KR101156279B1 - 9％ Ｎｉ 강 서브머지드 아크 용접 재료 및 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

[과제] 하향 및 횡향 자세에 더하여 입향 자세 용접에서도 양호한 슬래그 박리성 및 내용접결함성을 갖고, 또한 우수한 비드 형상 평활성을 얻을 수 있는 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스를 제공한다.
[해결수단] Ni: 60질량% 이상을 함유하는 와이어와의 조합으로 사용하는 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스로서, 플럭스 조성이, 플럭스 전체 질량당, Al2O3: 15 내지 40질량%, SiO2: 5 내지 35질량%, ZrO2: 5 내지 25질량%, MgO: 5 내지 25질량%, CaCO3: 5 내지 25질량%, 및 금속 Al: 1 내지 7질량%를 함유함과 동시에, CaF2를 5질량% 이하로 억제하고, 잔부가 금속 Fe, Na2O 및 불가피 불순물이다.

Description

9％ Ｎｉ 강 서브머지드 아크 용접 재료 및 용접 방법{MATERIAL AND METHOD FOR SUBMERGED ARC WELDING OF 9% Ni STEEL}
본 발명은, 액화 천연 가스와 같이 극저온 액체용 저장 탱크의 건조(建造) 재료에 사용되는 9% Ni 강의 서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)에 이용하는 용접 재료에 관한 것이며, 특히 입향(立向) 용접 자세로 용접할 수 있고, 또한 하향(下向) 및 횡향(橫向) 자세에도 적용 가능하며, 양호한 슬래그 박리성을 가짐과 동시에, 우수한 내결함성 및 비드 평활성을 얻을 수 있는 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료 및 용접 방법에 관한 것이다.
종래, 극저온 액체용 저장 탱크의 건조 재료로서 사용되는 9% Ni 강의 용접에 있어서는, 고온균열 방지를 위해 입열(入熱)이 비교적 낮은 피복 아크 용접법이 적용되고 있었다. 그 후, 내고온균열성이 우수한 와이어가 개발되고, 용접 건조물의 시공 능률 향상을 목적으로 하향 또는 횡향 자세 용접을 적용하는 개소에의 서브머지드 아크 용접법 적용이 증가하고 있다.
한편, 입향 자세의 용접에 있어서는 시공 능률 향상을 위해 자동 TIG 용접이 적용되고, 일부 자동 MAG 용접화가 진행되어 왔다. 그러나, 현지 시공에서 용접 가스의 입수가 곤란한 지역에서는 아직도 피복 아크 용접법에 의지하지 않을 수 없는 상황이다.
그래서, 용접 가스를 입수할 수 없는 현지에서의 시공 능률 향상을 위해, 서브머지드 아크 용접 방법을 입향 상진(立向 上進) 용접에 적용할 수 있는 용접 재료의 개발이 요망되고 있다.
종래, 저온용 강의 서브머지드 아크 용접 재료에 관해서는 입향 자세로 용접을 행한 경우, 용융 금속이 응고 과정에서 중력에 의해 유동하기 때문에 비드 형상은 불안정해지기 쉽고 볼록 형상이 되어, 용접 비드를 그라인더로 평활하게 할 필요가 있는 등의 문제점이 있었다.
그 때문에, 예컨대 일본 특허공개 2009-039761호에는, 플럭스 전체 질량에 대하여 Al2O3: 31 내지 60질량%, CaF2: 10 내지 40질량%, SiO2: 1 내지 10질량%, Na2O: 0.1 내지 5질량%, 금속 Al: 1 내지 10질량%를 함유하고, 기타는 CaCO3, CaO, MgO, 금속 Mn 및 불가피 불순물인 저온용 강의 서브머지드 아크 용접용 플럭스가 개시되어 있다.
일본 특허공개 2009-039761호의 기술은 플럭스 조성을 상기 범위로 규제함으로써, 하향 및 횡향 자세에 더하여 입향 자세 용접에서도 아크 안정성, 슬래그 박리성, 내용접결함성 및 비드 형상의 향상을 도모한 것이다.
그러나, 상기 선행기술은 입향 자세 용접에서의 아크 안정성, 슬래그 박리성 및 내용접결함성은 향상되지만, 용접 비드의 평활성에 관해서는 불충분하다. 특히, 비드의 긴 방향의 형상이 불연속이 되기 쉽다는 문제점이 있다. 이 때문에, 입향 자세의 용접에서 슬래그 박리성, 내용접결함성 및 비드 형상 안정성(평활성)의 모두를 충분히 만족시킬 수 있는 서브머지드 아크 용접용 플럭스의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 이러한 문제에 비추어 이루어진 것으로, 하향 및 횡향 자세에 더하여 입향 자세 용접에서도 양호한 슬래그 박리성 및 내용접결함성을 갖고, 또한 우수한 비드 형상 평활성을 얻을 수 있는 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료 및 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료는 서브머지드 아크 용접용 와이어와 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스로 이루어지고, 상기 와이어는 와이어 전체 질량당 Ni: 60질량% 이상을 함유하고, 상기 플럭스는 조성이, 플럭스 전체 질량당, Al2O3: 15 내지 40질량%, SiO2: 5 내지 35질량%, ZrO2: 5 내지 25질량%, MgO: 5 내지 25질량%, CaCO3: 5 내지 25질량% 및 금속 Al: 1 내지 7질량%를 함유함과 동시에, CaF2를 5질량% 이하로 억제하고, 잔부가 금속 Fe, Na2O 및 불가피 불순물이다.
본 발명에 따른 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법은, 와이어 전체 질량당 Ni: 60질량% 이상을 함유하는 서브머지드 아크 용접용 와이어와, 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스를 사용하고, 상기 플럭스의 조성이, 플럭스 전체 질량당, Al2O3: 15 내지 40질량%, SiO2: 5 내지 35질량%, ZrO2: 5 내지 25질량%, MgO: 5 내지 25질량%, CaCO3: 5 내지 25질량% 및 금속 Al: 1 내지 7질량%를 함유함과 동시에, CaF2를 5질량% 이하로 억제하고, 잔부가 금속 Fe, Na2O 및 불가피 불순물이다.
상기 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료 및 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법에 있어서, 상기 플럭스가 금속 Ti: 0.1 내지 5질량%를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법은 입향 용접 자세의 서브머지드 아크 용접에 사용할 수 있다.
본 발명에 의하면, 양호한 슬래그 박리성 및 내용접결함성을 갖고, 또한 우수한 비드 형상 평활성을 갖는 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접을 행할 수 있다.
도 1은 용접 자세가 하향인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 도면이며, 그 중 (a)는 정면도이고, (b)는 개선(開先) 형상을 나타내는 단면도이고, (c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
도 2는 용접 자세가 횡향인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 도면이며, 그 중 (a)는 정면도이고, (b)는 개선 형상을 나타내는 단면도이고, (c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
도 3은 용접 자세가 입향 상진인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 도면이며, 그 중 (a)는 정면도이고, (b)는 개선 형상을 나타내는 단면도이고, (c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
도 4는 비드 형상 평가 기준 중 최대 요철 변동의 판정 기준을 나타내는 도면이며, 그 중 (a)는 정면도이고, (b)는 단면도이다.
도 5는 비드 형상 평가 기준 중 최대 폭 변동의 판정 기준을 나타내는 도면이다.
본 발명자들은, 와이어 전체 질량당 Ni: 60질량% 이상을 함유하는 와이어를 이용하여 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접을 행하는 경우에, 플럭스 성분을 여러 가지 조정하여 Al2O3 외에 MgO, CaCO3, ZrO2 등의 고융점 산화물을 주성분으로 함으로써, 하향 및 횡향 자세에서의 비드 형상의 평활화에 유효함은 물론, 입향 용접 자세에서도 비드 형상의 평활화에 유효함을 발견했다. 나아가, 본 발명자들은, CaF2에 관해서는 비드의 물결눈(波目)을 가늘게 하는 효과가 있지만, 소정량을 초과하여 함유되면 비드 형상이 불연속이 되기 쉽고, 또한 블로우홀(blow hole)도 증가하는 경향을 발견했다. 본 발명자들은 이들 지견에 기초하여 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명에 따른 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접에서 이용하는 소결형 플럭스의 성분 첨가 이유 및 조성 한정 이유에 관하여 설명한다.
Al 2 O 3 : 15 내지 40질량%
플럭스 중의 Al2O3는 슬래그 형성제로서 작용하고, 용융 슬래그의 응고 온도 및 점성을 높이는데 유효한 성분이다. 플럭스 중의 Al2O3가 15질량% 미만이면 입향 자세 용접에서 용융 슬래그의 비드 유지력이 부족하게 되어, 비드가 볼록 형상이 되거나 녹아떨어짐이 발생한다. 한편, Al2O3가 40질량%를 초과하는 경우는, 슬래그의 점성이 지나치게 높아져 유동성이 나빠지기 때문에, 슬래그 혼입(slag inclusion)이 발생한다. 또한, Al2O3가 40질량%를 초과하면, 하향 및 횡향 자세에서는 비드의 물결눈이 거칠어지는 외에, 포크 마크(pock mark)가 발생한다.
보다 바람직한 범위는 Al2O3: 20 내지 35질량%이다. 이 범위에서는, 특히 입향 용접에서 용융 슬래그의 비드 유지력이 한층더 적절해져 비드 형상이 안정되고 평활화되기 때문에, 더한층 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.
SiO 2 : 5 내지 35질량%
플럭스 중의 SiO2는 5 내지 35질량%로 할 필요가 있다. 플럭스 중의 SiO2는 용융 슬래그의 응고 온도를 높게 한다. 또한 입향 자세에서 비드의 유지력을 높여 비드 형상을 안정시키는 효과가 있다. SiO2가 5질량% 미만이면, 용융 슬래그의 비드 유지력 부족 때문에 비드 형상이 불안정해진다. 한편, SiO2가 35질량%를 초과하면, 용융 슬래그의 점성이 지나치게 높아져 슬래그의 박리성이 악화되고, 슬래그 혼입이 발생한다.
보다 바람직한 범위는 SiO2: 10 내지 25질량%이다. 이 범위에서는, 슬래그 박리성이 향상되고, 특히 입향 자세에서 더한층 양호한 슬래그 박리성이 얻어짐과 동시에, 비드 형상이 안정되고 평활화되기 때문에 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다. 이 범위에서는 하향 및 횡향 자세 용접시의 비드 형상도 안정된다. SiO2에 관해서는, 규사, 물유리 외에, 규석회 등의 복합 산화물로부터도 첨가할 수 있다.
ZrO 2 : 5 내지 25질량 %
플럭스 중의 ZrO2는 슬래그 박리성을 양호하게 하는데 유효한 성분이다. ZrO2가 5질량% 미만이면 이 효과가 얻어지지 않고, 슬래그가 비드에 눌어붙는 등 슬래그 박리성이 나쁘다. 한편, ZrO2가 25질량%를 초과하면 용융 슬래그의 유동성이 저하되어, 슬래그 혼입이 발생하기 쉬워진다.
보다 바람직한 범위는 ZrO2: 10 내지 20질량%이다. 이 범위에서는, 슬래그 박리성이 향상되고, 특히 입향 자세에서 한층더 양호한 슬래그 박리성이 얻어짐과 동시에, 비드 형상이 안정되고 평활화되기 때문에 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.
MgO: 5 내지 25질량%
플럭스 중의 MgO는 슬래그의 응고 온도를 상승시키는 효과가 있고, 긴 방향의 비드 형상 안정성에 유효한 성분이다. 이 효과는 5질량% 미만에서는 얻어지지 않고, 입향 자세에서는 비드 녹아떨어짐이 다발한다. 한편, MgO가 25질량%를 초과하면 슬래그의 응고가 조기에 완료되기 때문에 비드 형상이 볼록 형상이 되고, 슬래그 혼입이 발생하기 쉬워지는 외에, 슬래그 박리성이 악화된다.
보다 바람직한 범위는 MgO: 10 내지 20질량%이다. 이 범위에서는, 슬래그 박리성이 향상되고, 특히 입향 자세에서 한층더 양호한 슬래그 박리성이 얻어짐과 동시에, 비드 형상이 안정되고 평활화되기 때문에 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.
CaCO 3 : 5 내지 25질량%
플럭스 중의 CaCO3는 5 내지 25질량%로 할 필요가 있다. CaCO3는 용융 분해되어 CaO 및 CO2 가스가 되는데, CO2 가스가 용접 아크 분위기 중의 수증기 분압을 저감하여, 용접 금속 중의 수소량을 저감함과 동시에 블로우홀을 저감하는 효과가 있다. 또한 CaO가 용융 슬래그의 응고 온도를 높이는 효과가 있어 비드 형상이 안정된다. CaCO3가 5질량% 미만인 영역에서는, 상기 효과가 얻어지지 않는 외에, 비드 형상은 볼록 형상이 된다. 한편, CaCO3가 25질량%를 초과하는 영역에서는 슬래그 박리성이 저하된다.
보다 바람직한 범위는 CaCO3: 10 내지 20질량%이다. 이 범위에서는, 슬래그의 응고 온도가 더욱 상승하여 비드 형상이 한층 안정되고 평활화되기 때문에 양호한 비드 외관을 얻을 수 있다.
금속 Al: 1 내지 7질량%
금속 Al은 탈산제로서 플럭스 중에 첨가함으로써 용접 금속 중의 산소량을 현저히 저하시켜 블로우홀의 발생을 억제하는 효과를 갖는 성분이다. 금속 Al은 플럭스 전체 질량당 1질량% 미만이면 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, 플럭스 전체 질량당 7질량%를 초과하면 슬래그 박리성이 악화된다. 금속 Al은 단체(單體) 또는 Fe-Al 합금 등에 의해 플럭스 중에 첨가할 수 있다.
보다 바람직한 범위는 금속 Al: 2 내지 5질량%이다. 이 범위에서는, 한층더 양호한 슬래그 박리성 및 더한층의 내블로우홀 성능을 양립시킬 수 있다.
CaF 2 : 5질량% 이하
종래의 서브머지드 아크 용접용 플럭스에는 필수 성분으로서 CaF2가 첨가되고 있지만, 본 발명에 있어서는 CaF2를 5질량% 이하로 억제한다. CaF2는 아크를 안정시켜 비드의 물결눈을 가늘게 하는 효과가 있지만, 슬래그의 응고 온도 및 점성을 낮추는 효과가 있는 때문에, 특히 입향 자세의 용접에서는 긴 방향의 비드 형상이 불안정해져 비드가 녹아떨어지기 쉬워진다. 이 경향은 플럭스 중의 CaF2가 5질량%를 초과하면 현저히 나타나기 때문에, CaF2는 5질량% 이하로 억제할 필요가 있다.
금속 Ti: 0.1 내지 5질량%
Ti는 슬래그의 응고 온도를 상승시켜, 횡향 및 입향 용접시에 비드의 녹아떨어짐을 억제하는 효과를 갖는다. 금속 Ti는 플럭스 전체 질량당 0.1질량% 미만이면 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편, 플럭스 전체 질량당 금속 Ti가 5질량%를 초과하면 슬래그 박리성이 악화된다. 따라서, 금속 Ti를 함유하는 경우는 0.1 내지 5질량%로 한다. 금속 Ti는 단체 또는 Fe-Ti 등으로 첨가된다.
[실시예]
이하, 실시예에 의해 본 발명의 효과를 구체적으로 설명한다. 우선, 플럭스 원료를 조정하고, 이에 고착제로서 물유리를 첨가하여 조립(造粒)한 후, 소결함으로써 하기 표 1에 나타내는 여러 가지 화학 조성을 갖는 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스를 제작했다.
Figure 112010047936240-pat00001
모재 및 와이어는 각각 하기 표 2 및 표 3에 나타내는 화학 조성을 갖는 것을 사용했다.
Figure 112010047936240-pat00002
Figure 112010047936240-pat00003
하향 용접은 하기 표 4에 나타내는 용접 조건으로 행했다. 하향 용접에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기는 도 1에 나타낸다. 도 1(a)는 용접 자세가 하향인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 정면도이고, 도 1(b)는 개선(開先) 형상을 나타내는 단면도이고, 도 1(c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
용접 자세 하향
극성 DCEP(직류 전극 플러스)
와이어 직경 2.4mm
전류(A) 330～350
전압(V) 30～32
속도(cm/분) 30
익스텐션(extention) 25mm
용접 길이 500mm
횡향 용접은 하기 표 5에 나타내는 용접 조건으로 행했다. 횡향 용접에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기는 도 2에 나타낸다. 도 2(a)는 용접 자세가 횡향인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 정면도이고, 도 2(b)는 개선 형상을 나타내는 단면도이고, 도 2(c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
용접 자세 횡향
극성 DCEP(직류 전극 플러스)
와이어 직경 2.4mm
전류(A) 250～300
전압(V) 26～28
속도(cm/분) 30～45
익스텐션 25mm
용접 길이 500mm
입향 용접은 하기 표 6에 나타내는 용접 조건으로 행했다. 입향 용접에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기는 도 3에 나타낸다. 도 3(a)는 용접 자세가 입향 상진인 경우에 있어서의 용접 모재의 형상 및 크기를 나타내는 정면도이고, 도 3(b)는 개선 형상을 나타내는 단면도이고, 도 3(c)는 적층 요령을 나타내는 모식도이다.
용접 자세 입향 상진
극성 DCEP(직류 전극 플러스)
와이어 직경 1.2mm
전류(A) 170
전압(V) 26
속도(cm/분) 12
익스텐션 15mm
용접 길이 500mm
이상의 평가 결과를 표 7에 나타낸다. 하향, 횡향, 입향의 각 용접 자세에 의해 서브머지드 아크 용접을 실시하여 비드 형상 및 슬래그 박리성(용접 작업성)을 구하고, 또한 용접부의 방사성 투과 시험을 실시했다.
Figure 112010047936240-pat00004
비드 형상의 평가는, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 용접 길이 500mm에 있어서 판정 시야를 30×30mm로 하고, 크레이터(crater)부 및 스타트(start)부로부터 50mm까지를 제외한 비드 중앙부의 높이의 요철 변동 및 횡방향의 비드 폭 변동이 최대가 되는 위치에서 판정을 행했다. 도 4는 최대 요철 변동의 판정 기준을 나타내는 도면이며, 그 중 (a)은 정면도이고, (b)는 단면도이다. 도 5는 최대 폭 변동의 판정 기준이다. 요철과 횡폭의 판정 시야 위치는 각각 독립적으로 하고, 표 8의 판정 기준을 이용하여 요철 변동 차이, 횡폭 변동 차이의 판정 결과 중 저위의 판정 레벨인 것을 판정 결과에 채용했다.
판정 레벨 최대 요철 변동 차이 최대 횡폭 변동 차이
◎ 2mm 이하 3mm 이하
○ 2mm 초과 4mm 이하 3mm 초과 6mm 이하
△ 4mm 초과 7mm 이하 6mm 초과 8mm 이하
× 7mm 초과 8mm 초과
* 양방을 만족하고 있지 않으면 그 판정에 들어가지 않음
예 1) 요철 차이 3mm, 횡폭 변동 0.5mm인 경우, 판정 ○
예 2) 요철 차이 5mm, 횡폭 변동 9mm인 경우, 판정 ×
슬래그 박리성은, 슬래그 해머(hammer)에 의한 11회 미만의 타정에 의해 비드 전체 길이에 걸쳐 슬래그가 완전히 박리된 것을 ◎로 하고, 슬래그 해머에 의한 10회의 타정을 행한 후, 개선 부분 등에 슬래그가 약간 남지만, 11 내지 20회 미만의 슬래그 해머에 의한 타정으로 모두 제거 가능했던 것을 ○로 하고, 슬래그 해머로는 모든 슬래그 제거가 곤란했지만, 치퍼(chipper) 등의 슬래그 박리 전용 도구에 의해 슬래그를 용이하게 박리할 수 있었던 것을 △로 하고, 상기 도구를 사용하더라도 완전히 슬래그를 제거할 수 없었던 것을 ×로 했다.
또한 용접부에 관해서는 방사성 투과 시험을 실시하고, JIS Z 3106을 판정 기준에 이용하여 내결함성을 평가했다. 즉, 방사성 투과 시험에서는, 용접 이음의 투과 시험에 있어서의 결함 상(像)의 분류 방법에 관하여, 둥근 블로우홀 및 이와 유사한 결함을 제1종, 가늘고 긴 슬래그 혼입, 파이프, 용입 불량, 융합 불량 및 이와 유사한 결함을 제2종, 균열 및 이와 유사한 결함을 제3종으로 했다. 한편, 제1종의 결함이 제2종의 결함인지 구별이 곤란한 결함에 관해서는, 그들을 제1종의 결함 또는 제2종의 결함으로서 각각 독립적으로 분류하고, 그 중 분류 번호가 큰 쪽을 그 결함의 종별로 분류 번호로 했다. 제1종의 결함 점수는 하기 수법에 따라서 구했다. 즉, 제1종의 결함 점수의 측정에서는, 판 두께가 20mm이므로 시험 시야의 크기는 10mm×10mm로 했다. 결함이 시험 시야의 경계선 상에 걸쳐지는 경우는, 시야 밖의 부분도 포함시켜 측정했다. 제1종의 결함이 1개인 경우의 결함 점수는, 결함의 긴 직경의 치수에 따라 하기 표 9의 값을 이용했다. 결함이 2개 이상인 경우의 결함 점수는, 시험 시야 내에 존재하는 각 결함의 결함 점수의 총합으로 했다.
결함의
긴 직경(mm)		 1.0 이하 1.0 초과
2.0 이하		 2.0 초과
3.0 이하		 3.0 초과
4.0 이하		 4.0 초과
6.0 이하		 6.0 초과
8.0 이하		 8.0을 초과하는 것
점수 1 2 3 6 10 15 25
제 1종의 결함 상의 분류는 하기 표 10에 따랐다. 표 10 중의 수치는 시험 시야 내에서의 결함 점수의 허용치를 나타냈다. 단, 결함의 긴 직경이 모재 두께의 1/2을 초과할 때는 4류로 했다.

분류 번호
 시험 시야(mm): 10×10
모재의 두께(mm)
10 초과 25 이하
결함 점수
1류 2
2류 6
3류 12
4류 결함 점수가 3류보다 많은 것
제 2종의 결함 상의 분류는 하기 표 11에 따랐다. 시험 시야의 크기는 제1종과 동일하다. 한편, 1류로 분류된 경우라도 용입 불량 또는 융합 불량이 있으면 2류로 했다.
분류 번호 모재의 두께:
12 초과 48 미만
1류 모재 두께의 1/4 이하
2류 모재 두께의 1/3 이하
3류 모재 두께의 1/2 이하
4류 결함의 길이가 3류보다 긴 것
단위 mm
결함의 종합 분류에 관해서는 하기와 같이 행했다. 즉, 결함의 종별이 1종류인 경우는, 그 분류를 종합 분류로 했다. 결함의 종별이 2종류 이상인 경우는, 그 중 분류 번호가 큰 쪽을 종합 분류로 했다. 단, 제1종의 결함의 시험 시야에 분류의 대상으로 삼은 제2종의 결함이 혼재하는 경우에, 결함 점수에 의한 분류와 결함 길이에 의한 분류가 모두 동일한 분류이면, 혼재하는 부분의 분류는 분류 번호를 하나 크게 했다. 이때, 1류에 관해서는, 제1종과 제2종의 결함의 허용 길이의 1/2을 초과한 경우에 2류로 분류했다.
(실시예 1 내지 8)
상기 표 1 및 표 7에 나타내는 바와 같이, 실시예 1 내지 6은 플럭스 중의 화학 조성이 적절히 규제되어 있기 때문에, 용접시의 비드 형상 평활성 및 슬래그 박리성이 양호하며, 방사성 투과 시험 평가에 있어서도 모두 1종 1류 판정이 되었다.
실시예 7에 관해서는, 플럭스 중의 Ti 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이기 때문에, 실시예 1 내지 6에 비하여 비드 형상이 약간 불안정했다.
실시예 8에 관해서는, 플럭스 중의 Ti 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 박리성이 약간 뒤떨어졌다.
(비교예 9 및 10)
한편, 비교예 9는 플럭스 중의 Al2O3 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고, SiO2 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이기 때문에, 하향 및 횡향 용접 비드의 물결눈이 거칠어지는 외에, 입향 용접에서 비드 형상이 불안정하고 또한 슬래그 혼입이 발생했다.
비교예 10은 플럭스 중의 Al2O3 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이고, SiO2 함유량이 본 발명의 상한을 초과하고 있기 때문에, 비드 형상 평활성 및 슬래그 박리성이 저하된 외에, 슬래그 혼입이 발생했다.
(비교예 11 및 12)
비교예 11은 플럭스 중의 ZrO2 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고, CaCO3 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이기 때문에, 비드 형상 평활성이 저하되고, 슬래그 혼입이 발생했다.
비교예 12는 플럭스 중의 ZrO2 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이고, CaCO3 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 혼입이 발생하고, 슬래그 박리성이 저하되었다.
(비교예 13 및 14)
비교예 13은 플럭스 중의 MgO 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고, Al 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이기 때문에, 비드 형상이 볼록 형상이 되어 비드 형상 평활성이 저하되고, 입향 용접에서는 슬래그 혼입이 발생했다. 또한, 내블로우홀성이 저하되었다.
비교예 14는 플럭스 중의 MgO 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이고, Al 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 슬래그 박리성이 저하된 외에, 용융 금속의 유지력이 저하됨으로써 횡향 및 입향 용접에서의 비드 형상 평활성이 저하되었다.
(비교예 15)
비교예 15는 플럭스 중의 Ti 함유량이 본 발명 범위의 하한 미만이고, CaF2 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 비드 형상 평활성이 저하되고, 입향 용접에서는 녹아떨어짐이 발생했다.
(비교예 16 및 17)
비교예 16 및 비교예 17은 플럭스 중의 MgO 함유량이 본 발명 범위의 보다 바람직한 범위의 하한 미만이고, CaF2 함유량이 본 발명 범위의 상한을 초과하고 있기 때문에, 횡향 및 입향 용접에서의 비드 형상 평활성이 저하되고, 입향 용접에서 녹아떨어짐이 발생했다.
이상 상세히 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 9 Ni 강 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스 중의 화학 조성을 적절히 규제함으로써, 하향, 횡향 및 입향 자세의 용접에서 우수한 비드 평활성, 슬래그 박리성 및 내용접결함성을 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료로서,
    상기 용접 재료는 서브머지드 아크 용접용 와이어와 서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스로 이루어지고,
    상기 와이어는 와이어 전체 질량당 Ni: 60질량% 이상을 함유하고,
    상기 플럭스는 조성이, 플럭스 전체 질량당,
    Al2O3: 15 내지 40질량%,
    SiO2: 5 내지 35질량%,
    ZrO2: 5 내지 25질량%,
    MgO: 5 내지 25질량%,
    CaCO3: 5 내지 25질량%
    및 금속 Al: 1 내지 7질량%를 함유함과 동시에, CaF2를 5질량% 이하로 억제하고, 잔부가 금속 Fe, Na2O 및 불가피 불순물인,
    9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 플럭스가 금속 Ti: 0.1 내지 5질량%를 함유하는, 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 재료.
  3. 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법으로서,
    와이어 전체 질량당 Ni: 60질량% 이상을 함유하는 서브머지드 아크 용접용 와이어와,
    서브머지드 아크 용접용 소결형 플럭스를 사용하고,
    상기 플럭스의 조성이, 플럭스 전체 질량당,
    Al2O3: 15 내지 40질량%,
    SiO2: 5 내지 35질량%,
    ZrO2: 5 내지 25질량%,
    MgO: 5 내지 25질량%,
    CaCO3: 5 내지 25질량%
    및 금속 Al: 1 내지 7질량%를 함유함과 동시에, CaF2를 5질량% 이하로 억제하고, 잔부가 금속 Fe, Na2O 및 불가피 불순물인,
    9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 플럭스가 금속 Ti: 0.1 내지 5질량%를 함유하는, 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    입향 용접 자세에서 서브머지드 아크 용접을 행하는, 9% Ni 강 서브머지드 아크 용접 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108057964A (zh) * 2017-12-12 2018-05-22 北京金威焊材有限公司 镍基丝极埋弧焊用烧结焊剂

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102416533B (zh) * 2011-04-27 2013-06-26 杜荣臻 连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂及其制备方法
JP2013154363A (ja) * 2012-01-27 2013-08-15 Kobe Steel Ltd 片面サブマージアーク溶接用フラックス
CN102672369B (zh) * 2012-04-12 2014-07-02 西安理工大学 一种x100级管线钢高焊速埋弧焊用高韧性烧结焊剂
CN102699575A (zh) * 2012-06-27 2012-10-03 天津大学 一种用于铁素体不锈钢激光焊的活性剂及其使用方法
US20150027993A1 (en) * 2013-07-29 2015-01-29 Siemens Energy, Inc. Flux for laser welding
JP6152316B2 (ja) * 2013-08-07 2017-06-21 株式会社神戸製鋼所 片面サブマージアーク溶接用フラックス
JP6071797B2 (ja) * 2013-08-07 2017-02-01 株式会社神戸製鋼所 片面サブマージアーク溶接用フラックス
CN103464930B (zh) * 2013-09-18 2016-05-18 海宁瑞奥金属科技有限公司 一种9Ni低温钢埋弧焊接用焊丝和焊剂及其应用
CN105081520B (zh) * 2015-06-11 2017-09-26 上海船舶工艺研究所 全自动9％Ni钢中薄板立对接FCAW单面焊双面成型工艺方法
CN110446582B (zh) * 2018-03-27 2020-07-28 日本制铁株式会社 埋弧焊用Ni基合金丝以及焊接接头的制造方法
CN114769942B (zh) * 2022-06-17 2022-09-30 东北大学 用于焊接低合金钢的多元环保熔炼焊剂及其制备和应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001239394A (ja) 2000-02-28 2001-09-04 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接材料用原料
KR20060096255A (ko) * 2005-03-04 2006-09-11 링컨 글로벌, 인크. 용접 플럭스
KR100706026B1 (ko) 2005-11-17 2007-04-12 고려용접봉 주식회사 고속용접성이 우수한 서브머지드 아크 용접용 소결형플럭스
JP2009039761A (ja) 2007-08-09 2009-02-26 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 低温用鋼のサブマージアーク溶接用フラックスおよびその溶接方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3877811B2 (ja) * 1996-09-20 2007-02-07 株式会社神戸製鋼所 ９％Ｎｉ鋼サブマージアーク溶接用焼結型フラックス
CN1699009A (zh) * 2004-12-29 2005-11-23 燕山大学 一种用于多丝、高速埋弧自动焊的高韧性烧结焊剂
JP4884797B2 (ja) * 2006-02-27 2012-02-29 三菱重工業株式会社 サブマージアーク溶接用焼成型フラックス、肉盛溶接方法及びタービンロータ
JP4836262B2 (ja) * 2006-12-27 2011-12-14 株式会社神戸製鋼所 サブマージアーク溶接用ボンドフラックス
CN100542732C (zh) * 2007-01-05 2009-09-23 西安理工大学 高等级管线钢用埋弧焊焊剂材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001239394A (ja) 2000-02-28 2001-09-04 Kobe Steel Ltd サブマージアーク溶接材料用原料
KR20060096255A (ko) * 2005-03-04 2006-09-11 링컨 글로벌, 인크. 용접 플럭스
KR100706026B1 (ko) 2005-11-17 2007-04-12 고려용접봉 주식회사 고속용접성이 우수한 서브머지드 아크 용접용 소결형플럭스
JP2009039761A (ja) 2007-08-09 2009-02-26 Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd 低温用鋼のサブマージアーク溶接用フラックスおよびその溶接方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108057964A (zh) * 2017-12-12 2018-05-22 北京金威焊材有限公司 镍基丝极埋弧焊用烧结焊剂

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Publication number Publication date
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CN101966630A (zh) 2011-02-09

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