KR101088212B1 - Flux-cored wire for stainless steel electro gas arc welding - Google Patents
Flux-cored wire for stainless steel electro gas arc welding Download PDFInfo
- Publication number
- KR101088212B1 KR101088212B1 KR1020090048540A KR20090048540A KR101088212B1 KR 101088212 B1 KR101088212 B1 KR 101088212B1 KR 1020090048540 A KR1020090048540 A KR 1020090048540A KR 20090048540 A KR20090048540 A KR 20090048540A KR 101088212 B1 KR101088212 B1 KR 101088212B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- content
- wire
- flux
- mass
- stainless steel
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
- B23K35/0266—Rods, electrodes, wires flux-cored
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
-
- 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
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest
- B23K35/368—Selection of non-metallic compositions of core materials either alone or conjoint with selection of soldering or welding materials
-
- 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
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/18—Sheet panels
-
- 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
Abstract
스테인리스강으로 이루어지는 외피에 플럭스를 충전한 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 있어서, 와이어 전체 질량당, Cr: 22 내지 28질량%, Ni: 8 내지 12질량%, 및 Fe: 55 내지 70질량%를 함유하고, C 함유량을 0.06질량% 이하, N 함유량을 0.05질량% 이하로 규제하고, Cr 함유량을 [Cr], Mo 함유량을 [Mo], Ni 함유량을 [Ni], C 함유량을 [C], N 함유량을 [N]이라고 할 때, 하기 수학식 1 및 2로부터 각각 계산되는 Cr 당량 Eq(Cr)과 Ni 당량 Eq(Ni)의 비 Eq(Cr)/Eq(Ni)가 2.0 내지 2.6이다.In a flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding in which a flux is filled in a sheath made of stainless steel, Cr: 22 to 28 mass%, Ni: 8 to 12 mass%, and Fe: 55 to 70 per total mass of the wire. It contains mass%, regulates C content to 0.06 mass% or less, N content to 0.05 mass% or less, Cr content [Cr], Mo content [Mo], Ni content [Ni], and C content [ C] and when N content is [N], ratio Eq (Cr) / Eq (Ni) of Cr equivalent Eq (Cr) and Ni equivalent Eq (Ni) computed respectively from following formula (1) and (2) is 2.0- 2.6.
[수학식 1] [Equation 1]
Eq(Cr)=[Cr]+[Mo]Eq (Cr) = [Cr] + [Mo]
[수학식 2][Equation 2]
Eq(Ni)=[Ni]+35×[C]+20×[N]Eq (Ni) = [Ni] + 35 × [C] + 20 × [N]
이러한 구성에 의해, 매우 두꺼운 스테인리스 강판을 용접하는 경우에도, 개선(開先) 내에 융합 불량 및 언더 커트가 발생하지 않아, 높은 강도 및 극저온 환경에서의 높은 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있다. By such a configuration, even when welding a very thick stainless steel sheet, a poor fusion and undercut does not occur in the improvement, and a weld metal having high strength and high toughness in a cryogenic environment can be obtained.
Description
본 발명은 강도 및 인성이 요구되는 LNG(액화 천연 가스)의 구형 탱크의 각(脚) 부재 및 선박 등, 스테인리스강으로 이루어져서 강도 및 극저온 환경에서의 인성을 필요로 하는 구조물의 용접에 사용되는 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 관한 것이다. The present invention is made of stainless steel, such as a rectangular member of a spherical tank of LNG (liquefied natural gas), which requires strength and toughness, and a vessel used for welding a structure requiring strength and toughness in a cryogenic environment. A flux-containing wire for gas arc welding.
종래, LNG의 구형 탱크의 각 부재 등, 대형 구조물에 사용되고 대기에 노출한 상태로 사용되는 스테인리스강에는, 내식성, 강도 및 극저온 환경에서의 인성이 요구되기 때문에, 20mm 정도를 넘는 두께의 스테인리스강 후판이 사용되고 있다. 종래, 이러한 스테인리스강 후판의 용접에는, 아크 방전봉을 사용한 수동에 의한 피복 아크 용접법, 또는 플럭스 함유 와이어 및 실드 가스가 자동적으로 공급되는 반자동 가스 실드 아크 용접법이 행해지고 있다. Conventionally, stainless steel used for large structures, such as each member of a rectangular tank of LNG, used in a state exposed to the atmosphere, requires corrosion resistance, strength, and toughness in a cryogenic environment, and thus, a stainless steel thick plate having a thickness of about 20 mm or more. Is being used. Conventionally, the welding of such a stainless steel thick plate is performed by the manual arc welding method using an arc discharge rod, or the semi-automatic gas shield arc welding method in which the flux containing wire and shield gas are automatically supplied.
그러나, 피복 아크 용접법 및 반자동 가스 실드 아크 용접법에 의한 시공은, 용착 속도가 낮아 입향(立向) 용접의 작업 효율이 매우 낮기 때문에, 연강 및 고장력강으로 이루어지는 후판을 사용하는 조선, 교량 및 화학 저장 탱크 등의 용접에는, 용착 속도가 높아 높은 효율로 입향 용접을 실시할 수 있는 일렉트로 가스 아크 용접법이 사용되고 있다. However, the construction by the coated arc welding method and the semi-automatic gas shielded arc welding method is a shipbuilding, bridge, and chemical storage tank using a thick plate made of mild steel and high tensile strength steel because the welding speed is low and the work efficiency of vertical welding is very low. For welding such as the above, an electrogas arc welding method capable of performing high-direction welding with high welding speed is used.
극후판의 용접에 있어서는, 개선(開先)이 깊기 때문에 용접부가 다층으로 되기 쉽고, 이 용접부에 슬래그 권입(卷入) 및 언더 커트 등의 결함이 발생하기 쉽다. 용접부에 슬래그 권입이 발생하면, 용접 금속의 강도 및 인성 등의 기계적 성능이 열화하고, 언더 커트가 발생하면 응력 집중에 의해 피로 강도가 저하된다. 이 때문에, 일렉트로 가스 아크 용접에 의한 시공을 1패스 용접으로 하는 것이 강하게 요구되고 있고, 또한 극후판을 1패스 시공에 의해 용접하는 경우에도, 개선부로의 용해가 양호하여, 용접부에 결함이 생기지 않고, 건전하고 충분한 기계적 성능을 갖는 용접 금속이 얻어지는 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어가 강하게 요구되고 있다. In the welding of an ultra-thick plate, since the improvement is deep, a weld part is easy to become a multilayer, and defects, such as slag winding and undercut, are easy to generate | occur | produce in this weld part. When slag winding occurs in a welded part, mechanical performances, such as the strength and toughness of a weld metal, deteriorate, and when undercut occurs, fatigue strength falls by stress concentration. For this reason, it is strongly required to make the construction by electrogas arc welding into 1 pass welding, and also when welding the ultra thick plate by 1 pass construction, melt | dissolution to an improvement part is favorable and a defect does not arise in a weld part. There is a strong demand for a flux-containing wire for electrogas arc welding in which a weld metal having sound and sufficient mechanical performance is obtained.
예컨대, 일본 특허 공개 평성 제11-138295호 공보에는, 관상(管狀)으로 형성된 스테인리스강으로 이루어지는 외피 내에 충전되는 플럭스 중에 TiO2, SiO2 및 금속 불화물을 함유하는 슬래그제를 함유하고, 이 슬래그제의 함유량을 특정함으로써, 후판 스테인리스강의 입향 자세에 있어서 고능률이고 안정한 용해 용접이 가능하고, 또한 용접 작업성이 우수하고, 언더 커트 및 피트 등의 발생이 없기 때문에 용접 금속의 기계적 성질이 양호한 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭 스 함유 와이어가 개시되어 있다. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138295 contains a slag agent containing TiO 2 , SiO 2 and a metal fluoride in a flux filled in a shell made of tubular stainless steel. By specifying the content of, stainless steel with good mechanical properties of the weld metal is possible because of high efficiency and stable melt welding in the orientation of the thick plate stainless steel, excellent welding workability, and no undercut and pitting. Flux-containing wires for electrogas arc welding are disclosed.
또한, 입열이 큰 일렉트로 가스 아크 용접은, 용접 금속이 응고하기까지의 냉각 속도가 낮기 때문에, 용접 금속의 조직이 비교적 조대화(粗大化)하는 경향이 있다. JIS Z3323에 규정되는 308계 등, 종래 사용되는 스테인리스강 아크 용접용 플럭스 함유 와이어를 일렉트로 가스 아크 용접에 사용하면, 조대화한 용접 금속 조직에 의해 내력 및 인장 강도가 크게 저하된다. 일본 특허 공개 평성 제11-138295호 공보에 개시된 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 의하면, 외피 및/또는 충전 플럭스 중에 N 또는 질화 금속을 첨가하고, 그 첨가량을 특정함으로써, 0.2% 내력을 확보하면서, 피트 발생 또는 스퍼터 발생량의 증가 등의 문제를 억제할 수 있는 것이 개시되어 있다.In addition, electrogas arc welding having a large heat input has a low cooling rate until the weld metal solidifies, and therefore, the structure of the weld metal tends to be relatively coarse. When the flux-containing wire for stainless steel arc welding used conventionally, such as the 308 system prescribed | regulated to JISZ3323, is used for electrogas arc welding, the strength and tensile strength fall largely by the coarse weld metal structure. According to the flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138295, 0.2% yield strength is obtained by adding N or a metal nitride to the shell and / or the filling flux and specifying the addition amount thereof. It is disclosed that problems such as pit generation or increase in sputter generation amount can be suppressed while securing.
그러나, 전술한 종래 기술에는 이하와 같은 문제점이 있다. However, the above-described prior art has the following problems.
스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 N을 많이 첨가하면, 극저온 환경에서의 용접 부분의 인성이 저하된다. 일본 특허 공개 평성 제11-138295호 공보에 기재된 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는 0.2% 내력을 확보하기 위해 외피 및/또는 충전 플럭스 중에 N 또는 질화 금속을 첨가하고 있지만, 그 첨가량이 0.05 내지 0.16질량%로 커서, 극저온 환경에서의 인성이 저하되기 때문에, LNG용 탱크 등, 극저온 환경에서 사용되는 구조물의 용접에는 적당하지 않게 된다. When N is added to the flux containing wire for stainless steel electrogas arc welding, the toughness of the weld part in cryogenic environment will fall. The flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-138295 discloses that N or metal nitride is added to the shell and / or the filling flux in order to secure a 0.2% yield strength. It is-0.16 mass%, and since toughness falls in a cryogenic environment, it becomes unsuitable for welding of structures used in cryogenic environments, such as a tank for LNG.
또한, 일본 특허 공개 평성 제11-138295호 공보에 기재된 실시예에 있어서, 판두께 20mm의 SUS304 강판 및 SUS316 강판을 이용한 용접 시험이 개시되어 있지만, 판두께가 20mm를 넘는 스테인리스 강판의 용접에 있어서는, 이 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어를 이용해도, 개선 내에 융합 불량이 발생하는 것을 피할 수 없다. Moreover, in the Example of Unexamined-Japanese-Patent No. 11-138295, the welding test using the SUS304 steel plate and SUS316 steel plate of 20 mm of thickness is disclosed, but in the welding of the stainless steel plate whose plate thickness exceeds 20 mm, Even if this flux containing wire for stainless steel electrogas arc welding is used, it is inevitable that fusion failure occurs in the improvement.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 매우 두꺼운 스테인리스 강판을 용접하는 경우에 있어서도, 개선 내에 융합 불량 및 언더 커트가 발생하지 않고, 높은 강도 및 극저온 환경에서의 높은 인성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있는 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of the above problems, and even when welding a very thick stainless steel sheet, it is possible to obtain a weld metal having a high strength and high toughness in a cryogenic environment without causing poor fusion and undercut in the improvement. It is an object to provide a flux containing wire for welding stainless steel electrogas arc.
본 발명에 따른 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, 스테인리스강으로 이루어지는 외피에 플럭스를 충전하여 이루어지는 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어로서, 와이어 전체 질량당, Cr: 22 내지 28질량%, Ni: 8 내지 12질량%, CaF2: 1.0 내지 2.0질량% 및 Fe: 55 내지 70질량%를 함유하고, C 함유량을 0.06질량% 이하, N 함유량을 0.05질량% 이하로 규제하고, Cr 함유량을 [Cr], Mo 함유량을 [Mo], Ni 함유량을 [Ni], C 함유량을 [C], N 함유량을 [N]이라고 할 때, 하기 수학식 1 및 2로부터 각각 각각 계산되는 Cr 당량 Eq(Cr)과 Ni 당량 Eq(Ni)의 비 Eq(Cr)/Eq(Ni)가 2.0 내지 2.6이다. The flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding according to the present invention is a flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding formed by filling a flux in a sheath made of stainless steel with Cr: 22 to 28 mass per wire mass. %, Ni: 8-12 mass%, CaF 2 : 1.0-2.0 mass%, Fe: 55-70 mass%, C content is 0.06 mass% or less, N content is regulated to 0.05 mass% or less, Cr When the content is [Cr], the Mo content is [Mo], the Ni content is [Ni], the C content is [C] and the N content is [N], the Cr equivalents respectively calculated from the following equations (1) and (2) The ratio Eq (Cr) / Eq (Ni) of Eq (Cr) and Ni equivalent Eq (Ni) is 2.0 to 2.6.
또한, 상기 플럭스는 와이어 전체 질량당 슬래그 조재제(造滓劑)를 1.5 내지 2.5질량% 함유하는 것이 바람직하다. 여기서, 슬래그 조재제는 외피 내에 충전되는 플럭스 성분 중, Fe, Cr, Ni 및 Mn 등의 용접 금속의 합금 성분으로 되는 금속 분말을 제외하고, 최종적으로 슬래그 형성에 관여하는 모든 원료가 포함되며, 아크 안정화를 목적으로서 첨가되는 성분도 포함된다. CaF2도 슬래그 조재제의 일부로서 함유된다. 플럭스 성분으로서 슬래그 조재제의 각 성분이 존재하는 형태는, 산화 물, 불화물, 탄산염, 규산염, 탄화물 및 질화물 등의 화합물이어도 좋다. Moreover, it is preferable that the said flux contains 1.5-2.5 mass% of slag aids per mass of wire. Here, the slag preparation includes all the raw materials involved in slag formation, except for the metal powder which is an alloy component of the weld metal such as Fe, Cr, Ni, and Mn among the flux components filled in the shell. Also included are ingredients added for stabilization purposes. CaF 2 is also contained as part of the slag aid. The form in which each component of the slag auxiliary agent exists as the flux component may be a compound such as an oxide, a fluoride, a carbonate, a silicate, a carbide, and a nitride.
또한, 상기 플럭스는 TiO2, SiO2 및 ZrO2 중 적어도 하나를 함유하고, CaF2 함유량의 TiO2, SiO2 및 ZrO2 함유량의 총합에 대한 비가 5.0 이상인 것이 바람직하다. In addition, the flux is preferably not less than TiO 2, SiO 2 and ZrO 2 at least one of containing and, CaF 2 content of TiO 2, SiO 2 and the ratio of the total of the ZrO 2 content of 5.0.
본 발명에 의하면, 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어에 있어서, 와이어 중에 Cr을 함유시킴으로써 용접 금속을 고용 강화하면서, 와이어 중의 Cr 함유량을 특정함으로써 연성 및 인성을 저하시키지 않는다. 또한, 오스테나이트계 스테인리스에 있어서 침입형 원소인 C 및 N의 함유량을 제한함으로써, 내충격성 및 저온 환경하에서의 인성의 저하를 억제할 수 있다. 또한, 와이어 중의 금속 원소의 Cr 당량과 Ni 당량의 배분을 특정함으로써, 용접 금속 중의 조직 밸런스가 적정화되어, 연성 및 저온 환경하에서의 인성을 저하시키지 않고, 내력 및 인장 강도를 향상시킬 수 있기 때문에, LNG용 탱크 등, 극저온 환경에서 사용되는 구조물의 용접에 이용되는 경우에 있어서도 우수한 기계적 특성을 갖는 스테인리스강 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어를 얻을 수 있다. According to the present invention, in the flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding, by containing Cr in the wire, the weld metal is strengthened while specifying the Cr content in the wire, thereby reducing the ductility and toughness. In addition, by restricting the contents of C and N, which are intrusion-type elements, in the austenitic stainless steel, it is possible to suppress a decrease in impact resistance and toughness under a low temperature environment. Furthermore, by specifying the distribution of Cr equivalents and Ni equivalents of the metal elements in the wire, the structure balance in the weld metal can be optimized, and the yield strength and tensile strength can be improved without reducing the toughness under ductility and low temperature environment. Flux-containing wire for stainless steel gas arc welding can be obtained which has excellent mechanical properties even when used for welding of structures to be used in cryogenic environments such as tanks.
도 1은 일렉트로 가스 아크 용접용 와이어를 나타내는 단면도이고, 도 2는 일렉트로 가스 아크 용접의 용접부를 일부 연직 방향 및 수평 방향의 단면으로 나타내는 사시도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing which shows the wire for electrogas arc welding, and FIG. 2 is a perspective view which shows the welding part of electrogas arc welding by the cross section of a part of a perpendicular direction and a horizontal direction.
도 2에 나타내는 바와 같이, 일렉트로 가스 아크 용접은 입향 자세에서 모재(5) 사이의 개선(6)에 배킹 금속(backing metal)(3)을 마련하고, 또한 작업자 측에 슬라이드 구리판(2)을 설치하며, 개선(6)에 용접 토치(13)에 의해 와이어(11)를 공급하면서 용접 금속(43)과 와이어(11) 사이에 아크 방전을 발생시킴으로써 행해진다. 용접부에는 슬라이드 구리판(2)에 마련된 가스 공급구(22)로부터 실드 가스가 공급되고, 이 실드 가스에 의해 아크(12) 및 용접부(4)를 덮음으로써 용접 분위기 내에 공기가 침입하는 것을 막을 수 있다. 슬라이드 구리판(2)은 용접부(4)의 이동에 맞춰서 상하로 슬라이드되고, 또한, 이 슬라이드 구리판(2) 내에는 냉각수를 유통시키는 냉각관(23)이 설치되어 있어, 냉각관(23)에 물을 유통시킴으로써 슬라이드 구리판(2)을 통해 용접부(4)를 냉각할 수 있도록 되어 있다.As shown in FIG. 2, in electrogas arc welding, the
와이어(11)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 관상의 외피(11a) 및 외피(11a)의 내부에 충전된 플럭스(11b)로 이루어진다. 외피(11a)는 용접 대상의 모재와 동일한 금속으로 이루어지는 기재가, 용접 금속의 조직을 안정화, 내력, 인장 강도 및 인성 등의 기계적 성질의 향상, 또는 내부식성 등의 화학적 성질의 향상을 목적으로 하여 C, Ni, Cr, Si, Mo 등의 성분을 함유하는 스테인리스강이다. 또한, 이들 C, Si 등의 성분은, 외피(11a)의 스테인리스강 내의 성분 외에, 플럭스(11b) 중에도 단체(單體) 또는 화합물로서 존재하고, 용접부(4)에 외피(11a) 및 플럭스(11b)의 양쪽에 의해 공급된다. As shown in FIG. 1, the
본 발명의 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량당, Cr: 22 내지 28질량%, Ni: 8 내지 12질량%, 및 Fe: 55 내지 70질량%를 함유하고 있다. 또한, 와이어가 함유하는 C 함유량을 0.06질량% 이하, N 함유량을 0.05질량% 이하로 규제하고 있다. 또한, 와이어 내의 Cr 함유량을 [Cr], Mo 함유량을 [Mo], Ni 함유량을 [Ni], C 함유량을 [C], N 함유량을 [N]이라고 할 때, 와이어 내의 Cr 당량 Eq(Cr) 및 Ni 당량 Eq(Ni)를 하기 수학식 1 및 2로 정의할 때, Cr 당량 Eq(Cr)과 Ni 당량 Eq(Ni)의 비 Eq(Cr)/Eq(Ni)가 2.0 내지 2.6이다. The flux containing wire for stainless steel electrogas arc welding of this invention contains Cr: 22-28 mass%, Ni: 8-12 mass%, and Fe: 55-70 mass% per wire total mass. Moreover, 0.06 mass% or less and C content which a wire contains are regulated to 0.05 mass% or less. In addition, when Cr content in a wire is [Cr], Mo content is [Mo], Ni content is [Ni], C content is [C], and N content is [N], Cr equivalent Eq (Cr) in a wire And when Ni equivalent Eq (Ni) is defined by the following
[수학식 1][Equation 1]
Eq(Cr)=[Cr]+[Mo]Eq (Cr) = [Cr] + [Mo]
[수학식 2][Equation 2]
Eq(Ni)=[Ni]+35×[C]+20×[N]Eq (Ni) = [Ni] + 35 × [C] + 20 × [N]
용접부(4)에서는 아크 방전에 의한 입열에 의해 모재(5) 및 와이어(11)가 용융되어 용융부(41)를 형성한다. 플럭스(11b)는 가스 발생원으로서 아크 분위기를 생성하는 것 외에, 플럭스 중에 포함되는 슬래그 조재제에 의해 용접 슬래그(42)를 형성하여 용융부(41) 내의 탈산 정련, 합금 성분의 보충, 및 용융 금속의 급냉을 완화한다. 용접부(4)의 용융부(41)로부터 부상한 슬래그(42)는 용접 금속과 슬라이드 구리판(2) 사이로 흘러들어가서 비드 표면을 피복하여 대기를 차단하여, 평활한 용접 비드를 형성한다. 본 발명의 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량당 슬래그 조재제를 1.5 내지 2.5질량% 함유 한다. 또한, 이 슬래그 조재제는 외피 내에 충전되는 플럭스 성분 중, Fe, Cr, Ni 및 Mn 등의 용접 금속의 합금 성분으로 되는 금속 분말을 제외하고, 최종적으로 슬래그 형성에 관여하는 모든 원료가 포함되며, 아크 안정화를 목적으로 하여 첨가되는 성분도 포함된다. 이 슬래그 조재제의 각 성분이 플럭스 성분으로서 존재하는 형태는, 산화물, 불화물, 탄산염, 규산염, 탄화물 및 질화물 등의 화합물이어도 된다. In the
스테인리스의 용접 금속의 융점은 1400 내지 1500℃로서, 일반적인 연강에 비해 100℃ 정도 낮다. 따라서, 스테인리스강의 일렉트로 가스 아크 용접에 있어서는, 용접 금속이 응고를 개시하는 것이 느려서, 슬래그(42)와 용융부(41)의 각각이 응고를 개시하는 타이밍의 차가 연강에 비해 커진다. 그리고, 용융부(41)로부터 부상한 슬래그 성분은, 응고를 개시하고 있는 슬래그(42)로 받아들여질 수 없게 되면, 슬래그 성분이 용융부(41) 내로 권입되어 버려, 이 권입된 슬래그 성분을 제거할 수 없게 된다. The melting point of the weld metal of stainless steel is 1400-1500 degreeC, and it is about 100 degreeC lower than general mild steel. Therefore, in the electrogas arc welding of stainless steel, it is slow for the weld metal to start solidification, and the difference in timing at which the
본 발명자들은 슬래그의 융점을 내려 스테인리스의 융점에 근접시키는 슬래그 조재재(造滓材)의 성분으로서 CaF2를 착안하고, 와이어 중의 CaF2 함유량을 조정함으로써, 20mm를 넘는 후판을 일렉트로 가스 아크 용접으로 용접하는 경우에 있어서도, 용접부에 융합 불량 및 슬래그 권입이 발생하지 않고, 아름다운 용접 비드를 형성하는 것이 가능한 것을 발견하여 본 발명을 안출하였다. 본 발명의 스테인리스강 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, 와이어 전체 질량당 CaF2를 1.0 내지 2.0질량% 함유한다. 또한, 본 발명은 스테인리스강의 후프재를 외피로 하고, 그 후프재의 내부에 플럭스를 충전함으로써 얻어지는 플럭스 함유 와이어에 관한 것이지만, 용접에 사용하는 전류 범위에 따라 가는 직경 내지 큰 직경을 구분해서 사용하는 와이어의 선 직경은, 반자동 용접에서 일반적으로 사용되는 1.0 내지 2.0mm이면, 어느 것이나 본 발명에 적용할 수 있다. The inventors of the present invention focus on CaF 2 as a component of slag crude material that lowers the melting point of slag to the melting point of stainless steel, and adjusts the CaF 2 content in the wire, thereby welding the thick plate over 20 mm by electrogas arc welding. Also in this case, the inventors discovered that it is possible to form a beautiful weld bead without fusion failure and slag winding occurring in the welded portion, and thus the present invention was devised. Stainless steel electro gas arc welding flux cored wire according to the present invention, contains a CaF 2 per total mass of wire 1.0 to 2.0% by weight. Moreover, although this invention relates to the flux containing wire obtained by making a hoop material of stainless steel into an outer shell, and filling a flux inside the hoop material, the wire which distinguishes a thin diameter from a large diameter according to the electric current range used for welding is used. The wire diameter of can be applied to the present invention as long as the wire diameter is 1.0 to 2.0 mm which is generally used in semi-automatic welding.
이하, 본 발명의 와이어 조성에 있어서의 수치 한정의 이유에 대해 설명한다.Hereinafter, the reason for numerical limitation in the wire composition of this invention is demonstrated.
「Cr: 22 내지 28질량%」`` Cr: 22 to 28 mass% ''
Cr은 스테인리스 합금강의 표면에 부동태 피막을 형성하여, 대기 또는 산에 대한 내식성을 향상시킨다. 또한, Cr은 철에 대하여 고용 강화하는 효과를 갖기 때문에, Cr을 첨가하면 내력 및 인장 강도가 향상된다. Cr의 첨가에 의한 용접 금속의 고용 강화 효과를 얻기 위해서는, 용접 금속 중의 Cr 함유량을 20질량% 이상으로 해야 한다. 첨가된 Cr은 모재의 용융에 의해 희석되고, 또한 산화되어 슬래그로서 소모됨으로써 용접 금속 중에 고용하는 Cr의 함유량은 감소하기 때문에, 와이어 중의 Cr 함유량을 22질량% 이상으로 하면 좋다. 한편, 와이어 중의 Cr 함유량이 28질량%를 초과하면, 용접 금속 중의 페라이트 조직이 과다해져 연성이 저하되거나, Fe, Cr을 주체로 하는 금속간 화합물이 용접 금속 중에 석출되어 인성 및 연성이 저하되기 쉬워진다. 따라서, 와이어 중의 Cr 함유량은 22 내지 28질량%이고, 또한 22 내지 26질량%인 것이 바람직하다. Cr forms a passivation film on the surface of the stainless alloy steel, thereby improving corrosion resistance to air or acid. In addition, since Cr has the effect of solid-solution strengthening with respect to iron, the addition of Cr improves the yield strength and tensile strength. In order to acquire the solid solution strengthening effect of the weld metal by addition of Cr, Cr content in a weld metal should be 20 mass% or more. Since the added Cr is diluted by melting of the base metal and oxidized and consumed as slag, the content of Cr to be dissolved in the weld metal is reduced. Therefore, the Cr content in the wire may be 22 mass% or more. On the other hand, when the Cr content in the wire exceeds 28% by mass, the ferrite structure in the weld metal is excessive and the ductility is reduced, or the intermetallic compound mainly composed of Fe and Cr precipitates in the weld metal and the toughness and ductility tend to decrease. Lose. Therefore, it is preferable that Cr content in a wire is 22-28 mass%, and is 22-26 mass%.
「Ni: 8 내지 12질량%」 "Ni: 8-12 mass%"
Ni는 용접 금속의 응고 조직에 오스테나이트를 형성시키기 위해 유효한 성분이고, 또한, 비산화성의 산에 대한 용접 금속의 내식성을 향상시킨다. 일렉트로 가스 아크 용접과 같이, 용접되는 모재의 판두께에 의해 용접부로의 입열량이 크게 상이하고, 또한 입열량의 변화에 따라 용융부에서의 모재의 희석율이 상이한 용접법에 있어서는, 와이어 중에 포함되는 Ni량이 모재 중에 포함되는 Ni량보다 작아지면, 용접 금속 중의 Ni량이 모재보다 적어지기 때문에 용접 금속의 내식성이 모재보다 저하된다. 와이어 중의 Ni 함유량이 8질량% 미만이면, 용접 금속 중의 Ni량이 모재보다 적어져서 내식성이 저하된다. 한편, 와이어 중의 Ni 함유량이 12질량%를 초과하면, 용접 금속의 응고 조직 중에 포함되는 페라이트 및 오스테나이트 조직의 밸런스가 모재의 희석율에 의해 크게 변동해 버려서, 용접 금속의 기계적 성질을 안정하게 얻을 수 없게 된다. 따라서, 와이어 중의 Ni 함유량은 8 내지 12질량%이다.Ni is an effective component for forming austenite in the solidified structure of the weld metal, and also improves the corrosion resistance of the weld metal against non-oxidizing acids. In the welding method in which the heat input amount to a weld part differs greatly by the plate | board thickness of the base material welded like electrogas arc welding, and the dilution rate of the base material in a molten part differs according to the change of heat input amount, Ni contained in a wire When the amount is smaller than the amount of Ni contained in the base material, the amount of Ni in the weld metal is smaller than that of the base material, so that the corrosion resistance of the weld metal is lower than that of the base material. When Ni content in a wire is less than 8 mass%, the amount of Ni in a weld metal will become less than a base material, and corrosion resistance will fall. On the other hand, when the Ni content in the wire exceeds 12% by mass, the balance between the ferrite and the austenite structure contained in the solidified structure of the weld metal may fluctuate greatly depending on the dilution rate of the base material, thereby stably obtaining the mechanical properties of the weld metal. There will be no. Therefore, Ni content in a wire is 8-12 mass%.
「Fe: 55 내지 70질량%」 `` Fe: 55 to 70 mass% ''
Fe는 상술한 Cr 및 Ni 성분을 함유하는 스테인리스강의 잔부이다. 본 발명의 스테인리스 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, Cr 및 Ni 외에, 슬래그 조재제, C, N, Mo 또는 불가피적 불순물을 함유한다. 따라서, 와이어 중의 Fe 함유량은 55 내지 70질량%이다. Fe is the balance of the stainless steel containing Cr and Ni components mentioned above. The flux-containing wire for stainless steel electrogas arc welding of the present invention contains, in addition to Cr and Ni, slag aids, C, N, Mo, or unavoidable impurities. Therefore, Fe content in a wire is 55-70 mass%.
「Cr 당량 Eq(Cr)의 Ni 당량 Eq(Ni)에 대한 비 Eq(Cr)/Eq(Ni): 2.0 내지 2.6」`` Ratio Eq (Cr) / Eq (Ni) with respect to Ni equivalent Eq (Ni) of Cr equivalent Eq (Cr): 2.0 to 2.6 ''
와이어 중의 Cr 당량 Eq(Cr)의 Ni 당량 Eq(Ni)에 대한 비를 특정함으로써, 용접 금속 중의 조직 밸런스가 적정화된다. 여기서, 와이어 중의 Cr 당량은 용접 금속 중의 페라이트 조직의 형성을 촉진하는 성분에 대응하고, Ni 당량은 용접 금속 중의 오스테나이트 조직의 형성을 촉진하는 성분에 대응한다. 본 발명에 있어서는, 용접에 의해 와이어 중의 함유 금속이 희석될 수 있는 것 등을 고려하여, 하기 수학식 1 및 2에 의해 와이어가 함유하는 Cr 당량 및 Ni 당량을 특정함으로써, 용접 금속 중의 페라이트 조직 및 오스테나이트 조직의 함유 비율을 적정화하고, 일렉트로 가스 아크 용접과 같은 큰 입열에 의한 용접 금속에서도 모재와 동등한 내력 및 인장 강도를 얻을 수 있다. 와이어 중의 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비가 2.0 미만이면, 용접 금속 중의 오스테나이트 조직이 증가하여, 내력 및 인장 강도가 저하된다. 한편, 와이어 중의 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비가 2.6을 초과하면, 용접 금속 중의 페라이트 조직이 많아져서, 연성 및 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 중의 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비는 2.0 내지 2.6이다. By specifying the ratio of Cr equivalent Eq (Cr) to Ni equivalent Eq (Ni) in the wire, the structure balance in the weld metal is optimized. Here, Cr equivalent in a wire corresponds to the component which promotes formation of the ferrite structure in a weld metal, and Ni equivalent corresponds to the component which promotes formation of the austenite structure in a weld metal. In the present invention, in consideration of the fact that the metal contained in the wire may be diluted by welding, the ferrite structure in the weld metal and the Ni equivalent by specifying the Cr equivalent and Ni equivalent contained in the wire by the following equations (1) and (2). The content ratio of austenite structure can be optimized, and the same strength and tensile strength as that of the base material can be obtained even in a weld metal with a large heat input such as electrogas arc welding. When the ratio of Cr equivalent in Ni to the equivalent of Ni in the wire is less than 2.0, the austenite structure in the weld metal increases, and the yield strength and tensile strength decrease. On the other hand, when the ratio of Cr equivalent in Ni to the Ni equivalent in wire exceeds 2.6, the ferrite structure in a weld metal will increase, and ductility and toughness will fall. Therefore, the ratio of Cr equivalents to Ni equivalents in the wire is 2.0 to 2.6.
[수학식 1][Equation 1]
Eq(Cr)=[Cr]+[Mo]Eq (Cr) = [Cr] + [Mo]
[수학식 2][Equation 2]
Eq(Ni)=[Ni]+35×[C]+20×[N]Eq (Ni) = [Ni] + 35 × [C] + 20 × [N]
「C: 0.06질량% 이하」 `` C: 0.06 mass% or less ''
C는 와이어의 외피, 플럭스 원료 및 와이어 표면에 도포되는 윤활제에 포함된다. 또한, 실드 가스 중의 CO2가 아크 방전에 의해 환원되고, 환원된 C가 용접 금속 중에 받아들여진다. C를 첨가하면, SUS304L 등의 오스테나이트계 스테인리스에 있어서 침입형 원소로서 고용하여, 용접 금속의 내력 및 인장 강도가 증가하지만, 그 첨가량의 증가에 따라, 용접 금속 중에 Cr 탄화물이 석출되기 시작하기 때문에, 저온 환경하에서의 인성이 저하된다. 와이어 중의 C의 함유량이 0.06질량%를 초과하면, 내충격성 및 저온 환경하에서의 인성이 현저히 저하된다. 따라서, 와이어 중의 C의 함유량은 0.06질량% 이하이고, 또한 0.02질량% 이하인 것이 바람직하다. C is included in the sheath of the wire, the flux raw material and the lubricant applied to the wire surface. In addition, CO 2 in the shield gas is reduced by arc discharge, and reduced C is taken into the weld metal. When C is added, it is dissolved in an austenitic stainless steel such as SUS304L and dissolved as an invasive element, and the strength and tensile strength of the weld metal increase, but Cr carbide starts to precipitate in the weld metal as the amount of the addition increases. , Toughness under low temperature environment is lowered. When content of C in a wire exceeds 0.06 mass%, impact resistance and toughness in a low temperature environment will fall remarkably. Therefore, it is preferable that content of C in a wire is 0.06 mass% or less, and 0.02 mass% or less.
「N: 0.05질량% 이하」 `` N: 0.05 mass% or less ''
N은 와이어의 외피 및 플럭스 원료 등에 포함된다. C와 마찬가지로, N은 오스테나이트계 스테인리스에 있어서 침입형 원소로서 고용하기 때문에, N의 첨가량의 증가에 따라 용접 금속의 내력 및 인장 강도가 증가하여, 내충격성 및 저온 환경하에서의 인성이 저하된다. 또한, N의 첨가량이 많으면 용융 금속 중에 기체의 N이 방출되어, 블로우 홀(blow hall) 및 피트 등의 기공 결함이 생기기 쉬워진다. 와이어 중의 N의 함유량이 0.05%를 초과하면 내충격성 및 저온 환경하에 있어서의 인성이 저하되고, 또한 기공 결함이 생기기 쉬워진다. 따라서, 와이어 중의 N의 함유량은 0.05질량% 이하이고, 또한 0.03질량% 이하인 것이 바람직하다. N is contained in the outer skin of the wire and the flux raw material. Like C, since N is a solid solution as the intrusion type element in austenitic stainless steel, the strength and tensile strength of the weld metal increase as the amount of N added increases, and the impact resistance and toughness under a low temperature environment are lowered. In addition, when the amount of N added is large, N of gas is released in the molten metal, whereby pore defects such as blow holes and pits are likely to occur. When the content of N in the wire exceeds 0.05%, the impact resistance and toughness under a low temperature environment are lowered, and pore defects are more likely to occur. Therefore, it is preferable that content of N in a wire is 0.05 mass% or less, and 0.03 mass% or less.
본 발명의 일렉트로 가스 아크 용접용 플럭스 함유 와이어는, 상술한 Cr, Ni, Fe, C 및 N 외에, 내식성의 향상을 목적으로 하여 Mo를 함유할 수 있다. 그러나, 와이어 중의 Mo 함유량이 1.0질량%를 초과하면, 용접 금속 중에 금속간 화합물이 석출되어 저온 환경에서의 용접부의 인성이 저하된다. 따라서, 와이어 중의 Mo 함유량은 1.0질량% 이하로 억제되는 것이 바람직하다. The flux-containing wire for electrogas arc welding of the present invention may contain Mo for the purpose of improving corrosion resistance in addition to Cr, Ni, Fe, C, and N described above. However, when Mo content in a wire exceeds 1.0 mass%, an intermetallic compound will precipitate in a weld metal, and the toughness of a weld part in low temperature environment will fall. Therefore, it is preferable that Mo content in a wire is suppressed to 1.0 mass% or less.
「슬래그 조재제 합계: 1.5 내지 2.5질량%」"Slag preparations total: 1.5-2.5 mass%"
와이어 중에 포함되는 플럭스 성분 중, 슬래그 조재제는 일렉트로 가스 아크 용접에 있어서 아크열에 의해 용융한 상태에서 용접 금속 상부로 부상하면서, 용융 금속의 탈산 정련 작용 및 용융 금속의 급냉을 완화하는 작용을 가진다. 와이어 중의 슬래그 조재제의 합계가 1.5질량% 미만이면, 상술한 작용을 충분히 얻을 수 없어, 융합 불량이 발생하기 쉬워진다. 한편, 와이어 중의 슬래그 조재제의 합계가 2.5질량%를 초과하면, 발생하는 슬래그가 과다해져, 아크 방전에 의한 슬래그 튐 및 스퍼터의 발생이 많아지기 때문에, 비드의 외관이 손상되기 쉬워진다. 또한, 아크 방전이 도중에 끊기기 쉬워지기 때문에, 용접 금속 내의 슬래그 권입, 피트 및 블로우 홀 등이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 와이어 중의 슬래그 조재제 합계는 1.5 내지 2.5질량%이다. Among the flux components contained in the wire, the slag preparation agent has an action of relieving deoxidation refining of the molten metal and rapid quenching of the molten metal while rising to the upper part of the weld metal in the state of melting by arc heat in electrogas arc welding. When the sum total of the slag preparation agent in a wire is less than 1.5 mass%, the above-mentioned effect cannot fully be acquired and a fusion defect will arise easily. On the other hand, when the total amount of slag aids in the wire exceeds 2.5% by mass, the generated slag becomes excessive, and the occurrence of slag shock and sputter due to arc discharge increases, so that the appearance of the beads tends to be damaged. In addition, since arc discharge tends to break in the middle, slag winding, pits, blow holes, etc. in the weld metal tend to occur. Therefore, the total amount of slag aids in the wire is 1.5 to 2.5 mass%.
「CaF2: 1.0 내지 2.0질량%」`` CaF 2 : 1.0 to 2.0 mass% ''
슬래그 조재제 중, CaF2는 슬래그의 융점을 내려 스테인리스의 융점에 근접시키고, 60mm 정도의 극후판의 스테인리스 강판을 용접하는 경우에 있어서도, 개선 내에 발생하는 슬래그 권입 등의 결함을 억제하는 작용을 가져서, 양호한 용접 작업성 및 건전한 용접 금속을 얻을 수 있다. 본 발명자들은 슬래그 조재제 중에 포함되는 성분 중, 이 CaF2의 함유량에 착안하여, 그 첨가량 및 첨가 비율을 검토한 결과, CaF2의 첨가량을 1.0 내지 2.0질량%로 함으로써 양호한 용접 작업성 및 건전 한 용접 금속을 얻을 수 있는 것을 발견하였다. CaF2의 함유량이 1.0질량% 미만이면, 슬래그의 융점을 내리는 효과를 충분히 없을 수 없어, 슬래그 권입 및 융합 불량이 발생하기 쉬워지고, 또한 불균일하게 발생하는 슬래그에 의해 비드 외관이 손상되기 쉬워진다. 한편, CaF2의 함유량이 2.0질량%를 초과하면, 종래의 플럭스에서의 주성분인 SiO2 및 TiO2 등의 성분이 부족하기 때문에, 슬래그의 고온 점도가 저하되어 용접 비드가 표면에 불균일한 물결 모양이 생기게 됨과 아울러, 슬래그 박리성이 저하된다. 따라서, 와이어 중의 CaF2의 함유량은 1.0 내지 2.0질량%이다. 또한, 와이어 중에 포함되는 슬래그 조재제 중, TiO2, SiO2 및 ZrO2는 슬래그의 유동성을 높이는 효과를 갖지만, 응고가 완료된 용접 금속 중에 미소한 복합 산화물 개재물로서 분산ㆍ잔류하여, 용접 금속의 침투 탐상 시험에 있어서 점상(點狀)의 결함으로서 검출되는 일이 있다. 따라서, 그 총함유량은 CaF2의 함유량에 비해서 적은 쪽이 바람직하다. 와이어 중의 CaF2의 함유량이 TiO2, SiO2 및 ZrO2 함유량의 총합에 대한 비에서 5.0 미만이면, 침투 탐상 시험에 있어서 검출되는 점상의 결함이 현저히 증가한다. 따라서, 와이어 중의 CaF2 함유량의 TiO2, SiO2 및 ZrO2 함유량의 총합에 대한 비는 5.0 이상인 것이 바람직하고, 15.O 이상인 것이 더욱 바람직하다. Among the slag preparations, CaF 2 lowers the melting point of the slag to approach the melting point of stainless steel, and also has a function of suppressing defects such as slag filling occurring in the improvement even when welding stainless steel sheets of ultra-thick plates of about 60 mm, It is possible to obtain good welding workability and sound weld metal. The present inventors slag jojae in view of the content of, the CaF 2 components contained in the first, the addition amount and Reviewing the addition ratio, the addition amount of CaF 2 a good welding workability and sound by 1.0 to 2.0% It has been found that a weld metal can be obtained. If the content of CaF 2 is less than 1.0% by mass, the effect of lowering the melting point of the slag is not sufficient, and slag winding and fusion defects are likely to occur, and the unevenly generated slag tends to damage the bead appearance. On the other hand, when the content of CaF 2 exceeds 2.0% by mass, components such as SiO 2 and TiO 2 , which are the main components in the conventional flux, are insufficient, so that the high temperature viscosity of the slag decreases and the weld beads are uneven to the surface. In addition to this, slag peelability is lowered. Therefore, the content of CaF 2 in the wire is 1.0 to 2.0% by weight. In addition, among the slag preparations included in the wire, TiO 2 , SiO 2, and ZrO 2 have the effect of increasing the flowability of the slag, but are dispersed and remaining as fine complex oxide inclusions in the solidified weld metal, thereby penetrating the weld metal. In a flaw detection test, it may be detected as a point-like defect. Therefore, it is preferable that the total content thereof is smaller than the content of CaF 2 . If the content of CaF 2 in the wire is less than 5.0 in terms of the ratio of the total content of TiO 2 , SiO 2 and ZrO 2 , the point defects detected in the penetration test are significantly increased. Therefore, the ratio of the sum total of TiO 2, SiO 2 and ZrO 2 content of CaF 2 content in the wire is preferably not less than 5.0, more preferably at least 15.O.
[실시예] [Example]
이하, 본 발명의 일렉트로 가스 용접용 플럭스 함유 와이어의 효과를 나타내는 실시예를 비교예와 함께 나타낸다. Hereinafter, the Example which shows the effect of the flux containing wire for electrogas welding of this invention is shown with a comparative example.
SUS304L로 이루어지는 후프재에 플럭스를 충전한 와이어를 제조하고, 이 와이어를 이용하여 일렉트로 가스 아크 용접을 행하였다. 이 후프재의 제조에 사용한 판재의 조성 및 치수를 표 1에 나타낸다. The wire which filled the flux with the hoop material which consists of SUS304L was manufactured, and the electrogas arc welding was performed using this wire. Table 1 shows the composition and dimensions of the plate material used for the production of this hoop material.
모재는 표 2에 나타내는 성분을 함유하는 스테인리스강으로 이루어지는 판두께 50mm의 후판을 사용하고, 이 양쪽 후판의 V자형의 개선을 개선 갭 5mm로 맞대어 배치하고, 모재의 뒤쪽에 세라믹제의 배킹 금속을 배치하였다. 또한, 맞댄 모재 사이에서 V자의 개선이 이루는 각도는 20°로 하고, 이 V자 개선에 대하여 CO2 또는 Ar-20% CO2를 실드 가스로서 공급하면서 일렉트로 가스 아크 용접을 행하였다. 용접 장치는 직류 역극성(DC-EP)이고 400A-43V의 용접 조건으로 설정하고, 실드 가스의 유량은 35L/분으로 하였다.The base material uses a 50 mm thick plate made of stainless steel containing the components shown in Table 2, and arranges the V-shaped improvements of both thick plates faced with an improvement gap of 5 mm, and a ceramic backing metal is placed behind the base material. Placed. In addition, the angle of the V-shaped improvement between the opposite base materials was 20 °, and electro-gas arc welding was performed while supplying CO 2 or Ar-20% CO 2 as the shield gas to the V-shaped improvement. The welding apparatus was DC reverse polarity (DC-EP), and it set on the welding conditions of 400A-43V, and the flow volume of the shield gas was 35 L / min.
표 1에 나타내는 조성을 갖는 후프재에 여러 가지의 조성을 갖는 플럭스를 충전하고, 실시예 및 비교예의 일렉트로 가스 용접용 플럭스 함유 와이어의 공시재로 하여, 표 2에 나타내는 모재에 대하여 일렉트로 가스 아크 용접을 행하였다. 그리고, 실시예 및 비교예의 와이어를 사용하여 용접한 용접 금속에 대하여, 종방향 인장 시험 및 -196℃ 환경하에서의 V노치 샤르피 충격 시험을 행하여 0.2% 내력, 인장 강도 및 흡수 에너지를 측정하였다. 그리고, 0.2% 내력이 280[N/㎟] 이상, 인장 강도가 580[N/㎟] 이상, 흡수 에너지가 34[J] 이상이면 각 성능의 항목이 양호하다고 판정하였다. 모든 항목을 만족한 것을 ○, 만족하지 않는 항목이 하나라도 있는 것을 ×로 하여 표 3에 나타낸다. Flux having various compositions is filled in the hoop material having the composition shown in Table 1, and electrogas arc welding is performed on the base material shown in Table 2 as a test material of the flux-containing wire for electrogas welding of Examples and Comparative Examples. It was. And the weld metal welded using the wire of the Example and the comparative example WHEREIN: The longitudinal tensile test and the V notch Charpy impact test in -196 degreeC environment were done, and 0.2% yield strength, tensile strength, and absorption energy were measured. And when 0.2% yield strength was 280 [N / mm <2>] or more, tensile strength was 580 [N / mm <2>] or more, and absorption energy was 34 [J] or more, it determined with the item of each performance favorable. Table 3 shows the fact that all items are satisfied and that at least one item is not satisfied.
용접 금속의 건전성에 대해서는, 비드 외관, 융합 불량의 유무 및 슬래그 권입의 유무에 대해 평가하여, 판정하였다. 비드 외관은 육안에 의한 평가의 결과, 슬래그의 권입이 없고, 평활한 비드가 형성되어 있는 것을 양호로 하였다. 또한, X선 투과 시험에 의해 융합 불량 및 슬래그 권입의 크기 및 개수로부터 결함의 유무를 판정하여, 결함이 전무한 것을 양호로 하였다. 비드 외관, 융합 불량 및 슬래그 권입의 유무의 판정 결과에 대해서, 양호한 것을 ○, 종래와 동등한 것을 △로 하여 표 3에 나타낸다.The integrity of the weld metal was evaluated by determining the appearance of beads, the presence of poor fusion and the presence of slag winding. As a result of visual evaluation, it was good that the bead appearance had no slag winding and smooth beads were formed. In addition, the presence or absence of a defect was judged by the X-ray permeation test from the size and number of a fusion defect and slag winding, and it was good that there existed no defect. About the determination result of the appearance of a bead, a fusion defect, and the presence or absence of slag, a favorable thing is shown in Table 3 as (triangle | delta) and a conventional thing as (triangle | delta).
표 3에 나타내는 No.1 내지 7, 9, 10, 17은 본 발명의 필수 요건을 만족하는 실시예이다. 실시예 No.1 내지 7, 9, 10, 17은 와이어 중의 Cr, Ni, CaF2, C 및 N의 함유량, 및 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비가 본 발명의 범위를 만족하여, 우수한 내력 및 인장 강도를 나타내고, 흡수 에너지로부터 판정할 수 있는 양호한 인성이 얻어졌다. Nos. 1 to 7, 9, 10, and 17 shown in Table 3 are examples that satisfy the essential requirements of the present invention. Examples Nos. 1 to 7, 9, 10, and 17 show the contents of Cr, Ni, CaF 2 , C, and N in the wire, and the ratio of Cr equivalents to Ni equivalents satisfying the scope of the present invention. The strength was shown and good toughness which can be judged from absorbed energy was obtained.
No.11은 와이어 중의 Cr 함유량이 본 발명의 범위를 하회하고 있어, Cr의 첨가에 의한 고용 강화의 효과가 얻어지지 않은 비교예이다. No.12는 와이어 중의 Cr 함유량이 본 발명의 범위를 초과하고 있어, 용접 금속 중의 지나친 페라이트 조직의 증가에 의해 인장 강도가 저하되고, 또한 금속간 화합물의 석출에 의해 인성이 저하된 비교예이다. No.13은 와이어 중에 포함되는 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비가 본 발명의 범위를 하회하여, 용접 금속 중의 오스테나이트 조직의 증가에 의해 인장 강도가 저하된 비교예이다. 비교예 No.14는 와이어 중에 포함되는 Cr 당량의 Ni 당량에 대한 비가 본 발명의 범위를 초과하고 있어, 용접 금속 중의 페라이트 조직의 증가에 의해 인성이 저하되었다. 비교예 No.15는 와이어 중의 C의 함유량이 본 발명의 범위를 초과하고 있어, 인성이 저하되었다. 비교예 No.16은 와이어 중의 N의 함유량이 본 발명의 범위를 초과하고 있어, 인성이 저하되었다. No. 11 is a comparative example in which the Cr content in the wire is less than the scope of the present invention, and the effect of solid solution strengthening by adding Cr is not obtained. No. 12 is a comparative example in which the Cr content in the wire exceeds the range of the present invention, the tensile strength decreases due to excessive increase of the ferrite structure in the weld metal, and the toughness decreases due to precipitation of the intermetallic compound. No. 13 is a comparative example in which the ratio of Cr equivalents contained in the wires to the Ni equivalents is less than the range of the present invention, and the tensile strength decreases due to an increase in the austenite structure in the weld metal. In Comparative Example No. 14, the ratio of Cr equivalents contained in the wires to the Ni equivalents exceeded the range of the present invention, and the toughness decreased due to the increase of the ferrite structure in the weld metal. In Comparative Example No. 15, the C content in the wire exceeded the range of the present invention, and the toughness decreased. In the comparative example No. 16, content of N in the wire exceeded the range of this invention, and toughness fell.
본 발명의 필수 요건을 만족하는 실시예 No.1 내지 7, 9, 10, 17 중, 실시예 No.1 내지 6은 와이어 중의 슬래그 조재재 함유량이 본 발명의 범위를 만족하여, 아름다운 비드 외관을 갖고, 용접 금속 중에 슬래그 권입 및 융합 불량을 발생하는 경우가 없었다. No.7은 본 발명의 조건을 만족하지만, 슬래그 조재제 중 CaF2를 함유하는 비율이 비교적 작기 때문에, 슬래그 조재재의 다른 성분에 의한 작용에 의해 비드 외관이 종래와 동등하게 된 예이다. In Examples Nos. 1 to 7, 9, 10, and 17, which satisfy the essential requirements of the present invention, Examples No. 1 to 6 have a beautiful bead appearance, in which the slag reinforcing material content in the wire satisfies the scope of the present invention. In the welding metal, slag winding and fusion failure did not occur. Although No. 7 satisfies the conditions of the present invention, since the ratio of containing CaF 2 in the slag preparation is relatively small, it is an example in which the appearance of the beads becomes equivalent to the conventional one by the action of other components of the slag preparation.
실시예 No.8은 와이어 중의 CaF2 함유량이 본 발명의 범위를 하회하고 있어, 슬래그 융점을 내리는 효과가 충분히 얻어지지 않아서, 융합 불량의 발생 및 비드 외관이 종래와 동등하게 되었다. No.17은 와이어 중의 CaF2 함유량이 많아서, 비드 외관이 약간 열화하였다. No.9는 와이어 중의 슬래그 조재제의 함유량이 많아서, 발생 슬래그가 과다해져 비드의 외관이 손상되고, 또한, 슬래그 권입이 종래와 동등하게 발생한 예이다. No.10은 슬래그 부족에 의해 용접부의 급냉이 완화되지 않아, 융합 불량이 종래와 동등하게 발생하였다. In Example No. 8, the CaF 2 content in the wire was less than the scope of the present invention, and the effect of lowering the slag melting point was not sufficiently obtained, so that the occurrence of poor fusion and the appearance of beads became equivalent to those of the prior art. No. 17 had a lot of CaF 2 content in a wire, and the appearance of beads slightly deteriorated. No. 9 is an example in which the content of the slag aid in the wire is large, the generated slag becomes excessive, the appearance of the beads is damaged, and the slag winding is generated in the same manner as in the past. In No. 10, quenching of the weld zone was not alleviated due to the lack of slag, and a poor fusion occurred in the same manner as in the past.
도 1은 일렉트로 가스 아크 용접용 와이어를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a wire for electrogas arc welding.
도 2는 일렉트로 가스 아크 용접의 용접부를 연직 방향 및 수평 방향으로 잘라내어 나타내는 사시도이다. It is a perspective view which cuts out the welding part of electrogas arc welding in a perpendicular direction and a horizontal direction.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
2 : 슬라이드 구리판 3 : 배킹 금속2: slide copper plate 3: backing metal
4 : 용접부 5 : 모재4 welding
6 : 개선 11 : 와이어6: improvement 11: wire
11a : 외피 11b : 플럭스11a:
12 : 아크 13 : 용접 토치12: arc 13: welding torch
Claims (3)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JPJP-P-2008-145624 | 2008-06-03 | ||
JP2008145624A JP5410039B2 (en) | 2008-06-03 | 2008-06-03 | Stainless steel flux cored wire for electrogas arc welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090126201A KR20090126201A (en) | 2009-12-08 |
KR101088212B1 true KR101088212B1 (en) | 2011-11-30 |
Family
ID=41418341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090048540A KR101088212B1 (en) | 2008-06-03 | 2009-06-02 | Flux-cored wire for stainless steel electro gas arc welding |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5410039B2 (en) |
KR (1) | KR101088212B1 (en) |
CN (1) | CN101596655B (en) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4995888B2 (en) * | 2009-12-15 | 2012-08-08 | 株式会社神戸製鋼所 | Stainless steel arc welding flux cored wire |
CN102267023B (en) * | 2011-07-29 | 2013-04-24 | 台州海翔焊接材料有限公司 | Metal-powder type stainless steel flux-cored wire |
JP6190774B2 (en) * | 2014-07-25 | 2017-08-30 | 株式会社神戸製鋼所 | Electrogas arc welding method and electrogas arc welding apparatus |
CN104708227B (en) * | 2015-02-12 | 2017-01-25 | 西安理工大学 | Self-protection flux-cored wire for low-temperature steel 1Ni9 and preparing method for self-protection flux-cored wire |
JP6609493B2 (en) * | 2015-07-31 | 2019-11-20 | 株式会社神戸製鋼所 | Electrogas arc welding method and electrogas arc welding apparatus |
US10974341B2 (en) * | 2016-06-28 | 2021-04-13 | Lincoln Global, Inc. | Welding waveform for stainless steel applications |
CN106181127A (en) * | 2016-08-24 | 2016-12-07 | 天津大桥金属焊丝有限公司 | Argon filling self-shield argon tungsten-arc welding flux-cored wire is exempted from the stainless steel pipes back side |
CN107971657B (en) * | 2017-11-27 | 2020-04-21 | 四川大西洋焊接材料股份有限公司 | Gas shielded flux-cored wire for welding SUS316L austenitic stainless steel cryogenic low-temperature storage and transportation container and equipment |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343751B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-07-20 | 고려용접봉 주식회사 | Flux cored arc welding wire and welding method for surface build-up welding of various rolls |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4086463A (en) * | 1972-11-13 | 1978-04-25 | Tsukishima Kikai Co., Ltd. | Flux-cored wire |
JPS63119996A (en) * | 1986-11-06 | 1988-05-24 | Kobe Steel Ltd | Composite wire for electrogas arc welding |
JPH11138295A (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | Wire including flux for electrogas arc welding of stainless steel |
EP1076604A1 (en) * | 1998-05-08 | 2001-02-21 | Swagelok Company | Welding processes with ferritic-austenitic stainless steel |
FR2866825B1 (en) * | 2004-03-01 | 2007-04-20 | Air Liquide | HEXAVALENT SMOKE AND LOW SMOKE EMITTED ELECTRODE FOR STAINLESS STEEL WELDING |
JP4303655B2 (en) * | 2004-07-29 | 2009-07-29 | 新日本製鐵株式会社 | Welding method for galvanized steel sheets with excellent corrosion resistance and zinc embrittlement crack resistance |
JP5098217B2 (en) * | 2005-09-28 | 2012-12-12 | 新日鐵住金株式会社 | Welded joints of galvanized steel sheets excellent in corrosion resistance and zinc embrittlement cracking resistance of welds and methods for producing the same |
KR100774155B1 (en) * | 2006-10-20 | 2007-11-07 | 고려용접봉 주식회사 | Flux cored wire for duplex stainless steel and the manufacturing method thereof |
-
2008
- 2008-06-03 JP JP2008145624A patent/JP5410039B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-05-20 CN CN2009101410939A patent/CN101596655B/en not_active Expired - Fee Related
- 2009-06-02 KR KR1020090048540A patent/KR101088212B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100343751B1 (en) * | 2000-03-16 | 2002-07-20 | 고려용접봉 주식회사 | Flux cored arc welding wire and welding method for surface build-up welding of various rolls |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009291796A (en) | 2009-12-17 |
JP5410039B2 (en) | 2014-02-05 |
KR20090126201A (en) | 2009-12-08 |
CN101596655A (en) | 2009-12-09 |
CN101596655B (en) | 2011-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101088212B1 (en) | Flux-cored wire for stainless steel electro gas arc welding | |
TWI399445B (en) | Stainless steel wire with flux core for welding zing coated steel sheets | |
JP5270043B2 (en) | Ni-based high Cr alloy welding wire, coated arc welding rod, and coated arc weld metal | |
JP6671157B2 (en) | Flux-cored wire for stainless steel welding, stainless steel welded joint, and method of manufacturing the same | |
CN107921590B (en) | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding | |
JPS6356037B2 (en) | ||
KR20150053718A (en) | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding, method for welding steel for very low temperature use, and method for manufacturing weld joint | |
KR102013984B1 (en) | Flux-cored wire for gas-shielded arc welding | |
JP2011125904A (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding for weather resistant steel | |
JPWO2017154122A1 (en) | Flux-cored wire, welded joint manufacturing method, and welded joint | |
JP2013226578A (en) | Flux cored wire for horizontal fillet gas shielded arc welding of crude oil tank steel | |
WO2018051823A1 (en) | Wire for electroslag welding, flux for electroslag welding and welded joint | |
JP2007160314A (en) | Flux cored wire for welding high-strength stainless steel | |
JP2015217393A (en) | Flux-cored wire for carbon dioxide gas shielded arc welding | |
KR102208029B1 (en) | Electroslag welding wire, electroslag welding flux and weld joints | |
JP4303655B2 (en) | Welding method for galvanized steel sheets with excellent corrosion resistance and zinc embrittlement crack resistance | |
JP7188646B1 (en) | submerged arc welded fittings | |
JP2014131809A (en) | Method for manufacturing arc welding structural member | |
JP2006315080A (en) | Austenitic stainless steel welding structure having excellent low temperature toughness and seawater corrosion resistance | |
KR102011608B1 (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding | |
KR102092059B1 (en) | Manufacturing method of Ni-based alloy wire and welding joint for submerged arc welding | |
CN114340828A (en) | Steel wire for gas-shielded arc welding, method for gas-shielded arc welding, and method for manufacturing gas-shielded arc welding joint | |
WO2020012925A1 (en) | Flux-cored wire for two-phase stainless steel welding, welding method and welding metal | |
JP2005279768A (en) | Flux cored wire for welding and weld joint for steel structure | |
JP7231499B2 (en) | Flux-cored wire and 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: 20141107 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151016 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161103 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171018 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191029 Year of fee payment: 9 |