬륨 가스, 아르곤 가스 및 탄산 가스를 조합시키며, 제 5 추가 시험에서 이너 노즐에 헬륨 가스, 수소 가스 및 아르곤 가스들에 대해서도, 아우터 노즐에서 헬륨 가스와 탄산 가스를 조합하는 것을 생각할 수 있고, 이들에 대해서도 실시예 1~4와 동일하게 적절한 실드 가스 중의 산화성 가스의 농도, 용접 전류, 용접 속도, 아크 길이에 관하여 확인하는 것이 유효하다. In this regard, according to the above, helium gas and hydrogen gas are combined in the inner nozzle in the third additional test, helium gas and carbon dioxide gas in the outer nozzle, and helium gas and argon gas and the outer nozzle are in the inner nozzle in the fourth additional test. It is conceivable to combine helium gas, argon gas and carbon dioxide gas, and to combine helium gas and carbon dioxide gas in the outer nozzle, as well as helium gas, hydrogen gas and argon gases in the inner nozzle in the fifth additional test. Also in the same manner as in Examples 1 to 4, it is effective to confirm the concentration of the oxidizing gas, the welding current, the welding speed, and the arc length in the appropriate shield gas.
본 발명의 실드 가스에 의하면, 용융 깊이를 종래 개선된 것보다 더욱 깊어지는 것이 가능하고, 용접 금속부의 치수비 D/W 값을 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 이와 같이 깊게 용융하는 것에 의하여, 두꺼운 피용접물인 경우에도, 원 패스의 용접이 가능하거나, 또는 패스 수를 줄일 수 있기 때문에 총 입열량을 줄이는 것이 가능하다.According to the shielding gas of the present invention, it is possible to make the melt depth deeper than the conventional improvement, and to increase the dimension ratio D / W value of the weld metal portion. Further, by deep melting in this way, even in the case of a thick welded object, it is possible to weld one pass or to reduce the total number of heat inputs because the number of passes can be reduced.
또한, 본 발명의 실드 가스를 사용한 용접 방법에 따르면, 0.2 vol.% 이상(바람직하게는 0.4 vol.% 이상)의 산화성 가스와 잔부로 헬륨 가스를 포함한 실드 가스를 사용하여 용접함으로써, D/W 값을 크게 할 수 있고, 용융 깊이를 크게 하는 것이 가능하다. 또한, 실드 가스에 포함된 산화성 가스 농도를 적당한 조건으로 추가하고, 예를 들면, 적정한 범위를 이루는 용접 전류 값, 용접 속도, 아크 길이 중 적어도 하나를 만족시키며 용접함으로써, 용융 깊이를 더욱 크게 하는 것이 가능하다.In addition, according to the welding method using the shielding gas of the present invention, D / W is welded by using an oxidizing gas of 0.2 vol.% Or more (preferably 0.4 vol.% Or more) and a shield gas containing helium gas as a balance. It is possible to increase the value and to increase the melting depth. In addition, by adding the oxidizing gas concentration contained in the shielding gas under appropriate conditions, for example, satisfies at least one of a welding current value, a welding speed, and an arc length within an appropriate range, thereby increasing the melting depth. It is possible.
또한, 본 발명의 피용접물에 따르면, 용접 금속부의 용접 형상이 깊게 용융되고, 비드 폭에 비하여 용융 깊이가 큰 형상으로 되기 때문에, 높은 용접 품질을 확보하는 것이 가능하다. 그리고, 용접 금속 중의 산소 농도가 70~700ppm의 범위로 함으로써 깊게 용융을 실현하는 것이 가능하다.Moreover, according to the to-be-welded object of this invention, since the welding shape of a weld metal part melts deeply, and becomes a shape with a big melting depth compared with bead width, it is possible to ensure high welding quality. And melting | fusing can be implemented deep by setting the oxygen concentration in a weld metal to the range of 70-700 ppm.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060073614A KR100776181B1 (en) | 2005-08-11 | 2006-08-04 | Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2005-00233162 | 2005-08-11 | ||
KR1020060073614A KR100776181B1 (en) | 2005-08-11 | 2006-08-04 | Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070019558A KR20070019558A (en) | 2007-02-15 |
KR100776181B1 true KR100776181B1 (en) | 2007-11-16 |
Family
ID=41637421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020060073614A KR100776181B1 (en) | 2005-08-11 | 2006-08-04 | Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100776181B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2595983B2 (en) * | 1987-08-31 | 1997-04-02 | 東ソー株式会社 | Metal chrome welding method |
-
2006
- 2006-08-04 KR KR1020060073614A patent/KR100776181B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2595983B2 (en) * | 1987-08-31 | 1997-04-02 | 東ソー株式会社 | Metal chrome welding method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20070019558A (en) | 2007-02-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3427891B1 (en) | Flux-cored wire, weld joint manufacturing method and weld joint | |
US7896979B2 (en) | Activating flux for welding stainless steels | |
EP3037205A1 (en) | Wire for gas shield arc welding | |
KR101555745B1 (en) | Flux-cored wire and gas-shielded arc welding method using the same | |
JP5066683B2 (en) | TIG welding method and workpiece | |
JP4035335B2 (en) | Combined arc and laser welding process | |
EP1459830B1 (en) | Tig welding method and welded object | |
EP0680802B2 (en) | Protection gaseous mixture and process for arc welding of stainless steel workpieces | |
US7915560B2 (en) | TIG welding equipment and TIG welding methods | |
KR100776181B1 (en) | Shielding gas, welding method by using the same and weldment thereof | |
KR20100059269A (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding of high tensile strength steel | |
WO2020012925A1 (en) | Flux-cored wire for two-phase stainless steel welding, welding method and welding metal | |
JP2020015092A (en) | Flux-cored wire for welding two-phase stainless steel, welding method and weld metal | |
JP3936342B2 (en) | TIG welding method | |
KR101091469B1 (en) | PURE Ar GAS SHIELDED WELDING MIG FLUX-CORED WIRE AND MIG ARC WELDING METHOD | |
JP4260127B2 (en) | Composite wire for submerged arc welding | |
KR102670740B1 (en) | Self-shielded flux cored wire having excellent defect resistance at high voltage condition | |
KR101051667B1 (en) | Tungsten-Inert-Gas Welding Apparatus and Tungsten-Inert-Gas Welding Method | |
JP2008168312A (en) | HIGH Ni FLUX-CORED WIRE HAVING EXCELLENT HIGH-TEMPERATURE CRACK RESISTANT CHARACTERISTIC, AND FILLET WELDING METHOD USING THE SAME | |
JP3642178B2 (en) | TIG welding wire for steel welding | |
WO2022004032A1 (en) | Gas shielded arc welding method, structure object production method, and shielding gas | |
WO2023248656A1 (en) | Wire with metallic flux core | |
JP2010120083A (en) | Solid wire for mag welding | |
KR20090070278A (en) | Titania based flux cored wire for gas shielded arc welding | |
JPS61144274A (en) | Narrow gap mig arc welding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120924 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130924 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141024 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |