KR100922095B1 - Flux-cored wire for gas-shielded arc welding - Google Patents

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Abstract

본 발명의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는 C; 0.02 내지 0.14%, Si; 0.4 내지 1.1%, Mn; 0.8 내지 3.0%, Ni; 0.2 내지 3.1%, Ti; 0.2% 이하, Cr 및 Mo 중 적어도 1종; 총량으로 0.1 내지 4.0%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2% 함유하고, N; 0.0150% 이하로 규제하고, 또한 필요에 따라 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg를 총량으로 2.0% 이하 함유하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지며, x(=MgO/TiO2)라 하였을 때 0.05≤x≤0.22이다. 본 발명의 와이어에 따르면, 내력 620MPa급 이상의 고장력강의 용접에 있어서 -60℃ 정도에서의 저온 인성, 용접 작업성 및 용접 금속의 내크랙성이 향상된다.Flux-containing wire for gas shielded arc welding of the present invention is C; 0.02 to 0.14%, Si; 0.4 to 1.1%, Mn; 0.8-3.0%, Ni; 0.2 to 3.1%, Ti; 0.2% or less, at least one of Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by total, TiO 2 and MgO to 5.0 to 7.2% in total, N; It is regulated to 0.0150% or less, and further contains 2.0% or less of alkali metal fluoride, alkali metal oxide, alkaline earth metal fluoride, alkaline earth metal oxide, B, Al and Mg in total, and the rest is inevitable impurities and Fe When x (= MgO / TiO 2 ) It is 0.05≤x≤0.22. According to the wire of the present invention, low temperature toughness at about -60 ° C, welding workability and crack resistance of a weld metal are improved in welding high tensile strength steel of 620 MPa or more.

Description

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

본 발명은 내력이 620MPa급 이상인 고장력강의 가스 실드 아크 용접에 사용하기에 적합한 플럭스 함유 와이어에 관한 것으로서, 특히 저온 인성이 뛰어난 용접 금속을 얻을 수 있고, 전자세 용접에서의 용접 작업성 및 내크랙성이 뛰어난 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 관한 것이다. The present invention relates to a flux-containing wire suitable for use in gas shielded arc welding of high-strength steel having a strength of 620 MPa or higher. In particular, a weld metal having excellent low temperature toughness can be obtained, and welding workability and crack resistance in the electric field welding can be obtained. The present invention relates to a gas shielded arc welding flux-containing wire for high strength steel.

최근의 강 구조물의 대형화에 따라 구조물의 경량화가 도모되게 되었으며, 따라서 강 구조물에의 고장력강의 적용이 진행되고 있다. 특히 해양 구조물 및 압력 용기 등의 분야에서는 강 구조물의 양호한 저온 인성이 필요하며, 이를 만족시키는 용접 재료의 수요가 높아지고 있다. 현재까지 피복 아크 용접 및 서브머지 아크 용접 등에서는 저온 인성이 뛰어난 용접 재료가 적용되고 있는데, 작업 능률, 용접 작업성 및 적용 자세 등의 면에서 과제가 있는 것이 현 실정이다. 따라서, 고능률, 뛰어난 저온 인성 및 전자세 용접에서 양호한 용접 작업성이라는 세 특성 이 뛰어난 플럭스 함유 와이어가 강하게 요망되고 있다. In recent years, with the increase in size of steel structures, the weight reduction of the structures has been promoted, and thus, the application of high-strength steel to steel structures is in progress. In particular, in fields such as offshore structures and pressure vessels, good low-temperature toughness of steel structures is required, and the demand for welding materials satisfying this is increasing. To date, coated arc welding, submerged arc welding, and the like have been used for welding materials having excellent low-temperature toughness, but there are problems in terms of work efficiency, welding workability, and application posture. Therefore, there is a strong demand for a flux-containing wire having excellent three characteristics of high efficiency, excellent low-temperature toughness and good welding workability in electric field welding.

이러한 고성능의 플럭스 함유 와이어로서 다양한 것이 개발되고 있다. 그 일례로서 일본 특허 공개 평 9-253886호 공보에는 인장 강도: 690MPa급의 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어가 개시되어 있는데, 이 플럭스 함유 와이어는 와이어 전체 중량에 대하여 TiO2, 금속 불화물, C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Cu, Mg, Ti 및 B의 함유량 및 와이어 중의 Mg량/금속 불화물량 비의 적정 범위를 규정하여 양호한 용접 작업성과, 장시간 PWHT(용접후 열처리: Post Weld Heat Treatment) 후의 고온 강도 및 저온 인성을 확보하는 것이다. Various things are developed as such a high performance flux containing wire. As an example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-253886 discloses a gas shielded arc welding flux-containing wire for tensile strength: 690 MPa class high tensile steel, which includes TiO 2 , metal fluoride, and C based on the total weight of the wire. Good welding workability and long-term PWHT by defining the appropriate range of the content of Mg / metal fluoride ratio in the content of Si, Mn, Ni, Cr, Mo, Cu, Mg, Ti and B and wire High temperature strength and low temperature toughness after heat treatment).

또한 일본 특허 공개 평 3-047695호 공보에는 TiO2, MgO 및 MnO를 주 성분으로 하는 티타니아계 플럭스가 충전된 고장력강용 플럭스 함유 와이어가 개시되어 있다. 이 종래 기술은 고장력강용 플럭스 함유 와이어의 C, Mn, Ni 및 Mo의 함유량을 규정하고, 또한 TiO2/MgO 비의 최적화 및 Co 및 Cr 첨가에 의해 양호한 용접 작업성 및 인성을 확보하는 것이다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 3-047695 discloses a high-strength steel flux-containing wire filled with titania-based fluxes mainly composed of TiO 2 , MgO, and MnO. This prior art defines the contents of C, Mn, Ni and Mo of the high strength steel flux-containing wire, and also ensures good welding workability and toughness by optimizing the TiO 2 / MgO ratio and adding Co and Cr.

또한 일본 특허 공개 평 8-174275호 공보에는 인장 강도가 680N/mm2급 이상인 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어가 개시되어 있다. 이 종래 기술은 와이어 전체 중량에 대하여 C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr 및 Mo의 함유량의 적정 범위를 규정하고, Ta의 첨가량을 규제함으로써 소입열부터 대입열까지의 넓은 사용 범위에 있어서 모재 강도에 상당한 강도 및 양호한 인성을 확보하고, 또한 작업 능률 향상을 위하여 플럭스 중의 금속분의 중량 비율을 규정하는 것이다. In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 8-174275 discloses a gas shielded arc welding flux-containing wire for high tensile strength steel having a tensile strength of 680 N / mm 2 or more. This prior art defines a proper range of the contents of C, Si, Mn, P, S, Ni, Cr, and Mo with respect to the total weight of the wire, and regulates the amount of Ta to be used for a wide range of use from quench heat to large heat input. In order to secure a considerable strength and good toughness in the base material strength and to improve work efficiency, the weight ratio of the metal powder in the flux is defined.

나아가 일본 특허 공개 평 3-294093호 공보는 티타니아계의 가스 실드 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 관한 것으로서, 이 플럭스 함유 와이어에 대하여 MgO 및 금속 불화물을 첨가함으로써 용융 금속으로부터의 용융 슬래그의 부상 분리를 촉진하고, 용접 금속 중의 산소량을 저감하여 용접 금속의 저온 인성을 개선하는 방법이 제안된 바 있다.Further, Japanese Patent Laid-Open No. 3-294093 relates to a flux containing wire for titania-based gas shield arc welding, which promotes floating separation of molten slag from molten metal by adding MgO and metal fluoride to the flux containing wire. In addition, a method of improving the low temperature toughness of the weld metal by reducing the amount of oxygen in the weld metal has been proposed.

그러나, 전술한 각 종래 기술에 있어서는 -30 내지 -40℃에서의 샤르피 충격값에 의해 저온 인성을 평가하기 때문에 그 목적도 -30 내지 -40℃ 정도의 저온 인성의 확보에 있다. 그러나, 해양 구조물 등의 극저온 하에서 사용되는 구조물에의 적용을 고려한 경우, 전술한 온도 영역에서 고인성이 얻어져도 불충분하며, -60℃ 정도의 극저온 영역에서의 고인성의 확보가 필요하다. However, in each of the above-mentioned prior arts, low-temperature toughness is evaluated by the Charpy impact value at -30 to -40 ° C, so the purpose is also to secure low-temperature toughness of about -30 to -40 ° C. However, in consideration of application to structures used under cryogenic temperatures such as offshore structures, even if high toughness is obtained in the above-described temperature range, it is necessary to secure high toughness in the cryogenic region of about -60 ° C.

또한 일본 특허 공개 평 9-253886호 공보 및 일본 특허 공개 평 8-174275호 공보에 개시된 기술에서는 티타니아계 플럭스에 대한 MgO 첨가에 의한 작용 효과가 개시되어 있지 않다. 더욱이 일본 특허 공개 평 3-294093호 공보에서는 전자세 용접에서의 용접 작업성의 향상은 과제로 되어 있지 않으며, 또한 동 문헌에서 규정되어 있는 TiO2/MgO 비로는 입향 상진 용접에서의 비드 형상이 불량해지게 된다. 따라서, 포지셔너 등으로의 용접 부위의 전개에 따른 자세의 변경이 불가능한 대형 구조물을 현지에서 용접할 때에는 그 용접 와이어의 적용이 어렵다는 문제점이 있다. In addition, the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-253886 and 8-174275 discloses no effect of adding MgO to titania-based fluxes. Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-294093, the improvement of welding workability in the electric field welding is not a problem, and the bead shape in the upright welding is poor due to the TiO 2 / MgO ratio prescribed in the document. You lose. Therefore, there is a problem that the application of the welding wire is difficult when welding a large structure in which the posture cannot be changed in accordance with the development of the welding site to the positioner or the like in the field.

일본 특허 공개 평 3-047695호 공보에서는 150A 정도의 비교적 저전류에 있어서 입향 상진 용접에서의 용접 작업성을 평가하고, TiO2/MgO 비의 범위를 결정하는데, 150A 정도의 저전류에서는 용접 시공 능률 향상을 목적으로 플럭스 함유 와이어(FCW)를 적용하는 것의 효과를 얻기가 어렵다. 한편, 용접 시공 능률의 향상 을 위하여 220A 정도의 고전류를 사용하면, 일본 특허 공개 평 3-047695호 공보에 규정되어 있는 TiO2/MgO 비로는 비드 형상 불량이 발생하거나, 용접이 불가능해질 가능성이 매우 높다. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 3-047695 discloses weldability in vertically advanced welding at a relatively low current of about 150 A, and determines a range of TiO 2 / MgO ratios. It is difficult to obtain the effect of applying flux-containing wire (FCW) for the purpose of improvement. On the other hand, if a high current of about 220 A is used to improve the welding construction efficiency, the TiO 2 / MgO ratio defined in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-047695 is very likely to cause bead shape defects or make welding impossible. high.

이와 같이 종래 기술에서는 보다 일층의 저온 영역에서의 인성 확보, 전자세 용접에서의 양호한 용접 작업성, 용접 시공 능률 향상, 뛰어난 내크랙성을 만족시키는 고장력강용 플럭스 함유 와이어는 얻어지지 않아, 그 개발이 강하게 요망되고 있다. As described above, in the prior art, a flux-containing wire for high tensile strength steel that satisfies toughness in one low temperature region, good welding workability in electric field welding, improved welding construction efficiency, and excellent crack resistance is not obtained. It is strongly desired.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 내력 620MPa급 이상의 고장력강의 용접에 있어서 -60℃ 정도에서의 저온 인성이 뛰어난 용접 금속을 얻을 수 있고, 또한 전자세 용접에 있어서 양호한 용접 작업성을 확보할 수 있으며, 용접 시공 능률이 향상되고, 또한 용접 금속의 내크랙성이 뛰어난 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to obtain a weld metal having excellent low temperature toughness at about −60 ° C. in welding high tensile strength steel of 620 MPa or higher, and to ensure good welding workability in electron thin welding. It is an object of the present invention to provide a gas shielded arc welding flux-containing wire for high-strength steel which can improve welding construction efficiency and is excellent in crack resistance of weld metal.

본 발명에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여 C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Ti; 0.2 질량% 이하, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 또한 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg를 총량으로 2.0 질량% 이하 함유하고, 또한 N; 0.0150 질량% 이하로 규제하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어진다. The gas-shielded arc welding flux containing wire for high tensile steel which concerns on this invention is C; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Ti; 0.2 mass% or less, Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by mass in total, TiO 2 and MgO to 5.0 to 7.2% by mass, and alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al and Mg Containing 2.0 mass% or less in total amount, and N; It is regulated to 0.0150 mass% or less, and the remainder consists of inevitable impurities and Fe.

또한 본 발명에 따른 다른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여 C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Ti; 0.2 질량% 이하, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 또한 N; 0.0150 질량% 이하로 규제하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지며, MgO의 함유량과 TiO2의 함유량의 비를 x(=MgO/TiO2)라 하였을 때 0.05≤x≤0.22이다. In addition, the other high-strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present invention, C; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Ti; 0.2 mass% or less, Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by mass in total, 5.0 to 7.2% by mass of TiO 2 and MgO in total, and further N; Regulated to less than 0.0150% by weight and the remainder consists of unavoidable impurities and Fe, the 0.05≤x≤0.22 when the La content and the ratio of the content of TiO 2 in MgO x (= MgO / TiO 2 ).

또한, 본 발명에 따른 또 다른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량에 대하여 C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Ti; 0.2 질량% 이하, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 또한 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg를 총량으로 2.0 질량% 이하 함유하고, 또한 N; 0.0150 질량% 이하로 규제하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지며, MgO의 함유량과 TiO2의 함유량의 비를 x(=MgO/TiO2)라 하였을 때, 0.05≤x≤0.22이다.Further, another gas shielded arc welding flux-containing wire for high tensile strength steel according to the present invention is C; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Ti; 0.2 mass% or less, Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by mass in total, TiO 2 and MgO to 5.0 to 7.2% by mass, and alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al and Mg Containing 2.0 mass% or less in total amount, and N; Regulated to less than 0.0150% by weight and the remainder is composed of a Fe and unavoidable impurities, when the La content and the ratio of the content of TiO 2 in MgO x (= MgO / TiO 2 ), is 0.05≤x≤0.22.

본 발명에 따르면, -60℃ 정도의 저온에서도 용접 금속의 양호한 저온 인성을 얻을 수 있고, 전자세 용접에서의 뛰어난 용접 작업성 및 용접 시공 능률을 얻을 수 있으며, 내크랙성이 뛰어난 용접 금속을 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain good low-temperature toughness of the weld metal at a low temperature of about -60 ° C., to obtain excellent welding workability and welding construction efficiency in the electric field welding, and to obtain a weld metal excellent in crack resistance. Can be.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 발명자들은 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 저온 인성을 향상시키기 위하여 유효한 합금 성분 및 슬래그 조재제에 대하여 다양한 검토를 행하였으며, 이 결과 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어 중의 합금 성분의 첨가량과 용접 금속의 저온 인성과의 관계를 명확하게 하였다. 또한 양호한 저온 인성 및 용접 작업성을 확보하는 TiO2량과 MgO량과의 관계를 알아내었다. 또한 용접 금속의 인성은 합금 성분의 상호적인 작용에 따른 영향이 있기 때문에, 용접 금속의 저온 인성에 미치는 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어 중의 각종 합금 성분의 영향에 대하여 조사한 결과, 이하의 깨달음을 얻었다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described concretely. The present inventors made various studies on the alloy components and slag aids effective to improve the low temperature toughness of the gas shielded arc welding flux-containing wire for high tensile steel, and as a result, the addition amount of the alloy components in the gas shielded arc welding flux-containing wire for high tensile steel. The relationship between the low temperature toughness of the weld metal and the weld metal is clarified. In addition, the relationship between the amount of TiO 2 and the amount of MgO to secure good low-temperature toughness and welding workability was found. In addition, since the toughness of the weld metal is influenced by the interaction of the alloy components, the effect of various alloy components in the gas shielded arc welding flux-containing wire for high tensile strength on the low temperature toughness of the weld metal is investigated. Got it.

먼저, 내력 620MPa급 이상의 고장력강의 용접에 있어서는 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어 중의 C, Cr, Ti, Mo의 증가에 따라 인성이 저하되는 경향이 있으며, 특히 C, Ti의 함유에 따른 영향이 크다. First, in the welding of high strength steel with a strength of 620 MPa or higher, the toughness tends to decrease with the increase of C, Cr, Ti, and Mo in the gas-shielded arc welding flux-containing wire for high-strength steel. Big.

Ti의 증가에 의해 용접 금속 중의 고용 Ti가 증대하고, 재열부에서는 TiC가 석출되기 때문에 핵 생성능이 저하된다. 이에 따라 조대한 라스형 베이나이트가 지배적이게 되어 인성이 크게 저하된다. 한편, 재열부란 용접 금속의 후속 패스(후속 전극에 의한 용접 패스)에 의한 열 영향부를 말한다. 또한 C의 증가에 의해 용접 금속에 섬 형태의 마텐사이트가 생성되어 인성이 열화된다. Due to the increase of Ti, the solid solution Ti in the weld metal increases, and TiC precipitates in the reheating portion, so that the nucleation capacity decreases. As a result, the coarse lath bainite becomes dominant, which greatly reduces toughness. In addition, a reheating part means the heat influence part by the following pass (welding path by a follow-up electrode) of a weld metal. In addition, due to the increase of C, island-like martensite is formed in the weld metal, thereby deteriorating toughness.

반대로, Si, Mn, Ni의 첨가는 인성이 향상되는 경향이 있으며, 특히 Si 및 Mn의 함유에 따른 인성 향상 효과가 크다. Mn 및 Si의 함유량의 증가에 의해 용접 금속 중의 산소량이 저감되어 양호한 인성을 확보할 수 있다. On the contrary, addition of Si, Mn, and Ni tends to improve toughness, and especially the toughness improvement effect by containing Si and Mn is large. Increasing the content of Mn and Si reduces the amount of oxygen in the weld metal, thereby ensuring good toughness.

MgO는 다양한 슬래그 조재제 중에서도 가장 탈산력이 강한 염기성 슬래그 조재제의 하나이다. 티타니아계 FCW에 있어서, 슬래그 조재제로서 MgO를 첨가함으로써 용접 금속 중의 산소 농도를 대폭 저감할 수 있고, 저온 인성이 대폭 개선된다. MgO is one of the most deacidifying basic slag preparations among various slag preparations. In titania-based FCW, by adding MgO as a slag aid, the oxygen concentration in the weld metal can be greatly reduced, and low-temperature toughness is greatly improved.

한편, 티타니아계 플럭스에서의 MgO 첨가에서는 슬래그 점성 및 융점이 저하되기 때문에 전자세 용접, 특히 입향 상진 용접에서의 비드 형상이 볼록해지는 등 용접 작업성을 열화시키는 요인이 된다. 슬래그의 점성 및 융점 저하에 의해 용융 슬래그가 잘 응고되지 않아 흘러내리기가 쉬워진다. 그에 따라, 슬래그에 의한 용융 금속의 낙하 억제가 어려워지며, MgO 다량 첨가에서는 낙하가 발생하여 용접이 어려워진다. On the other hand, the addition of MgO in titania-based flux lowers the slag viscosity and melting point, which causes deterioration of the welding workability, such as convex bead shape in the electric field welding, in particular, upstream welding. Due to slag viscosity and melting point decrease, molten slag hardly coagulates and flows easily. Therefore, it becomes difficult to suppress the fall of the molten metal by slag, and when a large amount of MgO is added, a fall occurs and welding becomes difficult.

따라서, 본 발명자들에 의한 다양한 검토 결과, TiO2량과 MgO량의 관계를 MgO/TiO2 비로서 정리함으로써 저온 인성 개선에 효과가 있고, 전자세 용접에서의 용접 작업성을 확보할 수 있는 최적 밸런스를 알아내는 것이 가능해졌다. 여기서, MgO는 MgO의 양과 금속 Mg 및 Mg 화합물의 양을 산화물 양으로 환산한 값과의 합계이다. 금속 Mg 및 Mg 화합물은 MgO와 마찬가지로 용접 금속의 탈산 효과가 강하여 저온 인성 개선에는 커다란 효과가 있지만, 다량 첨가하면 비드 형상 불량, 낙하에 의한 용접 불가를 초래하는 것이다. 따라서 이 금속 Mg 및 Mg 화합물의 양을 산화물량으로 환산하고, MgO량으로서 정리함으로써 저온 인성 및 전자세 용접에서의 용접 작업성에 영향을 주는 인자를 명백하게 할 수가 있었다. Therefore, as a result of various studies by the present inventors, the relationship between the TiO 2 amount and the MgO amount is summarized as the MgO / TiO 2 ratio, which is effective in improving low-temperature toughness, and optimally ensuring welding workability in electron thin welding. It became possible to find out the balance. Here, MgO is the sum of the amount of MgO, and the value which converted the amount of metal Mg and Mg compound into the amount of oxide. Like MgO, the metal Mg and the Mg compound have a strong deoxidation effect of the weld metal and thus have a great effect on improving low-temperature toughness. However, when a large amount of the metal Mg and the Mg compound are added, defects in the bead shape and impossibility of welding due to the drop are caused. Therefore, by converting the amounts of the metal Mg and Mg compounds into the amount of oxides and arranging them as the amount of MgO, it was possible to clarify the factors affecting the low temperature toughness and the workability of welding in the electric field welding.

그러나, MgO/TiO2비의 최적화만으로는 전자세 용접에서의 용접 작업성을 평가하기에 충분하지 않다. 입향 상진 용접에서의 비드 형상에는 슬래그량이 크게 관계되어 있으며, 이 슬래그량을 규정하는 것이 중요하다. However, optimizing the MgO / TiO 2 ratio alone is not sufficient to evaluate the weldability in electron beam welding. The amount of slag is largely related to the shape of beads in the upstream welding, and it is important to define the amount of slag.

슬래그량 과소의 경우 입향 상진 용접에 있어서 용융 금속을 억제하는 슬래그의 절대량을 확보할 수 없기 때문에 볼록 비드 또는 낙하가 발생하게 된다. 반대로, 슬래그량 과다의 경우, 아크가 용융 슬래그 중에 파묻히게 되어 아크 안정성이 열화되고, 스퍼터 발생량이 현저하게 증가하는 경향이 보인다. In the case where the slag amount is too low, convex beads or drops occur because the absolute amount of slag that suppresses the molten metal cannot be secured in the upstream welding. On the contrary, in the case of excessive slag amount, the arc is buried in the molten slag, resulting in deterioration of the arc stability and a marked increase in the amount of sputter generation.

이러한 사실로부터, MgO/TiO2비(각 화합물의 질량비)의 최적 밸런스를 확보한 후에 최적 슬래그량을 규정함으로써 전자세 용접에서의 양호한 용접 작업성을 확보할 수 있다. 이에 더하여, 전술한 합금 성분 최적화와 맞춤으로써 저온 인성과의 양립이 가능해진다. From this fact, it is possible to secure good welding workability in the electric field welding by defining the optimum slag amount after securing the optimum balance of the MgO / TiO 2 ratio (mass ratio of each compound). In addition, compatibility with low temperature toughness is possible by matching with the alloy component optimization described above.

본 발명은 이상의 깨달음을 바탕으로 와이어 중의 합금 성분의 적정화 및 슬래그 조재제의 성분 최적화(MgO/TiO2 비, 슬래그량)에 의해 본 발명의 과제를 해결 하는 것이다. The present invention is based on the above-described realization of the optimization of alloy components in the wire and the component optimization of the slag aid (MgO / TiO 2 Ratio, slag amount) to solve the problems of the present invention.

다음, 본 발명의 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 대하여 성분 첨가 이유 및 그 조성 한정 이유에 대하여 설명한다. 한편, 이하에 나타낸 성분은 와이어 전체 중량 당 성분을 나타낸다. 본 발명에 따른 고장력강용 플럭스 함유 와이어는 강제 외피와 충전 플럭스로 이루어지며, 이하에 나타낸 성분은 강제 외피의 조성 성분 및/또는 충전 플럭스의 함유 성분으로서 첨가되는 것이다. Next, the reason for component addition and the reason for the composition limitation for the high-strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire of the present invention will be described. In addition, the component shown below represents a component per wire total weight. The high-strength steel flux-containing wire according to the present invention consists of a steel sheath and a filling flux, and the components shown below are added as a composition component of the steel sheath and / or as a content component of the filling flux.

"C: 0.02 내지 0.14 질량%""C: 0.02 to 0.14 mass%"

C는 용접 금속의 강도 확보에 있어서 매우 중요한 성분이다. 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, C 함유량이 0.02 질량% 미만에서는 620MPa급 이상의 내력을 확보할 수 없다. 또한 C 함유량이 0.14%를 초과하면 용접 금속의 강도가 증가하고, 저온 크랙 감수성이 현저하게 높아진다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 C 함유량은 0.02 내지 0.14 질량%로 하고, 보다 바람직하게는 0.02 내지 0.08 질량%로 한다. C is a very important component in securing the strength of the weld metal. In the gas-shielded arc welding flux-containing wire for high-strength steel according to the present embodiment, when the C content is less than 0.02 mass%, a yield strength of 620 MPa or higher cannot be secured. Moreover, when C content exceeds 0.14%, the intensity | strength of a weld metal will increase and a low temperature crack susceptibility will become remarkably high. Therefore, the C content of the high-strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present embodiment is 0.02 to 0.14 mass%, more preferably 0.02 to 0.08 mass%.

"Si: 0.4 내지 1.1 질량%""Si: 0.4-1.1 mass%"

Si는 탈산제이며, 용접 금속의 강도 확보 및 산소량 저감의 효과를 갖는 원소이다. 본 실시 형태에 따른 고장력강형 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, Si 함유량이 0.4 질량% 미만에서는 탈산 부족이 되어 블로홀 발생 및 인성 불량이 된다. 한편, Si 함유량이 1.1 질량%를 초과하면 용접 금속의 점성이 높아지고, 모재에의 친화가 나빠지는 등 용접 작업성이 열화된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 Si 함유량은 0.4 내지 1.1 질량%로 하고, 보다 바람직하게는 0.4 내지 0.9 질량%로 한다. Si is a deoxidizer and is an element having the effect of securing the strength of the weld metal and reducing the amount of oxygen. In the high tension steel gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present embodiment, when the Si content is less than 0.4% by mass, deoxidation is insufficient, resulting in blowhole generation and poor toughness. On the other hand, when Si content exceeds 1.1 mass%, the weld metal viscosity will become high and affinity to a base material will worsen, and welding workability will deteriorate. Therefore, Si content of the high-strength steel gas shielded arc welding flux containing wire which concerns on this embodiment shall be 0.4-1.1 mass%, More preferably, you may be 0.4-0.9 mass%.

"Mn: 0.8 내지 3.0 질량%""Mn: 0.8-3.0 mass%"

Mn은 Si와 마찬가지로 탈산제로서 사용하는 것 이외에, 용접 금속의 인성 향상에 유효하다. 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, Mn 함유량이 0.8 질량% 미만에서는 탈산 부족이 되고, 블로홀 발생 및 인성 불량이 된다. 한편, Mn 함유량이 3.0 질량%를 초과하면 용접 금속의 강도가 증가하고, 저습 크랙 감수성이 현저하게 높아진다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 Mn 함유량은 0.8 내지 3.0 질량%로 하고, 보다 바람직하게는 2.1 내지 2.9 질량%로 한다. Mn is effective for improving the toughness of the weld metal in addition to using it as a deoxidizer like Si. In the high-strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present embodiment, when the Mn content is less than 0.8% by mass, deoxidation is insufficient, resulting in blowhole generation and poor toughness. On the other hand, when Mn content exceeds 3.0 mass%, the intensity | strength of a weld metal will increase and low moisture crack susceptibility will become remarkably high. Therefore, Mn content of the high-strength steel gas shielded arc welding flux containing wire which concerns on this embodiment shall be 0.8-3.0 mass%, More preferably, you may be 2.1-2.9 mass%.

"Ni: 0.2 내지 3.1 질량%""Ni: 0.2 to 3.1 mass%"

Ni는 용접 금속의 강도 및 인성 확보에 있어서 매우 중요한 성분이다. 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, Ni 함유량이 0.2 질량% 미만에서는 충분한 인성 개선 효과를 얻을 수 없고, Ni 함유량이 3.1%를 초과하면 고온 크랙의 위험성이 높아진다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 Ni 함유량은 0.2 내지 3.1 질량%로 하고, 보다 바람직하게는 0.8 내지 2.7 질량%로 한다. Ni is a very important component in securing the strength and toughness of the weld metal. In the high-strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present embodiment, when the Ni content is less than 0.2% by mass, a sufficient toughness improvement effect cannot be obtained. When the Ni content is more than 3.1%, the risk of high temperature cracking increases. Therefore, Ni content of the high-strength steel gas shielded arc welding flux containing wire which concerns on this embodiment shall be 0.2-3.1 mass%, More preferably, you may be 0.8-2.7 mass%.

"Ti: 0.2 질량% 이하""Ti: 0.2 mass% or less"

Ti의 소량 첨가는 결정 알맹이의 미세화에 효과가 있지만, 0.2 질량%를 초과 하는 Ti 첨가에서는 용접 금속 중의 고용 Ti가 증대하고, 재열부에서는 TiC가 석출되기 때문에 핵 생성능이 저하된다. 이에 따라 조대한 라스형 베이나이트가 지배적이게 되어 인성이 크게 저하된다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 Ti 함유량은 0.2 질량% 이하로 규제한다. 단, 본 발명에서는 Ti 무첨가이어도 다른 합금 성분의 적정화에 의해 양호한 저온 인성을 확보하는 것이 가능하다. 한편, Ti는 금속 Ti, Fe-Ti 등의 Ti 합금으로 첨가하기로 한다. A small amount of Ti is effective in miniaturization of crystal grains, but in the addition of Ti exceeding 0.2% by mass, the solid solution Ti in the weld metal increases and TiC precipitates in the reheating portion, so that the nucleation capacity decreases. As a result, the coarse lath bainite becomes dominant, which greatly reduces toughness. Therefore, Ti content of the gas shielded arc welding flux containing wire for high tensile strength which concerns on this embodiment is regulated to 0.2 mass% or less. However, in the present invention, even in the absence of Ti, it is possible to ensure satisfactory low temperature toughness by optimizing other alloy components. On the other hand, Ti is added to a Ti alloy such as metal Ti, Fe-Ti.

"N; 0.0150 질량% 이하""N; 0.0150 mass% or less"

N은 0.0150 질량%를 초과하면 용접 금속 중의 N량이 증가하고, 블로홀이 발생하고, 나아가 인성 열화의 원인이 된다. 따라서 N은 0.0150 질량% 이하로 한다. When N exceeds 0.0150 mass%, the amount of N in a weld metal will increase, a blowhole will generate | occur | produce, and it will become a cause of toughness deterioration. Therefore, N is made into 0.0150 mass% or less.

"Cr+Mo: 0.1 내지 4.0 질량%""Cr + Mo: 0.1-4.0 mass%"

Cr은 안정적으로 강도를 확보할 수 있고, 또한 Mo는 안정적인 강도 확보가 가능하며, 또한 그 첨가에 의해 결정 알맹이의 미세화를 도모할 수 있고, 저온 인성이 향상되는 성분이다. 본 발명에 따른 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, Cr 및 Mo 중 어느 하나 또는 이들 모두를 함유하는데, Cr+Mo 함유량(Cr 또는 Mo의 단독 첨가이면 그 양, Cr 및 Mo의 복합 첨가이면 총량)이 0.1 질량% 미만에서는 충분한 강도를 확보할 수 없다. 한편, Cr+Mo 함유량이 4.0 질량%를 초과하면 용접 금속의 강도가 증가함과 아울러 인성이 열화되고, 또한 저온 크랙의 원인도 된다. 따라서, 본 발명의 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 Cr+Mo 함유량은 0.1 내지 4.0 질량%로 하고, 보다 바람직하게 는 0.2 내지 1.1 질량%로 한다. Cr is a component that can secure the strength stably, and Mo can secure the stable strength, and further refine the grains of grains by the addition thereof, thereby improving low-temperature toughness. In the high-strength gas shielded arc welding flux-containing wire according to the present invention, any one or both of Cr and Mo is contained, and the Cr + Mo content (if the addition of Cr or Mo alone, the amount, the complex addition of Cr and Mo) If the total amount) is less than 0.1% by mass, sufficient strength cannot be secured. On the other hand, when Cr + Mo content exceeds 4.0 mass%, the strength of a weld metal will increase, toughness will deteriorate, and it may become a cause of low temperature crack. Therefore, Cr + Mo content of the high-strength steel gas shielded arc welding flux containing wire of this invention shall be 0.1-4.0 mass%, More preferably, you may be 0.2-1.1 mass%.

"TiO2+MgO: 5.0 내지 7.2 질량%""TiO 2 + MgO: 5.0 to 7.2 mass%"

본 발명의 고장력강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어에 있어서, TiO2+MgO 함유량(TiO2 및 MgO의 함유량 합계)이 5.0 질량% 미만에서는 슬래그량 과소에 의해 입향 상진 용접에 있어서 용접 금속을 슬래그에 의해 억제할 수 없어 낙하되게 된다. 한편, TiO2+MgO 함유량이 7.2 질량%를 초과하면 슬래그량 과다에 의해 아크가 용융 슬래그 중에 파묻히게 되어 아크 안정성이 열화되고, 스퍼터 발생량이 증가한다. 따라서, TiO2+MgO 함유량은 5.0 내지 7.2 질량%로 한다. 한편, 여기서, MgO는 MgO와 금속 Mg, Mg 화합물의 산화물 환산의 합계이다. TiO2는 TiO2로서 첨가된 것의 양이다. In the high-strength gas shielded arc welding flux-containing wire of the present invention, when the TiO 2 + MgO content (total content of TiO 2 and MgO) is less than 5.0 mass%, the weld metal is transferred to the slag in the upward direction welding by the slag amount being reduced. It cannot be suppressed by this and falls. On the other hand, when the content of TiO 2 + MgO exceeds 7.2% by mass, the arc is buried in the molten slag due to excessive slag amount, thereby deteriorating arc stability and increasing the amount of sputter generation. Therefore, TiO 2 + MgO content is set to 5.0 to 7.2% by weight. In addition, MgO is the sum total of oxide conversion of MgO, a metal Mg, and a Mg compound here. TiO 2 is the amount added as TiO 2 .

"알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg: 총량으로 2.0 질량% 이하""Alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al and Mg: up to 2.0 mass% in total"

알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg는 함유되어 있을 수도 있으나 함유되어 있지 않을 수도 있다. 그러나, 이들 원소 또는 화합물을 함유하는 경우에는 총량으로 2.0 질량% 이하로 한다. 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물은 아크 안정성을 향상시키고 스파터를 감소시킨다. 또한 B는 용접 금속의 인성을 향상시킨다. Al 및 Mg는 탈산제로서 첨가된다. 이 들 물질은 총량으로 2.0 질량%를 초과하여 함유되면 본 발명의 효과를 저해하므로, 이들 물질의 함유량은 총량으로 2.0 질량% 이하로 한다. Alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al and Mg may or may not be contained. However, when it contains these elements or compounds, it shall be 2.0 mass% or less in total amount. Alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides improve arc stability and reduce spatters. B also improves the toughness of the weld metal. Al and Mg are added as deoxidizers. When these substances are contained in a total amount exceeding 2.0 mass%, the effects of the present invention are inhibited. Therefore, the content of these substances is made 2.0 mass% or less in total amount.

"MgO/TiO2 비(x): 0.05 내지 0.22""MgO / TiO 2 Ratio (x): 0.05-0.22 "

MgO의 함유량과 TiO2의 함유량의 비(x(=MgO/TiO2))가 0.22를 초과하면 입향 상진 용접에 있어서 용접 금속을 낙하시키기 쉬운 성분인 MgO량이 TiO2량에 비하여 상대적으로 과대해지기 때문에 용접 중에 슬래그가 흘러내리기 쉬워지고, 슬래그에 의해 용융 금속의 낙하를 억제하기가 어려워진다. 따라서 비드 형상이 볼록해지거나 낙하된다. x가 0.22 이하이면 필릿 용접에 있어서 필릿 비드의 다리 길이(L)와 용접 덧살 높이(H)와의 비(이후의 실시예에서 설명)가 10 이상이 되어 양호한 특성을 얻을 수 있다. 또한 x가 0.10 이하이면 L/H가 12 이상이 되어 보다 바람직한 특성을 얻을 수 있다. 한편, 후술하는 함수(F(x))의 상한값이 15이기 때문에 필연적으로 MgO/TiO2 비(x)의 하한값은 0.05가 된다. 따라서, MgO/TiO2 비(x)는 0.05 내지 0.22로 한다. 한편 여기서, MgO는 MgO와 금속 Mg, Mg 화합물의 산화물 환산의 합계이다. TiO2는 TiO2로서 첨가된 것의 양이다. When the ratio of the content of MgO to the content of TiO 2 (x (= MgO / TiO 2 )) exceeds 0.22, the amount of MgO, which is a component that is easy to drop the weld metal in the upward-facing welding, becomes relatively excessive compared to the amount of TiO 2 . As a result, the slag easily flows during welding, and the slag makes it difficult to suppress the fall of the molten metal. Thus, the bead shape becomes convex or falls. When x is 0.22 or less, the ratio (described in the following examples) between the leg length L of the fillet beads and the weld tooth height H in fillet welding becomes 10 or more, so that good characteristics can be obtained. Moreover, when x is 0.10 or less, L / H will be 12 or more, and more preferable characteristic can be obtained. On the other hand, since the upper limit of the function F (x) described later is 15, the lower limit of the MgO / TiO 2 ratio x is necessarily 0.05. Therefore, the MgO / TiO 2 ratio (x) is set to 0.05 to 0.22. In addition, MgO is the sum of oxide conversion of MgO, a metal Mg, and a Mg compound here. TiO 2 is the amount added as TiO 2 .

"F(x): 11 내지 15""F (x): 11-15"

F(x)는 하기 수학식 1에 의해 주어진다. 여기서, x는 전술한 것(MgO/TiO2 )의 비이다. F (x) is given by Equation 1 below. Where x is the foregoing (MgO / TiO 2) ) Is rain.

Figure 112007070605706-pat00001
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F(x)는 실험적으로 구한 MgO/TiO2 비(x)와 저온 인성과의 관계를 보인 식이다. 이 관계식은 이하에 나타낸 각종 합금 및 슬래그 조재제의 성분 범위에 있어서 십 수 종류의 와이어를 사용하고, 그 용착 금속의 -60℃에서의 샤르피 충격 시험 결과와 와이어 성분 중의 MgO/TiO2 비(x)와의 관계를 통계 처리에 의해 산출한 것이다. F (x) is the experimentally obtained MgO / TiO2 This equation shows the relationship between ratio (x) and low temperature toughness. This relational formula uses dozens of different types of wires in the component ranges of various alloys and slag preparations shown below, and the results of the Charpy impact test at -60 ° C of the weld metal and the MgO / TiO in the wire components.2 The relationship with the ratio (x) is calculated by statistical processing.

C: 0.02 내지 0.14 질량%C: 0.02 to 0.14 mass%

Si: 0.4 내지 1.1 질량%Si: 0.4-1.1 mass%

Mn: 0.8 내지 3.0 질량%Mn: 0.8-3.0 mass%

Ni: 0.2 내지 3.1 질량%Ni: 0.2-3.1 mass%

Cr: 0.1 내지 4.0 질량%. Cr: 0.1-4.0 mass%.

Mo: 0.1 내지 4.0 질량%Mo: 0.1-4.0 mass%

Ti: 0 내지 0.2 질량%Ti: 0-0.2 mass%

Fe: 84.1 내지 90.1 질량%Fe: 84.1 to 90.1 mass%

N: 0.0150 질량% 이하N: 0.0150 mass% or less

기타 성분(B, Na, F, K, Li, Al, Ca, Mg, P, S): 0.10 내지 3.25 질량%Other components (B, Na, F, K, Li, Al, Ca, Mg, P, S): 0.10-3.25 mass%

TiO2: 3.5 내지 7.8 질량%TiO 2 : 3.5 to 7.8 mass%

MgO: 0.1 내지 5.0 질량%MgO: 0.1-5.0 mass%

도 1은 본 발명자들의 실험에 의해 구한 F(x)값과 -60℃에서의 샤르피 충격값(이하, vE-60℃라고 함)과의 관계를 보인 그래프도이다. F(x)와 vE-60℃는 단조 감소의 관계에 있으며, F(x)≤15에서는 vE-60℃≥47J가 되어 뛰어난 저온 인성을 갖는 것을 알 수 있다. 또한 MgO/TiO2 비(x)의 상한값이 0.22이기 때문에 필연적으로 F(x)의 하한값은 11이 된다. 따라서, 이 F(x)에 의해 고강도강용 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어의 와이어 성분과 용접 금속의 저온 인성의 관계를 정밀하게 추정하는 것이 가능하다. 1 is a graph showing the relationship between the F (x) value obtained by the experiments of the present inventors and the Charpy impact value (hereinafter referred to as vE-60 ° C) at -60 ° C. F (x) and vE-60 ° C are in the relationship of forging reduction, and it can be seen that at F (x) ≤ 15, vE-60 ° C? Also MgO / TiO 2 Since the upper limit of ratio (x) is 0.22, the lower limit of F (x) becomes 11 necessarily. Therefore, by this F (x), it is possible to accurately estimate the relationship between the wire component of the high strength steel gas shielded arc welding flux-containing wire and the low temperature toughness of the weld metal.

이상의 x 및 F(x)에 관하여 정리해서 말하면, 본 발명의 범위를 정리하면 0.05≤x≤0.22이면 되게 된다.In summary, the above-mentioned x and F (x) are summed up to 0.05 ≦ x ≦ 0.22.

또한 이후의 실시예에서도 나타낸 바와 같이, 이 x의 범위를 만족시키지 않고도 전술한 다른 조건을 만족시킴으로써 용접 작업성과 용접 금속의 저온 인성이 모두 양호해지는 플럭스 함유 와이어를 얻을 수 있다. 그러나, 이 x의 범위를 만족시킴으로써 용접 금속의 저온 인성을 더욱 향상시킬 수 있다. In addition, as shown in the following examples, by satisfying the above-mentioned other conditions without satisfying the range of x, a flux-containing wire in which both the welding workability and the low temperature toughness of the weld metal can be obtained can be obtained. However, by satisfying this range of x, the low temperature toughness of the weld metal can be further improved.

본 발명에 따른 플럭스 함유 와이어의 나머지 주요 성분은 강제 외피, 충전 플럭스 중에 포함되는 각종 Fe 합금(Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Mo, Fe-Ti 등) 및 철분으로부터 유래하는 Fe이다. 이 Fe는 와이어 전체 중량 당 80 질량% 이상 포함된다. 그 이외에, 본 발명의 플럭스 함유 와이어에는 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al, Mg 등이 함유되어 있다. The remaining main components of the flux-containing wire according to the invention are derived from steel shells, various Fe alloys (Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, Fe-Mo, Fe-Ti, etc.) and iron contained in the filling flux. Fe. This Fe is contained at least 80% by mass per weight of the wire. In addition, the flux-containing wire of the present invention contains an alkali metal fluoride, an alkali metal oxide, an alkaline earth metal fluoride, an alkaline earth metal oxide, B, Al, Mg, and the like.

본 시험에 사용한 플럭스 함유 와이어의 N량은 0.0150 질량% 이하이다. 이 N량이 0.0150 질량%를 초과하는 경우, 용접 금속 중의 N량이 증가하여 블로홀이 다발한다. The amount of N of the flux containing wire used for this test is 0.0150 mass% or less. When this amount of N exceeds 0.0150 mass%, the amount of N in a weld metal increases and blowholes bundle.

<실시예><Example>

이하, 본 발명의 실시예의 효과에 대하여 본 발명의 범위에서 벗어나는 비교예와 비교하여 설명한다. 먼저, 본 발명의 실시예 및 비교예의 와이어로서 하기 표 3 내지 표 5에 나타낸 와이어 성분(와이어 전체 질량에 대한 비율) 및 F(x)값의 와이어를 사용하였다. 이들 공시 와이어의 후프 조성을 하기 표 6에 나타내었다. 표 7은 실시예 및 비교예의 와이어에서 사용한 후프 종류를 보인 대조표이다. 이 표 7에 나타낸 바와 같이, 표 3 및 표 4에 나타낸 각 와이어는 이 표 6에 기재된 A 또는 B의 후프를 사용하였다. 한편, 실시예 및 비교예의 와이어에 있어서, 기타 첨가 성분은 P, S, Nb, V이다. Hereinafter, the effect of the Example of this invention is demonstrated compared with the comparative example which departs from the scope of this invention. First, as a wire of the Examples and Comparative Examples of the present invention, a wire component (ratio relative to the total wire mass) and F (x) values shown in Tables 3 to 5 below were used. The hoop compositions of these test wires are shown in Table 6 below. Table 7 is a control table showing the types of hoops used in the wires of Examples and Comparative Examples. As shown in this Table 7, each wire shown in Table 3 and Table 4 used the hoop of A or B described in this Table 6. In addition, in the wire of an Example and a comparative example, other additive component is P, S, Nb, V. FIG.

(하향 용접)(Downward welding)

표 1은 하향 용접 시의 용접 조건을 나타낸다. 이 표 1에 나타낸 용접 조건으로 HT780강을 용접하여 용착 금속을 제작하였다. 이 용착 금속으로부터 인장 시험편(JIS Z3111 A1호) 및 샤르피 충격 시험편(JIS Z3111 A4호)을 채취하고, 기계 시험을 실시하였다. 그 결과, 얻어진 0.2% 내력 및 샤르피 충격값의 측정값, 및 용접 작업성의 평가 결과를 하기 표 8 및 표 9에 나타내었다. 표 8 및 표 9에 있어서, 종합 평가란은 ○가 양호, ×가 불가이다. Table 1 shows the welding conditions in the downward welding. HT780 steel was welded under the welding conditions shown in Table 1 to form a weld metal. Tensile test pieces (JIS Z3111 A1) and Charpy impact test pieces (JIS Z3111 A4) were sampled from this weld metal, and the mechanical test was done. As a result, the measured value of the obtained 0.2% yield strength and the Charpy impact value, and the evaluation result of welding workability are shown in following Table 8 and Table 9. In Table 8 and Table 9, (circle) evaluation columns are favorable and x is impossible.

한편, 용착 금속의 0.2% 내력이 620MPa 이상, -60℃에서의 샤르피 충격값이 27J 이상이면 기계적 성질이 양호하다고 판단하였다. 또한 -60℃에서의 샤르피 충격값이 47J 이상이면 뛰어난 저온 인성을 가지고 있다고 판단하였다. On the other hand, when the 0.2% yield strength of the weld metal was 620 MPa or more and the Charpy impact value at -60 ° C was 27 J or more, it was judged that the mechanical properties were good. Moreover, when Charpy impact value in -60 degreeC was 47J or more, it judged that it had the outstanding low-temperature toughness.

Figure 112007070605706-pat00002
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용접 조건은 다음과 같다. Welding conditions are as follows.

실드 가스: 80% Ar-20% CO2, 25리터/분Shield gas: 80% Ar-20% CO 2 , 25 liters / minute

와이어 지름: 1.2mmWire diameter: 1.2mm

용접 자세: 하향Welding position: downward

공시 강판: JIS G 3128 SHY685(두께: 20mm)Tested steel plate: JIS G 3128 SHY685 (thickness: 20 mm)

개선 형상: 45°VImproved Geometry: 45 ° V

개선 갭: 12mmImprovement gap: 12mm

(필릿(fillet) 용접)(Fillet welding)

표 2은 필릿 용접에서의 용접 조건을 나타낸다. 표 2에 나타낸 용접 조건으로 입향(立向) 상진(上進) 필릿 용접을 행하고, 입향 상진 용접에서의 용접 작업성을 평가하였다. 도 2는 비드 형상의 평가 방법을 나타낸 도면이다. 이 때, 필릿 비드의 다리 길이(L)와 용접 덧살 높이(H)에 관하여 비드의 낙하 용이함을 평가하기 위하여 L/H를 사용하여, 이 L/H의 값이 10 이상이면 양호하다고 판단하였다. 한편, 비드가 낙하하여 용접 불가로 된 경우에는 L/H의 값을 0으로 하였다. Table 2 shows the welding conditions in fillet welding. The upright fillet welding was performed under the welding conditions shown in Table 2, and the welding workability in the upright welding was evaluated. 2 is a diagram illustrating a method of evaluating a bead shape. At this time, in order to evaluate the ease of falling of the beads with respect to the leg length L and the weld tooth height H of the fillet beads, it was determined that the value of this L / H was 10 or more. On the other hand, when beads fell and the welding became impossible, the value of L / H was made into zero.

Figure 112007070605706-pat00003
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용접 조건은 다음과 같다. Welding conditions are as follows.

실드 가스: 80% Ar-20% CO2, 25리터/분 Shield gas: 80% Ar-20% CO 2 , 25 liters / minute

와이어 지름: 1.2mm Wire diameter: 1.2mm

용접 자세: 입향 상진Welding Posture: Upward Advancement

공시 강판: JIS G 3128 SHY685(두께: 12mm)Tested steel plate: JIS G 3128 SHY685 (thickness: 12 mm)

개선 갭: 0mm Improvement gap: 0mm

또한 이들 하향 용접 및 필릿 용접의 용접 시험에 있어서, 저온 크랙, 고온 크랙의 평가 방법은 이하와 같다. 즉, 저온 크랙은 용접 후 96시간 방치한 후, 뒷댐쇠를 절삭하고, 초음파 탐상 시험(JIS Z 3060), 자분 탐상 시험(JIS G 0565)에 의해 결함의 유무를 확인하였다. 또한 파단면을 SEM(Scanning Electron Microscope)에 의해 관찰하고, 크랙의 형태를 확인하였다. Moreover, in the welding test of these downward welding and fillet welding, the evaluation method of a low temperature crack and a high temperature crack is as follows. That is, the low temperature crack was left to stand 96 hours after welding, the back damp was cut, and the presence or absence of the defect was confirmed by the ultrasonic flaw test (JIS Z 3060) and the magnetic particle flaw test (JIS G 0565). In addition, the fracture surface was observed by SEM (Scanning Electron Microscope), and the shape of the crack was confirmed.

또한 고온 크랙은 용접 후 뒷댐쇠를 절삭하고, 초음파 탐상 시험(JIS Z 3060), 방사선 투과 시험(JIS Z 3104)에 의해 결함의 유무를 확인하였다. 또한 파단면을 SEM에 의해 관찰하고, 크랙의 형태를 확인하였다. Moreover, the high temperature crack cut | disconnected the back damp after welding, and confirmed the presence or absence of a defect by the ultrasonic flaw test (JIS Z 3060) and the radiographic test (JIS Z 3104). Moreover, the fracture surface was observed by SEM and the form of the crack was confirmed.

또한 인장 시험 및 샤르피 충격 시험은 JIS Z 3111 용착 금속의 인장 및 충격 시험 방법에 준거하였다. In addition, the tensile test and the Charpy impact test were based on the tensile and impact test method of JISZ3111 weld metal.

Figure 112007070605706-pat00004
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한편, 표 3 및 표 4에 있어서, 기타 란에 기재된 수치의 내역은 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg와 불가피적 불순물(P, S, V, Nb)와의 총량이다. 단, 불가피적 불순물의 양은 모두 0.1 질량%이며, 따라서 예컨대 표 4의 실시예 17은 기타가 1.0 질량%인데, 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg의 총량이 0.9 질량%, 불가피적 불순물이 0.1 질량%이다. 또한 실시예 20은 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg가 포함되어 있지 않으며, 기타 란의 수치는 불가피적 불순물의 양이다. On the other hand, in Table 3 and Table 4, the breakdown of the numerical values described in the other columns is based on alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al and Mg and inevitable impurities (P, S, Total amount with V and Nb). However, the amounts of unavoidable impurities are all 0.1 mass%, and therefore, for example, Example 17 of Table 4 is 1.0 mass% of others, and alkali metal fluoride, alkali metal oxide, alkaline earth metal fluoride, alkaline earth metal oxide, B, Al And a total amount of Mg is 0.9% by mass and 0.1% by mass of unavoidable impurities. In addition, Example 20 does not include alkali metal fluorides, alkali metal oxides, alkaline earth metal fluorides, alkaline earth metal oxides, B, Al, and Mg, and the values in the other columns are amounts of unavoidable impurities.

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Figure 112007070605706-pat00009
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상기 표 8 및 표 9는 이들 시험 결과를 나타낸다. 실시예 1 내지 5 및 실시예 17 내지 21은 0.2% 내력(PS)과 -60℃에서의 저온 인성과 비드 형상을 포함하는 용접 작업성 모두에서 뛰어난 특성을 얻을 수 있었다. 이에 대하여 비교예 6 내지 16 및 비교예 22 내지 30은 이들 특성 중 어느 하나가 낮은 것이었다. Tables 8 and 9 above show the results of these tests. Examples 1 to 5 and Examples 17 to 21 were able to obtain excellent properties in both 0.2% yield strength (PS) and welding workability including low temperature toughness and bead shape at -60 ° C. On the other hand, the comparative examples 6-16 and the comparative examples 22-30 were one in which these characteristics were low.

도 1은 F(x)와 vE-60℃와의 관계를 보인 그래프도이다. 1 is a graph showing the relationship between F (x) and vE-60 ° C.

도 2는 비드 형상의 평가 방법을 보인 도면이다. 2 is a diagram illustrating a method of evaluating a bead shape.

Claims (5)

와이어 전체 질량에 대하여, C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지는 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어. C for the total wire mass; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Cr and Mo; A gas shielded arc welding flux-containing wire comprising 0.1 to 4.0 mass% in total amount, 5.0 to 7.2 mass% in total amount of TiO 2 and MgO, and the remainder consisting of inevitable impurities and Fe. 와이어 전체 질량에 대하여 C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지며, MgO의 함유량과 TiO2의 함유량의 비를 x(=MgO/TiO2)라 하였을 때 0.05≤x≤0.22인 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어. C for wire total mass; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by mass in total, TiO 2 and MgO in total amount of 5.0 to 7.2% by mass, the remainder consisting of inevitable impurities and Fe, the ratio of the content of MgO and the content of TiO 2 is x ( Wire containing gas shielded arc welding flux with 0.05 ≦ x ≦ 0.22 when = MgO / TiO 2 ). 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 와이어 전체 질량에 대하여 C; 0.02 내지 0.14 질량%, Si; 0.4 내지 1.1 질량%, Mn; 0.8 내지 3.0 질량%, Ni; 0.2 내지 3.1 질량%, Cr 및 Mo; 총량으로 0.1 내지 4.0 질량%를 함유하고, TiO2 및 MgO를 총량으로 5.0 내지 7.2 질량% 함유하고, 나머지가 불가피적 불순물 및 Fe로 이루어지며, MgO의 함유량과 TiO2의 함유량의 비를 x(=MgO/TiO2)라 하였을 때 0.05≤x≤0.22인 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어. C for wire total mass; 0.02 to 0.14 mass%, Si; 0.4 to 1.1 mass%, Mn; 0.8 to 3.0 mass%, Ni; 0.2 to 3.1 mass%, Cr and Mo; 0.1 to 4.0% by mass in total, TiO 2 and MgO in total amount of 5.0 to 7.2% by mass, the remainder consisting of inevitable impurities and Fe, the ratio of the content of MgO and the content of TiO 2 is x ( Wire containing gas shielded arc welding flux with 0.05 ≦ x ≦ 0.22 when = MgO / TiO 2 ). 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, The method according to claim 1 or 3, Ti; 0.2 질량% 이하를 함유하고, 또한 알칼리 금속 불화물, 알칼리 금속 산화물, 알칼리 토류 금속 불화물, 알칼리 토류 금속 산화물, B, Al 및 Mg를 총량으로 2.0 질량% 이하 함유하고, 또한 N; 0.0150 질량% 이하로 규제하는 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어. Ti; It contains 0.2 mass% or less, and contains 2.0 mass% or less of alkali metal fluoride, alkali metal oxide, alkaline earth metal fluoride, alkaline earth metal oxide, B, Al, and Mg in total amount, and N; Wire containing gas shielded arc welding flux regulated to 0.0150 mass% or less. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, Ti; 0.2 질량% 이하를 포함하고, 또한 N; 0.0150 질량% 이하로 규제하는 가스 실드 아크 용접 플럭스 함유 와이어. Ti; 0.2 mass% or less, and N; Wire containing gas shielded arc welding flux regulated to 0.0150 mass% or less.
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