KR101288680B1

KR101288680B1 - Flux cored wire

Info

Publication number: KR101288680B1
Application number: KR1020110126663A
Authority: KR
Inventors: 마사끼 시마모또; 히또시 이시다; 고오이찌 사까모또; 슈우지 사사꾸라; 도모노리 가끼자끼
Original assignee: 가부시키가이샤 고베 세이코쇼
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2013-07-22
Also published as: CN102485410A; JP5438664B2; KR20120060750A; CN102485410B; JP2012115878A

Abstract

본 발명의 과제는, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 편면 맞댐 조인트 용접의 초층 용접부에서 문제로 되는 내고온 균열성이 우수하고, 모든 자세 용접에 있어서의 용접 작업성 및 용접 금속의 기계적 성질이 우수한 플럭스 내장 와이어를 제공하는 것이다.
연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 용접에 사용되고, 강제 외피 내에 플럭스를 충전하여 이루어지는 플럭스 내장 와이어이며, 와이어 전체 질량에 대한 플럭스 충전율이 소정량이고, 와이어 전체 질량에 대해, C, Si, Mn, Ti, TiO₂, Al, Al₂O₃, B, N, Ni(0질량％를 포함), Cu(0질량％를 포함)를 소정량 함유하고, 10≥(Ni＋14×C＋0.29×Mn＋0.30×Cu)/(1.5×Si)≥2.5[식에 있어서의 원소 기호는, 그 원소의 함유량(질량％)을 나타냄]를 만족시키는 것을 특징으로 한다.The problem of the present invention is excellent in high temperature crack resistance, which is a problem in the first-layer welded portion of single-sided butt joint welding of a steel plate made of mild steel or high tensile steel, and excellent in weldability in all posture welding and mechanical properties of the weld metal. To provide a built-in wire.
It is used for welding steel plate made of mild steel or high tensile steel, and it is a flux-embedded wire formed by filling flux in a steel outer sheath, and the flux filling rate with respect to the total mass of the wire is a predetermined amount, and C, Si, Mn, Ti, TiO ₂ , Al, Al ₂ O ₃ , B, N, Ni (including 0% by mass), Cu (containing 0% by mass), containing a predetermined amount, 10≥ (Ni + 14 × C + 0.29 × Mn + 0.30 × Cu) / (1.5 * Si) ≥2.5 (The element symbol in a formula represents content (mass%) of the element), It is characterized by the above-mentioned.

Description

Flux Embedded Wire {FLUX CORED WIRE}

본 발명은, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 가스 실드 아크 용접에 사용되는 플럭스 내장 와이어이며, 특히 티타니아계 플럭스 내장 와이어에 관한 것이다.The present invention relates to a flux embedded wire used for gas shielded arc welding of a steel plate made of mild steel or high tensile steel, and more particularly relates to a titania-based flux embedded wire.

연강 및 고장력강으로 이루어지는 강판의 용접에 사용되는 플럭스 내장 와이어는, 솔리드 와이어와 비교하여 비드 외관이나 용접 작업성이 양호하고, 또한 용착 효율이 우수하다는 점에서 해마다 그 사용량이 증가하고 있다. 그런데, 플럭스 내장 와이어는, 솔리드 와이어와 비교하여 용접 속도가 크기 때문에, 특히 편면 맞댐 조인트 용접의 초층 용접부에서 고온 균열이 발생하기 쉬운 경향이 있었다. 이러한 고온 균열의 발생을 억제하는 방법으로서, 이하와 같은 기술이 제안되어 있다.BACKGROUND ART Flux-containing wires used for welding steel sheets made of mild steel and high tensile steel have increased in use year by year because they have better bead appearance and welding workability and superior welding efficiency as compared with solid wires. By the way, the flux-embedded wire tended to generate a high temperature crack easily in the first layer weld part of single-sided butt joint welding, since welding speed is larger than a solid wire. As a method of suppressing the occurrence of such high temperature cracks, the following techniques have been proposed.

예를 들어, 특허 문헌 1에서는, 내고온 균열성을 개선하는 방법으로서, 용접 속도를 낮추고, 용접 전류를 낮게 하는 등 용접 능률을 희생시킨 용접 시공으로 하는 것이 제안되어 있다. 또한, 특허 문헌 1에서는, 내고온 균열성을 개선하는 방법으로서, 용접 금속 중의 B량을 저감하는 것, 또는 용접용 와이어 중의 불순물 중의 S 함유량을 저감하는 것도 제안되어 있다.For example, in Patent Document 1, as a method of improving high temperature crack resistance, it is proposed to use welding construction at the expense of welding efficiency such as lowering welding speed and lowering welding current. Moreover, in patent document 1, as a method of improving high temperature crack resistance, reducing the amount of B in a weld metal or reducing the S content in the impurity in a welding wire is also proposed.

그러나 특허 문헌 1의 개선 방법에서는, 최근 용접 능률을 향상시킨 용접 시공 조건의 적용이 확대되고 있음으로써, 또한 와이어 성분의 불순물 원소로서의 S의 함유량의 저감에도 한계가 있음으로써, 용접 금속에 발생하는 고온 균열을 억제할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 특허 문헌 1에서 제안된 와이어 성분으로서의 B의 함유량의 저감은, 내고온 균열성의 개선에는 효과가 있지만, 저온 인성(靭性)의 저하를 초래한다고 하는 문제가 있다.However, in the improvement method of patent document 1, since the application of the welding construction conditions which improved the welding efficiency in recent years is expanded, and also there is a limit in reducing the content of S as an impurity element of a wire component, the high temperature which arises in a weld metal There is a problem that the crack cannot be suppressed. Moreover, although the reduction of content of B as a wire component proposed by patent document 1 is effective in improving high temperature crack resistance, there exists a problem that it causes the fall of low-temperature toughness.

따라서, 내고온 균열성을 더욱 개선하는 방법으로서, 특허 문헌 2가 제안되어 있다.Therefore, patent document 2 is proposed as a method of further improving high temperature crack resistance.

특허 문헌 2에서는, 오스테나이트계 스테인리스 강의 내고온 균열성을 개선하는 방법으로서, 응고 모드를 제어하는 것이 제안되어 있다. 그리고 특허 문헌 2의 단락 0016에서는, 「스테인리스 강의 용접 제1판(저자 : 니시모토 카즈토시, 나츠메 쇼오고, 오가와 카즈히로, 마츠모토 나가시, 발행년 : 평성 13년(2001년), 발행소 : 산보 출판)」의 제87 내지 88페이지에, 델타페라이트를 활용한 용접 응고 균열 억제를 위한 메커니즘이 상세하게 기재되고, 용접 응고 균열의 억제는, 페라이트가 초정(初晶)으로 되는 응고 모드, 즉, 「FA 모드」인 경우에, 델타페라이트의 오스테나이트로의 변태에 의한 액상(液相)의 분단에 의해 실현할 수 있다고 설명되어 있다.In patent document 2, as a method of improving the high temperature crack resistance of an austenitic stainless steel, controlling the solidification mode is proposed. In paragraph 0016 of Patent Document 2, "The first edition of welding of stainless steel (authors: Kazuto Nishimoto, Shogo Natsume, Kazuhiro Ogawa, Matsumoto Nagashi, Publication year: 13 years (2001), publishing house: walk publication) Pages 87 to 88, the mechanism for suppressing weld solidification cracking using delta ferrite is described in detail, and the suppression of weld solidification cracking is a solidification mode in which ferrite becomes primary. Mode ”, it is explained that it can be realized by the division of the liquid phase by transformation of delta ferrite into austenite.

또한, 특허 문헌 2에 있어서는, 상기 생각에 대해, 어디까지나 초상(初相) 후에 정출되는 상(예를 들어,「FA 모드」의 응고의 경우에는 오스테나이트)의 정출이 용접 응고 균열의 억제에 유효하다는 착상하에, 각종 오스테나이트계 스테인리스 강 용접 금속에 있어서 초상 후에 정출되는 상의 정출 거동에 대한 상세한 조사를 행하고 있다. 그 결과, 우선, 응고 모드가 상기한 페라이트가 초정으로 되는「FA 모드」뿐만 아니라, 오스테나이트가 초상으로 되는 응고 모드인 「AF 모드」인 경우에도, 초상 후에 정출되는 상은 용접 응고 중의 액상 중앙부로부터 정출·성장하는 분리 공정(共晶)형으로 되는 것이 판명되어 있다. 그리고 초상이 정출된 후에 정출되는 오스테나이트 또는 델타페라이트의 정출 타이밍을 조기화하도록 제어하여, 막 형상으로 잔존하는 액상을 분단함으로써 균열 발생의 전파 방향을 분단하면, 「FA 모드」의 경우에 한정되지 않고 「AF 모드」인 경우에도, P 함유량의 증가에 수반되는 용접 응고 균열 감수성의 증대, 즉, 용접 응고 균열의 발생의 증가를 억제할 수 있다고 하는 착상에 이르고 있다In addition, in patent document 2, crystallization of the phase (for example, austenite in the case of solidification of "FA mode") crystallized after a superposition to the said thought is suppressed to the welding solidification crack. Under the idea that it is effective, detailed investigation is carried out on the crystallization behavior of the phase crystallized after the portrait in various austenitic stainless steel weld metals. As a result, first, even when the coagulation mode is not only the "FA mode" in which the above-mentioned ferrite becomes primary, but also the "AF mode" in which the austenite becomes a superfine phase, the phase crystallized after the portrait phase is formed from the liquid-phase center part during welding solidification. It turns out to be a separation process type which crystallizes and grows. When the crystallization phase of the austenite or delta ferrite that is crystallized after the portrait is crystallized is controlled to be shortened, and the propagation direction of crack generation is divided by dividing the liquid phase remaining in the film form, the propagation direction of crack generation is not limited to the case of "FA mode". Even in the "AF mode", the idea that the increase in the weld solidification cracking susceptibility accompanying the increase in the P content, that is, the increase in the occurrence of the weld solidification crack can be suppressed.

일본 특허 출원 공개 소54-130452호 공보Japanese Patent Application Laid-open No. 54-130452 일본 특허 출원 공개 제2008-30076호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2008-30076

그러나 특허 문헌 2의 개선 방법에서는, 응고 모드를 제어하는 방법으로서, 오스테나이트계 스테인리스와 같이 스테인리스계 합금에 있어서는, 그 구체적 방법이 개시되어 있다. 그러나 본 발명의 대상인 연강 등의 내고온 균열성을 개선하는 방법으로서, 응고 모드를 제어하는 방법에 대해 구체적 방법이 개시되어 있지 않고, 성분 설계 지침이 되는 것과 같은 지침도 개시되어 있지 않다.However, in the improvement method of patent document 2, as a method of controlling a coagulation | solidification mode, the specific method is disclosed in a stainless steel alloy like an austenitic stainless steel. However, as a method for improving the high temperature crack resistance of mild steel or the like, which is the object of the present invention, no specific method is disclosed for the method of controlling the solidification mode, and no guidelines such as the component design guideline are disclosed.

또한, 스테인리스 합금에서 제안되어 있는 응고 모드 예측식을 연강에 적용하였다고 해도, 그 응고 모드 예측식은 본래 스테인리스 합금에 있어서 구축된 것이며, 연강 등에 적용한 경우의 응고 모드의 예측 정밀도는 낮다고 하는 문제가 있다.In addition, even if the solidification mode prediction formula proposed in the stainless alloy is applied to the mild steel, the solidification mode prediction formula is originally constructed in the stainless steel alloy, and there is a problem that the prediction accuracy of the solidification mode when applied to the mild steel or the like is low.

또한, 특허 문헌 2에서 개시되어 있는 바와 같이, 「초상이 정출된 후에 정출되는 오스테나이트 또는 델타페라이트의 정출 타이밍을 조기화하도록 제어하여, 막 형상으로 잔존하는 액상을 분단하는 것에 의해 균열 발생의 전파 방향을 분단함으로써 용접 응고 균열의 발생의 증가를 억제할 수 있다」고 하는 생각으로는, 본 발명의 대상인 연강 등의 내고온 균열성 개선에는 충분하지 않다. 이것은, 연강 등의 조성 범위에서의 응고 모드는 이미 「FA 모드」이며, 상기 생각을 적용하였다고 해도, 이 이상 내고온 균열성을 개선할 수는 없는 점에 있다. 따라서, 특허 문헌 2의 개선 방법으로는, 최근의 용접 시공 능률의 가일층의 개선 요구에 대해, 충분한 내고온 균열 특성이 얻어지지 않는다고 하는 것이 현상이다.In addition, as disclosed in Patent Document 2, "the propagation direction of crack generation by controlling the timing of crystallization of austenite or delta ferrite crystallized after the portrait is crystallized and dividing the liquid phase remaining in a film form It is not sufficient to improve high temperature crack resistance of mild steel or the like, which is the object of the present invention, in view of the fact that it is possible to suppress an increase in generation of weld solidification cracks. This is because the solidification mode in the composition range of mild steel or the like is already "FA mode", and even if the above idea is applied, the high temperature crack resistance cannot be improved. Therefore, in the improvement method of patent document 2, it is a phenomenon that sufficient high temperature resistant cracking property cannot be acquired with respect to the further improvement request of recent welding construction efficiency.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 편면 맞댐 조인트 용접의 초층 용접부에서 문제로 되는 내고온 균열성이 우수하고, 모든 자세 용접에 있어서의 용접 작업성 및 용접 금속의 기계적 성질이 우수한 플럭스 내장 와이어를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been devised to solve such a problem, and its object is to be excellent in high temperature crack resistance, which is a problem in the first layer welding portion of single-sided butt joint welding of a steel plate made of mild steel or high tensile steel, and in all posture welding. To provide a flux-cored wire excellent in weldability and the mechanical properties of the weld metal.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은, 용접 금속 중의 개재물을 Ti계 산화물 조성으로 제어함으로써 용접 조인트(용접 금속)의 응고 조직을 미세화하여, 용접부(초층 용접부)의 내고온 균열성을 개선하는 동시에, 응고 모드로서의 「FA 모드」내에 있어서, 더욱 내고온 균열성이 우수한 영역이 있는 것을 지견하고, 제어하는 방법을 발견하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the present inventors refine | miniaturize the solidification structure of a weld joint (welding metal) by controlling the inclusion in a weld metal to Ti type oxide composition, and improve the high temperature crack resistance of a weld part (superlayer weld part). In the "FA mode" as the solidification mode, it was found that there was an area with more excellent high temperature crack resistance and found a method of controlling.

그 제어 방법은, 고온 균열이라고 하는 현상이, 용접 응고 말기에 막 형상으로 잔존하는 액막에 응고 수축 응력이 작용함으로써 발생하는 것에 착안하여, 고온 균열을 억제하는 수단으로서, 오스테나이트 형성 원소인 Ni, C, Mn 및 Cu와, 페라이트 형성 원소인 Si의 비를 소정의 범위 내로 제어하였다. 그 결과, 「FA 모드」에 있어서, 종래는 델타페라이트 상과 오스테나이트 상과 액상의 3상이 공존한 상태에서 용접 응고가 완료되는 것에 대해, 본 발명에서는, 오스테나이트 상과 액상의 2상이 공존한 상태에서 용접 응고가 완료된다. 그로 인해, 본 발명에서는, 용접 응고 말기에 있어서 델타페라이트 상으로부터 오스테나이트 상으로의 포정(包晶) 변태가 없어, 그 포정 변태에 수반되는 변태 수축 응력, 즉, 응고 수축 응력이 종래에 비해 저감되므로, 내고온 균열성이 개선된다.The control method focuses on the phenomenon that the phenomenon of high temperature cracking occurs due to the solidification shrinkage stress acting on the liquid film remaining in the film form at the end of the welding solidification. As a means for suppressing the high temperature cracking, Ni, which is an austenite forming element, The ratio of C, Mn and Cu and Si which is a ferrite forming element was controlled within a predetermined range. As a result, in the FA mode, conventionally, welding solidification is completed in a state in which a delta ferrite phase, an austenite phase, and a liquid phase three coexist, and in the present invention, the austenitic phase and the liquid phase two coexist. Welding solidification is completed in the state. For this reason, in the present invention, there is no trapping transformation from the delta ferrite phase to the austenite phase at the end of the welding solidification, and the transformation shrinkage stress, that is, the coagulation shrinkage stress accompanying the strain transformation is reduced in comparison with the prior art. Therefore, high temperature crack resistance is improved.

구체적으로는, 본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어는, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 용접에 사용되고, 강제 외피 내에 플럭스를 충전하여 이루어지는 플럭스 내장 와이어이며, 와이어 전체 질량에 대한 플럭스 충전율이 10 내지 25질량％이며, 와이어 전체 질량에 대해, C:0.02 내지 0.08질량％, Si:0.10 내지 1.50질량％, Mn:1.7 내지 4.0질량％, Ti:0.05 내지 1.00질량％, TiO₂:1.0 내지 8.0질량％, Al:0.20 내지 1.50질량％, Al₂O₃:0.05 내지 1.0질량％, B:0.003 내지 0.02질량％, N:0.005질량％ 이하, Ni:3.0질량％ 이하(0질량％를 포함), Cu:3.0질량％ 이하(0질량％를 포함)를 함유하고, 하기의 수학식 1을 만족시키는 것을 특징으로 한다.Specifically, the flux-cored wire according to the present invention is used for welding steel sheets made of mild steel or high tensile steel, and is a flux-cored wire formed by filling flux in a steel sheath, and the flux filling rate with respect to the total mass of the wire is 10 to 25% by mass. C: 0.02 to 0.08 mass%, Si: 0.10 to 1.50 mass%, Mn: 1.7 to 4.0 mass%, Ti: 0.05 to 1.00 mass%, TiO ₂ : 1.0 to 8.0 mass%, Al to the total wire mass : 0.20 to 1.50 mass%, Al ₂ O ₃ : 0.05 to 1.0 mass%, B: 0.003 to 0.02 mass%, N: 0.005 mass% or less, Ni: 3.0 mass% or less (including 0 mass%), Cu: 3.0 It is characterized by containing mass% or less (including 0 mass%), and satisfying the following formula (1).

[수학식 1][Equation 1]

또한, 수학식 1에 있어서의 원소 기호는, 그 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.In addition, the element symbol in Formula (1) shows content (mass%) of the element.

상기 구성에 따르면, 와이어 전체 질량에 대한 플럭스 충전율이 소정량이며, 와이어 전체 질량에 대해, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO₂, Al, Al₂O₃, B, N, Ni 및 Cu를 함유함으로써, 용접부에서의 고온 균열이 억제되는 동시에, 기계적 성질이 향상되고 또한 용접 작업성이 향상된다. 특히, 소정량의 Ti 및 Al을 함유함으로써, 용접 금속 중에 생성되는 개재물의 조성을 핵 생성 촉진에 효과적인 Ti계 산화물 조성으로 제어할 수 있어, 용접부의 응고 조직이 미세화되어 고온 균열이 억제된다. 또한, 수학식 1로 나타내어지는 오스테나이트 형성 원소(Ni, C, Mn 및 Cu)와 페라이트 형성 원소(Si)의 비를 소정 범위로 함으로써, 응고 수축 응력이 저감되어, 용접부의 고온 균열이 억제된다.According to the above configuration, the flux filling rate with respect to the total mass of the wire is a predetermined amount, and with respect to the total mass of the wire, a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO ₂ , Al, Al ₂ O ₃ , B, N, Ni, and By containing Cu, high temperature cracking in a weld part is suppressed, mechanical property improves, and welding workability improves. In particular, by containing a predetermined amount of Ti and Al, it is possible to control the composition of inclusions generated in the weld metal to a Ti-based oxide composition effective for promoting nucleation, so that the solidification structure of the weld portion is made fine and high temperature cracking is suppressed. In addition, by setting the ratio of the austenitic forming elements (Ni, C, Mn and Cu) and the ferrite forming element (Si) represented by the formula (1) to a predetermined range, the solidification shrinkage stress is reduced and the high temperature crack of the weld portion is suppressed. .

또한, 본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어는, 상기 플럭스 내장 와이어가, 와이어 전체 질량에 대해, Mg:0.01 내지 2.0질량％, 희토류 화합물의 1종 또는 2종 이상 : 희토류 원소 환산값으로 0.0005 내지 0.5질량％, Ca:0.0002 내지 0.2질량％로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the flux-cored wire which concerns on this invention is the said flux-cored wire, Mg: 0.01-2.0 mass% with respect to wire total mass, 1 or 2 or more types of rare earth compounds: 0.0005-0.5 mass in conversion of rare earth elements. %, Ca: It is characterized by further containing at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of 0.0002-0.2 mass%.

상기 구성에 따르면, 소정량의 Mg, 희토류 화합물, Ca로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유함으로써, 용접부에서의 고온 균열이 더욱 억제되는 동시에, 기계적 성질이 더욱 향상된다.According to the above structure, by containing at least one selected from the group consisting of a predetermined amount of Mg, a rare earth compound, and Ca, the high temperature cracking at the weld portion is further suppressed and the mechanical properties are further improved.

또한, 본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어는, 상기 플럭스 내장 와이어가, 와이어 전체 질량에 대해, Mo:0.1 내지 2.0질량％, Co:0.01 내지 2.0질량％, Zr:0.01 내지 1.0질량％로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.Moreover, the flux-cored wire which concerns on this invention is the said flux-cored wire from the group which consists of Mo: 0.1-2.0 mass%, Co: 0.01-2.0 mass%, Zr: 0.01-1.0 mass% with respect to wire total mass. It further comprises at least one selected.

상기 구성에 따르면, Mo, Co, Zr로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 함유함으로써, 용접부의 기계적 성질이 더욱 향상된다.According to the said structure, by containing at least 1 sort (s) chosen from the group which consists of Mo, Co, and Zr, the mechanical property of a weld part further improves.

본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어에 따르면, 플럭스 충전율이 소정량이며, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO₂, Al, Al₂O₃, B, N, Ni 및 Cu를 함유하고, 수학식 1로 나타내어지는 오스테나이트 형성 원소와 페라이트 형성 원소의 비를 만족시키는 것, Mg, 희토류 화합물, Ca로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 소정량 함유하는 것, 또는 Mo, Co, Zr로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 소정량 함유하는 것에 의해, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 편면 맞댐 조인트 용접의 초층 용접부에서 문제로 되는 내고온 균열성이 우수하고, 모든 자세 용접에 있어서의 용접 작업성 및 용접 금속의 기계적 성질이 우수한 것으로 된다. 그 결과, 품질이 우수한 용접 제품을 제공할 수 있다.According to the flux-embedded wire according to the present invention, the flux filling rate is a predetermined amount, contains a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO ₂ , Al, Al ₂ O ₃ , B, N, Ni, and Cu, and Satisfying the ratio of the austenite-forming element and the ferrite-forming element represented by the formula (1), Mg, rare earth compound, containing at least one selected from the group consisting of Ca further comprises a predetermined amount, or made of Mo, Co, Zr By containing a predetermined amount of at least one selected from the group, it is excellent in high temperature crack resistance which is a problem in the first layer welding part of single-sided butt joint welding of a steel plate made of mild steel or high tensile steel, and welding workability in all posture welding. And mechanical properties of the weld metal are excellent. As a result, it is possible to provide a welded product of excellent quality.

도 1의 (a) 내지 (d)는, 본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어의 구성을 도시하는 단면도.
도 2는 내고온 균열성의 평가에 사용하는 용접 모재의 개선(開先) 형상을 도시하는 단면도.(A)-(d) is sectional drawing which shows the structure of the flux-cored wire which concerns on this invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an improved shape of a weld base material used for evaluation of high temperature crack resistance.

본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어에 대해 상세하게 설명한다.The flux-embedded wire which concerns on this invention is demonstrated in detail.

본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어는, 연강 또는 고장력강으로 이루어지는 강판의 용접에 사용된다. 또한, 본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어는, 가스 실드 아크 용접에 적절하게 사용되고, 편면 맞댐 조인트 용접에 있어서 우수한 효과를 발휘하는 것이지만, 용접 방법은 특별히 한정되지 않는다.The flux-containing wire according to the present invention is used for welding steel sheets made of mild steel or high tensile strength steel. In addition, although the flux-cored wire which concerns on this invention is used suitably for gas shielded arc welding, and exhibits the outstanding effect in single side butt joint welding, a welding method is not specifically limited.

도 1의 (a) 내지 (d)에 도시하는 바와 같이, 플럭스 내장 와이어(이하, 와이어라 칭함)(1)는, 통 형상으로 형성된 강제 외피(2)와, 그 통 내에 충전된 플럭스(3)로 이루어진다. 또한, 와이어(1)는, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같은 이음매가 없는 강제 외피(2)의 통 내에 플럭스(3)가 충전된 시임리스 타입, 도 1의 (b) 내지 (d)에 도시하는 바와 같은 이음매(4)가 있는 강제 외피(2)의 통 내에 플럭스(3)가 충전된 시임 타입 중 어느 형태라도 좋다.As shown to Fig.1 (a)-(d), the flux-cored wire (henceforth a wire) 1 is the steel outer shell 2 formed in the cylindrical shape, and the flux 3 filled in the cylinder. ) In addition, the wire 1 is a seamless type in which the flux 3 is filled in the cylinder of the seamless steel outer cover 2 as shown to Fig.1 (a), (b)-(d) of FIG. Any form of the seam type in which the flux 3 was filled in the container of the steel outer sheath 2 with the seam 4 as shown in FIG.

그리고 와이어(1)는 플럭스 충전율이 소정량이며, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO₂, Al, Al₂O₃, B, N, Ni 및 Cu를 함유하고, 하기의 수학식 1을 만족시키는 것을 특징으로 하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어진다.The wire 1 has a predetermined flux filling rate, and contains a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO ₂ , Al, Al ₂ O ₃ , B, N, Ni, and Cu, and the following Equation 1 It satisfies the above, and the remainder is made of Fe and unavoidable impurities.

[수학식 1][Equation 1]

이하에, 와이어 성분의 수치 범위와 그 한정 이유를 나타낸다. 여기서, 플럭스(Flux) 충전율은, 강제 외피(2) 내에 충전되는 플럭스(3)의 질량을, 와이어(1)[강제 외피(2)＋플럭스(3)]의 전체 질량에 대한 비율로 규정한 것이다. 또한, 각 성분의 성분량은, 강제 외피(2)와 플럭스(3)에 있어서의 성분량의 총합으로 나타내고, 와이어(1)[강제 외피(2)＋플럭스(3)]에 포함되는 각 성분의 질량을, 와이어(1)의 전체 질량에 대한 비율로 규정한 것이다. 또한, 와이어(1)를 구성하는 성분(C, Si, Mn, Ti, TiO₂, Al, Al₂O₃, B, N, Ni, Cu, 후기하는 Mg, 희토류 화합물, Ca, Mo, Co, Zr)은, 강제 외피(2)로부터 첨가할지, 플럭스(3)로부터 첨가할지는 특별히 상관없으며, 강제 외피(2) 및 플럭스(3) 중 적어도 한쪽에 첨가되어 있으면 된다.Below, the numerical range of a wire component and the reason for limitation are shown. Here, the flux filling rate is defined by the ratio of the mass of the flux 3 to be filled in the steel outer shell 2 as a ratio with respect to the total mass of the wire 1 (steel shell 2 + flux 3). will be. In addition, the component amount of each component is represented by the sum total of the component amounts in a steel outer shell 2 and the flux 3, and the mass of each component contained in the wire 1 (steel outer shell 2 + flux 3). Is defined as a ratio with respect to the total mass of the wire 1. In addition, the components constituting the wire 1 (C, Si, Mn, Ti, TiO ₂ , Al, Al ₂ O ₃ , B, N, Ni, Cu, Mg to be described later, rare earth compounds, Ca, Mo, Co, Zr) may be added from the steel sheath 2 or the flux 3 in particular, and may be added to at least one of the steel sheath 2 and the flux 3.

(플럭스 충전율:10 내지 25질량％)(Flux filling rate: 10-25 mass%)

플럭스 충전율이 10질량％ 미만에서는, 아크의 안정성이 나빠져, 스패터 발생량이 증가하는 동시에, 비드 외관 불량이 발생하여, 용접 작업성이 저하된다. 플럭스 충전율이 25질량％ 초과에서는, 와이어(1)의 단선 등이 발생하여, 생산성이 현저하게 열화된다.If the flux filling rate is less than 10% by mass, the stability of the arc deteriorates, the amount of spatter generated increases, and a poor appearance of the beads occurs, resulting in deterioration in weldability. When the flux filling rate is more than 25% by mass, disconnection of the wire 1 occurs, and the productivity is significantly degraded.

(C:0.02 내지 0.08질량％)(C: 0.02-0.08 mass%)

C는, 용접부의 켄칭성을 확보하기 위해 첨가한다. C량이 0.02질량％ 미만인 경우, 켄칭성 부족에 의해, 용접부의 강도(인장 강도) 및 인성(0℃ 흡수 에너지)이 부족하다. C량이 0.08질량％를 초과하면, 용접부의 강도가 과다, 인성이 저하되는 동시에, 용접시의 스패터 발생량 또는 흄 발생량이 증가하여, 용접 작업성이 저하된다. 또한, 피용접재인 강재의 C량이 많은 경우, 용접부(용접 금속)의 C량이 많아지므로, 응고 온도가 저하되어 용접부에 고온 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, C원으로서는, 예를 들어 강제 외피(2), Fe-Mn 등의 합금 분말, 철 분말 등을 사용한다.C is added in order to ensure the hardenability of a weld part. When the amount of C is less than 0.02 mass%, the lack of hardenability results in insufficient strength (tensile strength) and toughness (0 ° C absorption energy) of the welded portion. When the amount of C exceeds 0.08 mass%, the strength of the welded part is excessively high, the toughness decreases, the amount of spatter generated or the amount of fume generated during welding increases, and the workability of welding decreases. In addition, when the amount of C of the steel material to be welded is large, the amount of C in the welded part (welded metal) increases, so that the solidification temperature is lowered and hot cracking is more likely to occur in the welded part. As the C source, for example, steel shell 2, alloy powder such as Fe-Mn, iron powder, or the like is used.

(Si:0.10 내지 1.50질량％, 바람직하게는 0.10 내지 1.00질량％)(Si: 0.10 to 1.50 mass%, preferably 0.10 to 1.00 mass%)

Si는, 용접부의 연성 확보, 비드 형상 유지를 위해 첨가한다. Si량이 0.10질량％ 미만에서는, 용접부의 연성(연신) 부족으로 된다. 또한, 비드 형상이 나빠져, 특히 입향상진(立向上進) 용접에 의해 비드가 흘러내려, 용접 작업성이 저하된다. Si량이 1.50질량％를 초과하면, 용접부에 고온 균열이 발생한다. 또한, Si원으로서는, 예를 들어 강제 외피(2), Fe-Si, Fe-Si-Mn 등의 합금, K₂SiF₆ 등의 불화물, 지르콘샌드, 규사, 장석 등의 산화물을 사용한다.Si is added in order to ensure the ductility of a weld part, and to maintain bead shape. If the amount of Si is less than 0.10 mass%, the ductility (stretching) shortage of a weld part will become. In addition, the shape of the beads deteriorates, in particular, the beads flow down due to the upward-facing welding, thereby deteriorating the welding workability. If the amount of Si exceeds 1.50 mass%, a high temperature crack will generate | occur | produce in a welding part. As the Si source, for example, an alloy such as steel shell 2, Fe-Si, Fe-Si-Mn, fluorides such as K ₂ SiF ₆ , oxides such as zircon sand, silica, feldspar and the like are used.

(Mn:1.7 내지 4.0질량％, 바람직하게는 2.5 내지 3.7질량％)(Mn: 1.7-4.0 mass%, Preferably 2.5-3.7 mass%)

Mn은, 용접부의 켄칭성 확보를 위해 첨가한다. Mn량이 1.7질량％ 미만에서는, 용접부의 켄칭성이 부족하여, 인성이 저하된다. 또한, 불가피적 불순물로서 함유되는 S와 결합하여 얻어지는 MnS량도 적어지므로, MnS에 의한 고온 균열의 억제 작용이 작아져, 용접부에 고온 균열이 발생한다. Mn량이 4.0질량％를 초과하면, 용접부의 강도가 과다로 되어, 인성 부족으로 된다. 또한, 용접부에 저온 균열이 발생한다. 또한, Mn원으로서는, 예를 들어 강제 외피(2), Mn 금속 분말, Fe-Mn, Fe-Si-Mn 등의 합금을 사용한다.Mn is added in order to ensure the hardenability of a weld part. If Mn amount is less than 1.7 mass%, the hardenability of a weld part will run short and toughness will fall. Moreover, since the amount of MnS obtained by combining with S contained as an unavoidable impurity also becomes small, the suppression effect of the high temperature crack by MnS becomes small, and a high temperature crack arises in a weld part. When Mn amount exceeds 4.0 mass%, the intensity | strength of a weld part will become excessive and it will become toughness. In addition, low temperature cracking occurs in the welded portion. As the Mn source, for example, an alloy such as steel outer shell 2, Mn metal powder, Fe-Mn, Fe-Si-Mn, or the like is used.

(Ti:0.05 내지 1.00질량％, 바람직하게는 0.20 내지 1.00질량％)(Ti: 0.05 to 1.00 mass%, preferably 0.20 to 1.00 mass%)

Ti(금속 Ti)는, 용접부(초층 용접부)의 내고온 균열성을 개선하기 위해 첨가한다. Ti(금속 Ti)는 용접시에 탈산 반응에 기여하여, 용접 금속 중의 개재물을 Ti계 산화물 조성으로 제어할 수 있고, 그 결과, 용접 조인트(용접 금속)의 응고 조직을 미세하게 할 수 있어, 용접부의 고온 균열 억제 작용이 개선된다. Ti량(금속 Ti)이 0.05질량％ 미만에서는, 상기 효과가 충분하지 않아, 용접부에 고온 균열이 발생한다. Ti량(금속 Ti)이 1.00질량％를 초과하면, 용접 금속 재열부가 단단하고 깨지기 쉬운 베이나이트, 마르텐사이트로 되기 쉬워, 인성이 저하된다. 또한, 용접시의 스패터 발생량이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 또한, 용접 금속 중의 Ti가 용존으로서 존재하고, 용접 금속의 응고 온도를 저하시켜 고온 균열이 발생한다. 또한, 본 발명의 와이어(1)에 있어서는, 후기하는 바와 같이 종래의 와이어에 비해 Al량이 많기 때문에, Ti를 다량으로 첨가한 경우, 용접 금속 중의 Ti 산화물이 Al에 의해 환원되어, 용접 금속 중에 Ti가 용존으로서 다량으로 존재한다. 또한, Ti원으로서는, 예를 들어 강제 외피(2), Fe-Ti 등의 합금 분말을 사용한다.Ti (metal Ti) is added in order to improve high temperature crack resistance of a welded part (superlayer welded part). Ti (metal Ti) contributes to the deoxidation reaction during welding, and the inclusions in the weld metal can be controlled by the Ti-based oxide composition, and as a result, the solidification structure of the weld joint (welding metal) can be made fine, and the welded portion The high temperature crack suppression effect of is improved. If Ti amount (metal Ti) is less than 0.05 mass%, the said effect is not enough and a high temperature crack will generate | occur | produce in a welding part. When Ti amount (metal Ti) exceeds 1.00 mass%, a weld metal reheating part will become hard and brittle bainite and martensite easily, and toughness will fall. Moreover, the spatter generation amount at the time of welding increases, and welding workability falls. In addition, Ti in the weld metal is present as dissolved, and the solidification temperature of the weld metal is lowered to generate a high temperature crack. In addition, in the wire 1 of the present invention, as described later, since the amount of Al is larger than that of the conventional wire, when a large amount of Ti is added, the Ti oxide in the weld metal is reduced by Al, and the Ti in the weld metal is reduced. Is present in large amounts as dissolved. In addition, as Ti source, alloy powders, such as a steel outer shell 2 and Fe-Ti, are used, for example.

(TiO₂:1.0 내지 8.0질량％, 바람직하게는 3.0 내지 8.0질량％)(TiO ₂ : 1.0 to 8.0 mass%, preferably 3.0 to 8.0 mass%)

TiO₂(Ti 산화물)는, 모든 자세 용접성을 확보하기 위해 첨가한다. TiO₂ 량(Ti 산화물)이 1.0질량％ 미만에서는, 입향상진 용접에 의해 비드가 흘러내려, 용접 작업성이 저하된다. TiO₂량(Ti 산화물)이 8.0질량％를 초과하면, 용접시의 슬래그 박리성이 열화되어, 용접 작업성이 저하된다. 또한, 플럭스의 부피 비중이 작아져, 생산성이 열화된다. 또한, TiO₂원으로서는, 예를 들어 루틸 등을 사용한다.TiO ₂ (Ti oxide) is added to ensure all posture weldability. In the TiO ₂ amount (Ti oxide) is less than 1.0% by mass, down to the beads to flow by iphyang upward welding, the welding operability deteriorates. TiO ₂ amount (Ti oxide) and if it exceeds 8.0% by weight, is degraded slag removability at the time of welding, the welding operability deteriorates. In addition, the volume specific gravity of the flux is reduced, resulting in deterioration in productivity. As the TiO ₂ source, for example, rutile or the like is used.

(Al:0.20 내지 1.50질량％, 바람직하게는 0.20 내지 0.50질량％)(Al: 0.20 to 1.50 mass%, preferably 0.20 to 0.50 mass%)

Al(금속 Al)은 강탈산제이며, 용접 조인트(용접 금속) 중에 생성되는 개재물로부터, Al에 비해 탈산력이 약한 Si로 이루어지는 SiO₂를 환원하여, 개재물의 조성을 핵 생성 촉진에 효과적인 Ti계 산화물 조성의 개재물로 제어할 수 있다. 그 결과, 용접 금속의 응고 조직을 미세하게 할 수 있다. 또한, 용접 금속의 산소량을 저하시켜, Mn의 수율이 안정된다. 이들 효과로부터, 용접부의 고온 균열 억제 작용이 개선되고, 인성도 안정화된다. Al량이 0.20질량％ 미만에서는, 탈산이 충분하지 않아, 용접부에 고온 균열이 발생한다. 또한, 인성도 저하된다. Al량이1.50질량％를 초과하면, 용접시의 스패터 발생량이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 또한, Al원으로서는, 예를 들어 강제 외피(2), Al 금속 분말, Fe-Al, Al-Mg 등의 합금 분말을 사용한다.Al (metal Al) is a strong deoxidizing agent, and from the inclusions generated in the weld joint (welding metal), SiO ₂ made of Si having a weaker deoxidizing power than Al is reduced to reduce the composition of the inclusions. It can be controlled by inclusion of. As a result, the solidification structure of a weld metal can be made fine. In addition, the amount of oxygen in the weld metal is lowered and the yield of Mn is stabilized. From these effects, the high temperature crack suppression effect of a weld part is improved and toughness is also stabilized. If Al amount is less than 0.20 mass%, deoxidation is not enough and a high temperature crack will generate | occur | produce in a welding part. Moreover, toughness also falls. When Al amount exceeds 1.50 mass%, the spatter generation amount at the time of welding will increase, and welding workability will fall. As the Al source, for example, an alloy powder such as steel shell 2, Al metal powder, Fe-Al, Al-Mg, or the like is used.

(Al₂O₃:0.05 내지 1.0질량％, 바람직하게는 0.05 내지 0.5질량％)(Al ₂ O ₃ : 0.05 to 1.0 mass%, preferably 0.05 to 0.5 mass%)

Al₂O₃(Al 산화물)은, 수평 필렛 자세에서의 비드 형상, 입향상진 자세에서의 비드의 흘러내림 방지를 위해 첨가한다. Al₂O₃량이 0.05질량％ 미만에서는, 수평 필렛 용접에서의 비드 형상(친화성)이 나쁘고, 또한 입향상진 용접에 의해 비드 흘러내림이 발생하여, 용접 작업성이 저하된다. Al₂O₃량이 1.0질량％를 초과하면, 용접시의 슬래그 박리성이 열화되어, 용접 작업성이 저하된다. 또한, Al₂O₃원으로서는, 예를 들어 알루미나나 장석 등의 복합 산화물을 사용한다.Al ₂ O ₃ (Al oxide) is added to prevent beads from flowing in the bead shape in the horizontal fillet posture and in the upright posture. When the amount of Al ₂ O ₃ is less than 0.05% by mass, the bead shape (affinity) in the horizontal fillet welding is bad, and the beads flow down due to the upward-facing welding, and the welding workability is lowered. If it exceeds the amount of Al ₂ O ₃ 1.0% by mass, the slag removability is deteriorated at the time of welding, the welding operability deteriorates. As the Al ₂ O ₃ source, for example, complex oxides such as alumina and feldspar are used.

(B:0.003 내지 0.02질량％)(B: 0.003-0.02 mass%)

B는, 용존하여 γ 입계에 편석되고, 초석 페라이트의 생성을 억제하는 효과가 있어, 용접 금속의 인성 개선에 유효하다. B량이 0.003질량％ 미만에서는, 대부분의 B가 BN으로서 질화물에 고정화되고, 초석 페라이트의 생성을 억제하는 효과가 없어, 인성 개선 효과가 얻어지지 않는다. B량이 0.02질량％를 초과하면, 용접 금속의 고온 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, B원으로서는, 예를 들어 Fe-B, Fe-Si-B, 아토마이즈 B 등의 합금과, B₂O₃ 등의 복합 산화물을 사용한다.B dissolves and segregates at γ grain boundaries, and has an effect of suppressing formation of cornerstone ferrite and is effective for improving the toughness of a weld metal. If the amount of B is less than 0.003 mass%, most B will be immobilized to nitride as BN, and there will be no effect which suppresses formation of a cornerstone ferrite, and a toughness improvement effect is not obtained. When the amount of B exceeds 0.02 mass%, the high temperature crack of a weld metal will generate easily. As the B source, for example, alloys such as Fe-B, Fe-Si-B, atomized B, and complex oxides such as B ₂ O ₃ are used.

(N:0.005질량％ 이하)(N: 0.005 mass% or less)

N은, 용접 금속의 강도 향상에 유효한 원소이다. 그러나 N량이 0.005질량％를 초과하면, 대부분의 B가 BN으로서 질화물에 고정되고, 초석 페라이트의 생성을 억제하는 효과가 없어, 인성 개선 효과가 얻어지지 않으므로 인성이 저하된다. 또한, N원으로서는, 예를 들어 N-Cr, Fe-N-Cr, N-Si, N-Mn, N-Ti 등의 금속 질화물을 사용한다.N is an element effective for improving the strength of the weld metal. However, when N amount exceeds 0.005 mass%, most B will be fixed to nitride as BN, there is no effect which suppresses formation of a cornerstone ferrite, and since toughness improvement effect is not obtained, toughness falls. As the N source, for example, metal nitrides such as N-Cr, Fe-N-Cr, N-Si, N-Mn, and N-Ti are used.

[Ni:3.0질량％ 이하(0질량％를 포함)][Ni: 3.0 mass% or less (including 0 mass%)]

Ni는, 용접 금속의 인성을 향상시키는 데 매우 유효한 효과를 갖는 원소이다.Ni is an element which has a very effective effect in improving the toughness of a weld metal.

Ni량이 3.0질량％를 초과하는 경우, 용접 금속 중의 N의 포화 용해도가 저하되어, 블로우 홀이 발생하여, 인성이 저하된다. 또한, Ni량의 바람직한 범위는, 0.01 내지 3.0질량％이다. 또한, 와이어(1)는 후기하는 오스테나이트 형성 원소와 페라이트 형성 원소의 비를 나타내는 수학식 1이 소정의 범위 내이면, Ni를 함유하지 않는, 즉, Ni량이 0질량％라도 좋다. 또한, Ni원으로서는, 예를 들어 Ni 금속 분말 등을 사용한다.When Ni amount exceeds 3.0 mass%, the saturated solubility of N in a weld metal will fall, a blow hole will arise, and toughness will fall. Moreover, the preferable range of Ni amount is 0.01-3.0 mass%. In addition, the wire 1 may not contain Ni, that is, the amount of Ni may be 0 mass%, as long as Formula (1) which shows the ratio of the austenite formation element and ferrite formation element mentioned later is in a predetermined range. In addition, as a Ni source, Ni metal powder etc. are used, for example.

[Cu:3.0질량％ 이하(0질량％를 포함)][Cu: 3.0 mass% or less (including 0 mass%)]

Cu는, 용접 금속의 인성을 향상시키는 데 매우 유효한 효과를 갖는 원소이다.Cu is an element having an effect very effective in improving the toughness of a weld metal.

Cu량이 3.0질량％를 초과하는 경우, 용접 금속의 강도가 커져, 인성이 저하된다. 또한, 와이어(1)는 후기하는 오스테나이트 형성 원소와 페라이트 형성 원소의 비를 나타내는 수학식 1이 소정의 범위 내이면, Cu를 함유하지 않는, 즉, Cu량이 0질량％라도 좋다. 또한, Cu원으로서는, 예를 들어 Cu 금속 분말 등을 사용한다. 또한, Cu는 와이어(1)의 표면에 도금함으로써, 와이어(1)에 함유시켜도 된다.When Cu amount exceeds 3.0 mass%, the intensity | strength of a weld metal will become large and toughness will fall. In addition, the wire 1 may not contain Cu, that is, the amount of Cu may be 0 mass%, as long as Formula (1) which shows ratio of the austenite formation element and ferrite formation element mentioned later exists in a predetermined range. In addition, as a Cu source, Cu metal powder etc. are used, for example. In addition, Cu may be contained in the wire 1 by plating the surface of the wire 1.

[수학식 1][Equation 1]

또한, 수학식 1의 원소 기호는, 그 원소의 함유량(질량％)을 나타낸다.In addition, the element symbol of Formula (1) shows content (mass%) of the element.

수학식 1은, 오스테나이트 형성 원소(Ni, C, Mn 및 Cu)와 페라이트 형성 원소(Si)의 비를 나타내는 것으로, 와이어(1)가 수학식 1을 만족시키는 경우에는, 초상에 델타페라이트 상이 생성된 후, 오스테나이트 상과 액상의 2상만이 공존한 상태에서 용접부의 응고가 완료된다. 그 결과, 용접부에 있어서의 포정 변태에 기인한 응고 수축 응력의 증대를 억제할 수 있다. 즉, 응고 수축 응력이 저감된다. 그 결과, 용접부에 있어서의 고온 균열의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 와이어(1)가 수학식 1의 하한 미만에서는, 델타페라이트 상과 오스테나이트 상과 액상의 3상이 공존한 상태에서 용접부의 응고가 완료되므로, 용접부에 있어서 델타페라이트 상으로부터 오스테나이트 상으로의 포정 변태가 발생하여, 변태 수축 응력에 의해 용접부의 응고 수축 응력이 증대된다. 그 결과, 용접부에 있어서 고온 균열이 발생한다. 한편, 와이어(1)가 수학식 1의 상한을 초과하는 경우는, 초상에 오스테나이트 상이 생성된 후, 오스테나이트 상과 액상의 2상만이 공존한 상태에서 용접부의 응고가 완료된다. 초상이 오스테나이트 상이므로, P, S의 불순물 원소의 액상으로의 농화가 촉진되고, 내고온 균열성이 저하되어, 고온 균열이 발생한다.Equation 1 shows the ratio of the austenitic forming elements (Ni, C, Mn and Cu) and the ferrite forming element (Si). When the wire 1 satisfies the expression (1), the delta ferrite phase is different on the superphase. After the formation, solidification of the weld is completed in the state where only the austenite phase and the liquid phase two phases coexist. As a result, the increase of the solidification shrinkage stress resulting from the strain transformation in a welding part can be suppressed. That is, the solidification shrinkage stress is reduced. As a result, generation | occurrence | production of the high temperature crack in a welding part can be prevented. When the wire 1 is less than the lower limit of the equation (1), solidification of the welded portion is completed in the state where the delta ferrite phase, the austenite phase, and the liquid phase three coexist, and therefore, from the deltaferrite phase to the austenite phase in the welded portion. A well-formed transformation occurs, and the solidification shrinkage stress of the weld portion is increased by the transformation shrinkage stress. As a result, high temperature cracking generate | occur | produces in a weld part. On the other hand, when the wire 1 exceeds the upper limit of the equation (1), after the austenite phase is generated in the superphase, solidification of the weld is completed in the state in which only the austenite phase and the liquid phase two phases coexist. Since the superphase is an austenite phase, the concentration of the impurity elements of P and S into the liquid phase is promoted, the high temperature crack resistance decreases, and high temperature cracking occurs.

상기한 바와 같이, 수학식 1은, 응고 수축 응력의 증대의 원인으로 되는 포정 변태 등을 발생시키지 않고, 또한 P, S의 불순물 원소의 액상으로의 농화를 촉진시키지 않고 응고를 완료시키기 위해 정의한 것이다. 그리고 와이어를 구성하는 성분 중으로부터 오스테나이트 형성 원소인 Ni, C, Mn 및 Cu와, 페라이트 형성 원소인 Si를 선택하고, 그 오스테나이트 형성 원소와 페라이트 형성 원소의 비의 범위 및 각 형성 원소의 계수를, 미리 예비 실험을 행하여 산출한 것이다.As described above, Equation (1) is defined to complete solidification without generating pitting transformation or the like that causes an increase in solidification shrinkage stress, and without promoting concentration of P and S impurity elements into the liquid phase. . From among the components constituting the wire, Ni, C, Mn, and Cu, which are austenite forming elements, and Si, which is a ferrite forming element, are selected, and the range of the ratio of the austenite forming element and the ferrite forming element, and the coefficient of each forming element. Is calculated by performing a preliminary experiment in advance.

(Fe)(Fe)

잔량부인 Fe는, 강제 외피(2)를 구성하는 Fe 및/또는 플럭스(3)에 첨가되어 있는 철 분말, 합금 분말의 Fe이다.The remaining amount Fe is Fe of iron powder and alloy powder added to Fe and / or flux 3 constituting the steel sheath 2.

(불가피적 불순물)(Inevitable impurities)

잔량부인 불가피적 불순물로서는, S, P, W, Ta, Cr, Nb, V, O 등을 들 수 있고, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 함유하는 것이 허용된다. S량, P량, W량, Ta량, O량은 각각 0.050질량％ 이하가 바람직하고, Cr량은 2.0질량％ 이하가 바람직하고, Nb량, V량은 각각 0.1질량％ 이하가 바람직하다. 그리고 그 양은 강제 외피(2)와 플럭스(3)에 있어서의 각 성분량의 총합이다.S, P, W, Ta, Cr, Nb, V, O, etc. are mentioned as an unavoidable impurity which is a residual part, It is acceptable to contain in the range which does not impair the effect of this invention. The amount of S, the amount of P, the amount of W, the amount of Ta and the amount of O are each preferably 0.050% by mass or less, the amount of Cr is preferably 2.0% by mass or less, and the amount of Nb and the amount of V are each preferably 0.1% by mass or less. The amount is the sum of the amounts of each component in the steel outer shell 2 and the flux 3.

S량, P량이 0.050질량％를 초과하면, 용접 금속의 내고온 균열성이 현저하게 열화된다. W량, Ta량이 0.050질량％를, Cr량이 2.0질량％를, Nb량, V량이 0.1질량％를 각각 초과하면, 용접 금속의 강도가 커져, 인성이 저하된다. O량이 0.050질량％를 초과하면, 용접 금속 중의 산화물량이 증가하여, 인성이 저하된다.When S amount and P amount exceed 0.050 mass%, the high temperature crack resistance of a weld metal will remarkably deteriorate. When W amount and Ta amount are 0.050 mass%, Cr amount is 2.0 mass%, Nb amount and V amount exceed 0.1 mass%, respectively, the intensity | strength of a weld metal will become large and toughness will fall. When O amount exceeds 0.050 mass%, the amount of oxides in a weld metal will increase and toughness will fall.

본 발명에 관한 와이어(1)는, 상기 성분에 더하여, 소정량의 Mg, 희토류 화합물 중 1종 또는 2종 이상, Ca로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.In addition to the said component, the wire 1 which concerns on this invention further contains at least 1 sort (s) selected from the group which consists of a predetermined amount of Mg, a rare earth compound, 2 or more types, and Ca.

Mg, 희토류 화합물, Ca는 탈산력, 탈황력이 우수하다. 우수한 탈산력은, 용접 금속 중의 개재물을 핵 생성 촉진에 효과적인 Ti계 산화물 조성으로 제어가 가능해져, 용접 조인트(용접 금속)의 응고 조직을 미세하게 할 수 있다. 또한, 우수한 탈황력은, 불가피적 불순물로서 함유되는 S와 결합하여 황화물을 형성한다. 그 결과, 용접부의 내고온 균열성이 개선된다. 또한, 용접 금속의 산소량을 저하시켜, Mn의 수율이 안정되므로 인성도 안정화된다.Mg, rare earth compounds, and Ca are excellent in deoxidation and desulfurization. The excellent deoxidation power can control the inclusions in the weld metal with a Ti-based oxide composition effective for promoting nucleation and can make the solidification structure of the weld joint (welding metal) fine. In addition, the excellent desulfurization power combines with S contained as an unavoidable impurity to form sulfides. As a result, the high temperature crack resistance of the welded part is improved. In addition, since the amount of oxygen in the weld metal is lowered and the yield of Mn is stabilized, the toughness is also stabilized.

(Mg:0.01 내지 2.0질량％, 바람직하게는 Mg:0.3 내지 1.0질량％)(Mg: 0.01-2.0 mass%, Preferably Mg: 0.3-1.0 mass%)

Mg량이 0.01질량％ 미만에서는, 상기 효과가 충분하지 않아, 용접부(초층 용접부)에 고온 균열이 발생한다. 또한, 탈산이 충분하지 않아, 인성도 저하된다. Mg량이 2.0질량％를 초과하면, 스패터 발생량이 많아진다. 또한, Mg원으로서는, 예를 들어 금속 Mg, Al-Mg, Fe-Si-Mg 등의 금속 분말, 합금 분말을 사용한다.When Mg amount is less than 0.01 mass%, the said effect is not enough and a high temperature crack generate | occur | produces in a weld part (superlayer weld part). Moreover, deoxidation is not enough and toughness also falls. If the amount of Mg exceeds 2.0 mass%, the amount of spatters will increase. As the Mg source, for example, metal powders such as metal Mg, Al-Mg, Fe-Si-Mg, and alloy powders are used.

(희토류 화합물:희토류 원소 환산값으로 0.0005 내지 0.5질량％)(Rare earth compound: 0.0005-0.5 mass% in rare earth element conversion value)

(Ca :0.0002 내지 0.2질량％)(Ca: 0.0002 to 0.2 mass%)

희토류 화합물이 희토류 원소 환산값으로 0.0005질량％ 미만에서는, 상기 효과가 충분하지 않아, 용접부(초층 용접부)에 고온 균열이 발생한다. 또한, 탈산이 충분하지 않아, 인성도 저하된다. 희토류 화합물이 희토류 원소 환산값으로 0.5질량％를 초과하면 스패터 발생량이 많아지고, 아크가 불안정해져 비드 외관이 불량으로 된다.When a rare earth compound is less than 0.0005 mass% in conversion of a rare earth element, the said effect is not enough and a high temperature crack generate | occur | produces in a weld part (superlayer weld part). Moreover, deoxidation is not enough and toughness also falls. When the rare earth compound exceeds 0.5% by mass in terms of rare earth elements, the amount of spatter generated increases, the arc becomes unstable, and the appearance of beads becomes poor.

본 발명에서 말하는 희토류 원소라 함은, Sc, Y 및 원자 번호 57(La) 내지 71(Lu)을 말한다. 또한, 희토류 화합물이라 함은, 희토류 원소의 산화물(Nd₂O₃, La₂O₃, Y₂O₃, CeO₃, Ce₂O₃, Sc₂O₃ 등의 단체의 산화물이나 이들의 복합 산화물 및 모나자이트, 바스트나사이트, 알라나이트, 세라이트, 제노타임, 가돌리나이트 등의 희토류 산화물의 광석을 포함), 불화물(CeF₃, LaF₃, PmF₃, SmF₃, GdF₃, TbF₃ 등) 및 합금(희토류 원소-Fe, 희토류 원소-Fe-B, 희토류 원소-Fe-Co, 희토류 원소-Fe-Si, 희토류 원소-Ca-Si 등), 미슈메탈을 말한다.The rare earth element referred to in the present invention refers to Sc, Y and atomic numbers 57 (La) to 71 (Lu). In addition, the rare earth compound is an oxide of a rare earth element (an oxide such as Nd ₂ O ₃ , La ₂ O ₃ , Y ₂ O ₃ , CeO ₃ , Ce ₂ O ₃ , Sc ₂ O ₃ , or a complex oxide thereof. and monazite, bust or site, Allah nights, three including ores of rare earth oxides such as light, Genoa time, dolly Knight), fluoride _{_{(CeF 3, LaF 3, PmF}} 3, SmF 3, GdF 3, TbF 3 , etc.) And alloys (rare earth element-Fe, rare earth element-Fe-B, rare earth element-Fe-Co, rare earth element-Fe-Si, rare earth element-Ca-Si, etc.) and mischmetal.

Ca가 0.0002질량％ 미만에서는, 상기 효과가 충분하지 않아, 용접부(초층 용접부)에 고온 균열이 발생한다. 또한, 탈산이 충분하지 않아, 인성도 저하된다. Ca가 0.2질량％를 초과하면 스패터 발생량이 많아지고, 아크가 불안정해져 비드 외관이 불량으로 된다. 또한, Ca원으로서는, 예를 들어 순(純)Ca, Ca를 포함하는 합금 또는 Ca 산화물 등을 사용한다.If Ca is less than 0.0002 mass%, the said effect is not enough and a high temperature crack will generate | occur | produce in a weld part (superlayer weld part). Moreover, deoxidation is not enough and toughness also falls. When Ca exceeds 0.2 mass%, the amount of spatters will increase, and an arc will become unstable and a bead appearance will be bad. As the Ca source, for example, pure Ca, an alloy containing Ca or Ca oxide or the like is used.

본 발명에 관한 와이어(1)는, 상기 성분에 더하여, 소정량의 Mo, Co, Zr로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 한다.In addition to the above components, the wire 1 according to the present invention is characterized by further containing at least one selected from the group consisting of a predetermined amount of Mo, Co, and Zr.

(Mo:0.1 내지 2.0질량％)(Mo: 0.1-2.0 mass%)

(Co:0.01 내지 2.0질량％)(Co: 0.01 to 2.0 mass%)

Mo, Co는 모두 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 필요에 따라서 강도 조정의 목적을 위해 함유시키는 것이 가능하다. 상기 효과를 갖기 위해서는, Mo, Co를 각각 상기 하한 농도 이상 첨가할 필요가 있다. 한편, 상기 상한 농도를 초과하여 첨가한 경우, 용접 금속의 강도가 과도하게 커져, 인성이 저하된다.Both Mo and Co have the effect of improving the strength of the weld metal. It is possible to make it contain for the purpose of intensity | strength adjustment as needed. In order to have the said effect, it is necessary to add Mo and Co more than the said minimum concentration, respectively. On the other hand, when it adds exceeding the said upper limit concentration, the intensity | strength of a weld metal becomes large too much, and toughness falls.

(Zr:0.01 내지 1.0질량％)(Zr: 0.01 to 1.0 mass%)

Zr은, 용접 금속 중에 탄화물을 석출시켜, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과를 갖는다. 필요에 따라서 강도 조정의 목적을 위해 함유시키는 것이 가능하다. 상기 효과를 갖기 위해서는, Zr을 0.01질량％ 이상 첨가할 필요가 있다. 한편, 1.0질량％를 초과하여 첨가한 경우, 스패터 발생량이 많아져, 용접 작업성이 열화된다. 또한, 용접 금속의 강도가 과도하게 커져, 인성이 저하된다.Zr has the effect of depositing carbide in a weld metal and improving the strength of a weld metal. It is possible to make it contain for the purpose of intensity | strength adjustment as needed. In order to have the said effect, it is necessary to add Zr 0.01 mass% or more. On the other hand, when it adds exceeding 1.0 mass%, the amount of spatters generate | occur | produces and welding workability deteriorates. In addition, the strength of the weld metal is excessively large, and the toughness is lowered.

본 발명에 관한 와이어(1)에서는, 와이어 제작시에 상기 와이어 성분(성분량)이 상기 범위 내로 되도록, 강제 외피(2) 및 플럭스(3)의 각 성분(각 성분량)을 선택한다.In the wire 1 which concerns on this invention, each component (each component amount) of the steel outer shell 2 and the flux 3 is selected so that the said wire component (component amount) may be in the said range at the time of wire manufacture.

또한, 본 발명에 관한 와이어(1)의 제조 방법은, 예를 들어 소정의 조성을 갖는 강대(鋼帶)로 통 형상의 강제 외피(2)를 형성하는 공정과, 그 강제 외피(2)의 내부에 소정의 조성을 갖는 플럭스(3)를 충전하는 공정과, 플럭스(3)가 충전된 강제 외피(2)를 소정의 외경까지 신선(伸線) 가공하여 와이어(1)로 하는 공정과, 필요에 따라서 와이어(1)의 표면에 Cu 도금을 행하는 공정을 포함하는 것이다. 그러나 와이어(1)를 제조할 수 있으면, 상기 제조 방법에 한정되는 것은 아니다.Moreover, the manufacturing method of the wire 1 which concerns on this invention is a process of forming the tubular steel outer shell 2 by the steel strip which has a predetermined composition, for example, and the inside of the steel outer shell 2, for example. Filling a flux 3 having a predetermined composition into the wire; and drawing a steel shell 2 filled with the flux 3 to a predetermined outer diameter to obtain a wire 1; Therefore, the process of performing Cu plating on the surface of the wire 1 is included. However, if the wire 1 can be manufactured, it is not limited to the said manufacturing method.

[실시예][Example]

본 발명에 관한 플럭스 내장 와이어에 대해, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 비교하여 구체적으로 설명한다.The flux-embedded wire according to the present invention will be specifically described by comparing an example that satisfies the requirements of the present invention with a comparative example that does not satisfy the requirements of the present invention.

강제 외피(강은, C:0.02질량％, Si:0.02질량％, Mn:0.25질량％, P:0.010질량％, S:0.008질량％를 함유하고, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 사용)의 내측에 플럭스를 충전하여, 표 1, 표 2에 나타내는 와이어 성분으로 이루어지는 와이어 직경 1.2㎜의 도 1의 (b)에 도시하는 시임 타입의 플럭스 내장 와이어(실시예:No.1 내지 21, 비교예:No.22 내지 43)를 제작하였다Steel shell (steel contains C: 0.02% by mass, Si: 0.02% by mass, Mn: 0.25% by mass, P: 0.010% by mass, and S: 0.008% by mass, and uses a remainder containing Fe and unavoidable impurities ), And a flux-embedded wire (Examples: Nos. 1 to 21, shown in Fig. 1B) having a wire diameter of 1.2 mm composed of wire components shown in Tables 1 and 2 by filling the flux inside Comparative Example Nos. 22 to 43) were produced.

또한, 와이어 성분은, 이하의 측정 방법으로 측정, 산출하였다.In addition, the wire component was measured and calculated by the following measuring methods.

C량은「연소 적외선 흡수법」에 의해, N량은「불활성 가스 융해 열전도도법」에 의해, Si량, Mn량, B량, Ni량, Cu량, Mg량, 희토류 원소량, Ca량, Mo량, Co량 및 Zr량은「ICP 발광 분광 분석법」에 의해 측정하였다. 또한, 희토류 원소는 Ce, La를 측정하여, 그 총량을 표 1, 표 2에 나타냈다.The amount of C is "infrared absorption absorption method", the amount of N is "inert gas fusion thermal conductivity method", and the amount of Si, Mn, B, Ni, Cu, Mg, rare earth element, Ca, Mo amount, Co amount and Zr amount were measured by "ICP emission spectrometry". In addition, the rare earth elements measured Ce and La, and showed the total amount in Table 1 and Table 2.

TiO₂량(TiO₂ 등으로서 존재하고, Fe-Ti 등은 포함하지 않음)은, 「산 분해법」에 의해 측정된다. 산 분해법에 사용하는 용매는 왕수(王水)를 사용하여, 와이어 전량을 용해하였다. 이에 의해, 와이어에 포함되는 Ti원(Fe-Ti 등)은 왕수에 용해되지만, TiO₂원(TiO₂ 등)은 왕수에 대해 불용이므로, 용해되고 남는다. 이 용액을, 필터(여과지는 5C의 눈의 미세도)를 사용하여 여과하고, 필터째 잔사를 니켈제 도가니로 옮겨, 가스 버너에 의해 가열하여 회화하였다. 이어서, 알칼리 융제(수산화나트륨과 과산화나트륨의 혼합물)를 첨가하고, 다시 가스 버너에 의해 가열하여 잔사를 융해하였다. 다음에, 18질량％ 염산을 첨가하여 융해물을 용액화한 후, 메스플라스크로 옮기고, 순수를 더 첨가하여 희석하여 분석액을 얻었다. 분석액 중의 Ti 농도를 「ICP 발광 분광 분석법」으로 측정하였다. 이 Ti 농도를 TiO₂량으로 환산하여, TiO₂량을 산출하였다.TiO ₂ amount (present as TiO ₂ and the like, Fe-Ti, etc. is not included) is measured by the "acid decomposition". The solvent used for the acid decomposition method used aqua regia, and melt | dissolved wire whole quantity. As a result, Ti source (Ti-Fe, etc.) contained in the wire, but is dissolved in aqua regia, TiO ₂ source (TiO _2, etc.) because it is insoluble for aqua regia, and remains dissolved. This solution was filtered using a filter (filtered eye fineness of 5C), and the filter residue was transferred to a nickel crucible and heated and gasified by a gas burner. Subsequently, an alkali flux (a mixture of sodium hydroxide and sodium peroxide) was added, and again heated by a gas burner to melt the residue. Next, after adding 18 mass% hydrochloric acid to liquefy the melt, it transferred to the measuring flask, and further added pure water and diluted, and obtained the analysis liquid. Ti concentration in the analysis solution was measured by "ICP emission spectrometry". In terms of the Ti concentration of the TiO ₂ amount it was calculated the amount of TiO _2.

Ti량(Fe-Ti 등으로서 존재하고, TiO₂ 등은 포함하지 않음)은, 「산 분해법」에 의해 와이어 전량을 왕수에 용해하고, 불용이었던 TiO₂원(TiO₂ 등)을 여과하고, 그 용액을 와이어에 포함되는 Ti원(Fe-Ti 등)으로서 얻음으로써,「ICP 발광 분광 분석법」을 이용하여, Ti량(Fe-Ti 등)으로서 존재를 구하였다.Ti amount (exists as Fe-Ti, etc., does not include TiO _2, etc.) dissolves the entire wire amount in the aqua regia by the "acid decomposition method", and filters the insoluble TiO ₂ source (TiO _2, etc.) By obtaining a solution as Ti source (Fe-Ti etc.) contained in a wire, presence was calculated | required as Ti amount (Fe-Ti etc.) using "ICP emission spectroscopy".

Al₂O₃량(알루미나나 장석 등의 복합 산화물로서 존재하고, Al 금속 분말 등의 합금 분말은 포함하지 않음)은, 「산 분해법」에 의해 측정된다. 산 분해법에 사용하는 용매는 왕수를 사용하여, 와이어 전량을 용해하였다. 이에 의해, 와이어에 포함되는 Al원(Al 금속 분말 등의 합금 분말)은 왕수에 용해되지만, Al₂O₃원(알루미나나 장석 등의 복합 산화물)은 왕수에 대해 불용이므로, 용해되고 남는다. 이 용액을, 필터(여과지는 5C의 눈의 미세도)를 사용하여 여과하고, 필터째 잔사를 니켈제 도가니로 옮겨, 가스 버너에 의해 가열하여 회화하였다. 이어서, 알칼리 융제(수산화나트륨과 과산화나트륨의 혼합물)를 첨가하고, 다시 가스 버너에 의해 가열하여 잔사를 융해하였다. 다음에, 18질량％ 염산을 첨가하여 융해물을 용액화한 후, 메스플라스크로 옮기고, 순수를 더 첨가하여 희석하여 분석액을 얻었다. 분석액 중의 Al 농도를 「ICP 발광 분광 분석법」으로 측정하였다. 이 Al 농도를 Al₂O₃량으로 환산하여, Al₂O₃량을 산출하였다The amount of Al ₂ O ₃ (exists as a composite oxide such as alumina or feldspar and does not include alloy powder such as Al metal powder) is measured by the "acid decomposition method". The solvent used for the acid decomposition method melt | dissolved wire whole quantity using aqua regia. Thereby, the (Al alloy powder such as metal powder), Al source contained in the wire, but is dissolved in aqua regia, Al ₂ O ₃ source (the composite oxide, such as alumina or feldspar) is so insoluble for aqua regia, and remains dissolved. This solution was filtered using a filter (filtered eye fineness of 5C), and the filter residue was transferred to a nickel crucible and heated and gasified by a gas burner. Subsequently, an alkali flux (a mixture of sodium hydroxide and sodium peroxide) was added, and again heated by a gas burner to melt the residue. Next, after adding 18 mass% hydrochloric acid to liquefy the melt, it transferred to the measuring flask, and further added pure water and diluted, and obtained the analysis liquid. Al concentration in the analysis solution was measured by "ICP emission spectrometry". In terms of the Al concentration of the Al ₂ O ₃ amount, and calculates the amount of Al ₂ O ₃

Al량(Al 금속 분말 등의 합금 분말로서 존재하고, 알루미나나 장석 등의 복합 산화물은 포함하지 않음)은, 「산 분해법」에 의해 와이어 전량을 왕수에 용해하여, 불용이었던 Al₂O₃원(알루미나나 장석 등의 복합 산화물)을 여과하고, 그 용액을 와이어에 포함되는 Al원(Al 금속 분말 등의 합금 분말)으로서 얻음으로써, 「ICP 발광 분광 분석법」을 이용하여, Al량(Al 금속 분말 등의 합금 분말)으로서 존재를 구하였다.Al amount (exists as an alloy powder such as Al metal powder and does not include a composite oxide such as alumina or feldspar) is an Al ₂ O ₃ member (which was insoluble by dissolving the whole wire in aqua regia by the acid decomposition method). Complex oxides such as alumina and feldspar), and the solution is obtained as an Al source (alloy powder such as Al metal powder) contained in the wire, and the amount of Al (Al metal powder Presence of the alloy powder).

제작된 플럭스 내장 와이어를 사용하여, 이하에 나타내는 방법으로, 내고온 균열성, 기계적 성질(인장 강도, 흡수 에너지), 용접 작업성에 대해 평가하였다. 그 평가 결과에 기초하여, 실시예 및 비교예의 플럭스 내장 와이어의 종합 평가를 행하였다.Using the produced flux-cored wire, high temperature crack resistance, mechanical properties (tensile strength, absorbed energy) and welding workability were evaluated by the following method. Based on the evaluation result, comprehensive evaluation of the flux-cored wire of an Example and a comparative example was performed.

(내고온 균열성)(High Temperature Cracking Resistance)

JIS G3106 SM400B 강(C:0.12질량％, Si:0.2질량％, Mn:1.2질량％, P:0.009질량％, S:0.004질량％를 함유하고, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물)으로 이루어지는 용접 모재를, 표 3에 나타내는 용접 조건으로 편면 용접(하향 맞댐 용접)하였다.Welding base material which consists of JIS G3106 SM400B steel (C: 0.12 mass%, Si: 0.2 mass%, Mn: 1.2 mass%, P: 0.009 mass%, S: 0.004 mass%, and remainder Fe and an unavoidable impurity) Was welded on one side under the welding conditions shown in Table 3 (downward butt welding).

도 2에 도시하는 바와 같이, 용접 모재(11)는 V 형상의 개선을 갖고, 이 V 형상의 개선의 이면에는, 내화물(12) 및 알루미늄 테이프(13) 등으로 이루어지는 백킹재가 배치되어 있다. 그리고 개선 각도를 35°로 하고, 세라믹제의 백킹재가 배치되어 있는 부분의 루트 간격을 4㎜로 하였다. 용접 종료 후, 초층 용접부(크레이터부를 제외함)에 대해, X선 투과 시험(JIS Z 3104)에 의해, 내부 균열의 유무를 확인하고, 균열 발생 부분의 총 길이를 측정하여, 균열률을 산출하였다. 여기서, 균열률은, 균열률 W＝[(균열 발생 부분의 총 길이)/(초층 용접부 길이(크레이터부를 제외함))]×100에 의해 산출된다. 그 균열률로 내고온 균열성을 평가하였다. 평가 기준은, 균열률 0％일 때 「우수함:○」, 균열 있음일 때 「떨어짐:×」으로 하였다. 그 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다.As shown in FIG. 2, the welding base material 11 has a V shape improvement, and the backing material which consists of a refractory body 12, the aluminum tape 13, etc. is arrange | positioned at the back surface of this V shape improvement. And the improvement angle was 35 degrees, and the root space | interval of the part where the ceramic backing material is arrange | positioned was 4 mm. After the completion of welding, the presence of internal cracks was confirmed by the X-ray transmission test (JIS Z 3104) on the superlayer welded portion (excluding the crater portion), the total length of the crack-producing portion was measured, and the crack ratio was calculated. . Here, a crack ratio is computed by crack ratio W = [(total length of a crack generating part) / (superlayer weld part length (except crater part))] x100. The high temperature crack resistance was evaluated by the crack ratio. The evaluation criteria were "excellent:" when the crack ratio was 0%, and "falling: x" when there was a crack. The results are shown in Tables 4 and 5.

(기계적 성질)(Mechanical properties)

JIS Z3313에 준하여, 인장 강도, 인성의 평가 기준으로서의 0℃ 흡수 에너지에 대해 평가하였다. 인장 강도의 평가 기준은, 490㎫ 이상 640㎫ 이하일 때 「우수함:○」, 490㎫ 미만 또는 640㎫ 초과일 때 「떨어짐:×」로 하였다. 0℃ 흡수 에너지의 평가 기준은, 60J 이상일 때 「우수함:○」, 60J 미만일 때 「떨어짐:×」로 하였다. 또한, JIS Z3313에 준하여, 연신율을 평가하는 경우에는, 그 평가 기준은, 22％ 이상일 때 「우수함:○」, 22％ 미만일 때 「떨어짐:×」로 하였다. 그 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다.In accordance with JIS Z3313, evaluation was made about 0 ° C absorption energy as an evaluation criteria for tensile strength and toughness. The evaluation criteria of tensile strength were made into "excellent: (circle)" when 490 Mpa or more and 640 Mpa or less, and "falling: x" when less than 490 Mpa or more than 640 Mpa. The evaluation criteria of 0 degreeC absorption energy were made into "excellent: (circle)" when 60J or more, and "falling: x" when less than 60J. In addition, when evaluating an elongation rate according to JIS Z3313, the evaluation criteria were made into "excellent:" when it is 22% or more, and "falling: x" when it was less than 22%. The results are shown in Tables 4 and 5.

(용접 작업성)(Welding workability)

내고온 균열성과 마찬가지의 용접 모재를 사용하여, 하향 필렛 용접, 수평 필렛 용접, 입향상진 필렛 용접, 입향하진(立向下進) 필렛 용접의 4종의 용접을 행하여, 작업성을 관능 평가하였다. 여기서, 하향 필렛 용접 시험, 수평 필렛 용접 시험 및 입향하진 용접 시험의 용접 조건은, 상기 내고온 균열성과 마찬가지로 하였다(표 3 참조). 입향상진 필렛 용접 시험의 용접 조건은, 용접 전류 200 내지 220A, 아크 전압 24 내지 27V로 하였다. 또한, 평가 기준은, 스패터 발생, 흄 발생, 비드 흘러내림, 비드 외관 등에 더하여, 저온 균열이나 블로우 홀, 생산 중의 단선 등의 용접 불량이 발생하지 않을 때「우수함:○」, 용접 불량이 발생하였을 때 「떨어짐:×」로 하였다. 그 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다.Using the welding base material similar to a high temperature crack resistance, four types of welding of the downward fillet welding, the horizontal fillet welding, the upward fillet welding, and the reverse fillet welding were performed, and the workability was sensory evaluated. Here, the welding conditions of the downward fillet welding test, the horizontal fillet welding test, and the oriented welding test were made similar to the said high temperature crack resistance (refer Table 3). The welding conditions of the grain growth fillet welding test were welding currents of 200 to 220 A and arc voltages of 24 to 27 V. In addition to the evaluation criteria, in addition to spatter generation, fume generation, bead down flow, bead appearance, and the like, when welding defects such as low temperature cracks, blow holes, and disconnection during production do not occur, `` excellent: '', welding failure occurs. When "falling: x" was obtained. The results are shown in Tables 4 and 5.

(종합 평가)(Comprehensive evaluation)

종합 평가의 평가 기준은, 상기 평가 항목 중, 내고온 균열성, 기계적 성질 및 용접 작업성 모두「○」일 때「우수함:○」, 상기 평가 항목 중 적어도 하나가「×」일 때 「떨어짐:×」로 하였다. 그 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다.The evaluation criteria of the comprehensive evaluation are "excellent:" when all of the high temperature crack resistance, mechanical properties and welding workability are "o" among said evaluation items, and "falling off" when at least one of said evaluation items is "x": X ". The results are shown in Tables 4 and 5.

표 1, 표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예(No.1 내지 21)는, 모든 와이어 성분이 본 발명의 범위를 만족시키므로, 내고온 균열성, 기계적 성질 및 용접 작업성 모두에 있어서 우수하고, 종합 평가에 있어서도 우수하였다.As shown in Table 1 and Table 4, Examples (Nos. 1 to 21) are excellent in both high temperature crack resistance, mechanical properties and welding workability because all the wire components satisfy the scope of the present invention. It was also excellent in comprehensive evaluation.

표 2, 표 5에 나타내는 바와 같이, 비교예(No.22)는, C량이 하한값 미만이므로, 기계적 성질이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.23)는, C량이 상한값을 초과하므로, 내고온 균열성, 기계적 성질 및 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.24)는, Si량이 하한값 미만이므로, 용접 작업성이 떨어지고, 또한 수학식 1의 값이 상한값을 초과하므로 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.25)는, Si량이 상한값을 초과하므로, 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.26)는, Mn량이 하한값 미만이므로, 내고온 균열성 및 기계적 성질이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.27)는, Mn량이 상한값을 초과하므로, 기계적 성질 및 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다.As shown in Table 2 and Table 5, since the amount of C was less than a lower limit in Comparative Example (No. 22), mechanical properties were inferior and comprehensive evaluation was inferior. Since the amount of C exceeded the upper limit in Comparative Example (No. 23), high temperature crack resistance, mechanical properties and welding workability were inferior, and comprehensive evaluation was inferior. In Comparative Example (No. 24), since the amount of Si was less than the lower limit, welding workability was inferior, and since the value of Equation 1 exceeded the upper limit, high temperature crack resistance was poor, and comprehensive evaluation was inferior. Since the amount of Si exceeded the upper limit in the comparative example (No. 25), high temperature crack resistance fell and comprehensive evaluation fell. Since the amount of Mn was less than a lower limit in Comparative Example (No. 26), high temperature crack resistance and mechanical properties were poor, and comprehensive evaluation was inferior. In the comparative example (No. 27), since the amount of Mn exceeded the upper limit, mechanical property and weldability were inferior, and comprehensive evaluation was inferior.

비교예(No.28)는, Ti량이 하한값 미만이므로, 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.29)는, Ti량이 상한값을 초과하므로, 내고온 균열성, 기계적 성질 및 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.30)는, TiO₂량이 하한값 미만이므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.31)는, TiO₂량이 상한값을 초과하므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.32)는, Al량이 하한값 미만이므로, 내고온 균열성 및 기계적 성질이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.33)는, Al량이 상한값을 초과하므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다.Since the amount of Ti was less than a lower limit in the comparative example (No. 28), high temperature crack resistance fell and comprehensive evaluation fell. Since the amount of Ti exceeded the upper limit in Comparative Example (No. 29), high temperature crack resistance, mechanical properties and welding workability were inferior, and comprehensive evaluation was inferior. In Comparative Example (No. 30), since TiO ₂ amount was less than the lower limit, weldability was poor, and comprehensive evaluation was inferior. Comparative Example (No.31) is, since the amount of TiO ₂ exceeds the upper limit value, the welding workability off, assessment was off. Since the amount of Al was less than a lower limit in the comparative example (No. 32), high temperature crack resistance and mechanical property fell, and comprehensive evaluation fell. Since the amount of Al exceeded the upper limit in the comparative example (No. 33), welding workability was inferior and comprehensive evaluation was inferior.

비교예(No.34)는, Al₂O₃량이 하한값 미만이므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.35)는, Al₂O₃량이 상한값을 초과하므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.36)는, B량이 하한값 미만이므로, 기계적 성질이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.37)는, B량이 상한값을 초과하므로, 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.38)는, N량이 상한값을 초과하므로, 기계적 특성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다.In Comparative Example (No. 34), the Al ₂ O ₃ amount was less than the lower limit, so the weldability was poor, and the overall evaluation was poor. In Comparative Example (No. 35), since Al ₂ O ₃ amount exceeded the upper limit, weldability was poor, and comprehensive evaluation was inferior. Since the amount of B was less than a lower limit in the comparative example (No. 36), mechanical properties fell and comprehensive evaluation fell. In the comparative example (No. 37), since the amount of B exceeded the upper limit, high temperature crack resistance fell, and comprehensive evaluation fell. Since the amount of N exceeded the upper limit in the comparative example (No. 38), mechanical characteristics fell and comprehensive evaluation fell.

비교예(No.39)는, 플럭스 충전율이 하한값 미만이므로, 용접 작업성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.40)는, 플럭스 충전율이 상한값을 초과하므로, 와이어 생산 중에 단선이 발생하여, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.41, 42)는, 수학식 1의 값이 하한값 미만이므로, 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다. 비교예(No.43)는, 수학식 1의 값이 상한값을 초과하므로, 내고온 균열성이 떨어져, 종합 평가는 떨어져 있었다.Since the flux filling rate of the comparative example (No. 39) was less than a lower limit, welding workability was inferior and comprehensive evaluation was inferior. In the comparative example (No. 40), since the flux filling rate exceeded the upper limit, disconnection occurred during wire production, and comprehensive evaluation was inferior. In Comparative Examples (Nos. 41 and 42), since the value of the expression (1) was less than the lower limit, the high temperature crack resistance was poor, and the comprehensive evaluation was inferior. Since the value of Formula (1) exceeded the upper limit in Comparative Example (No. 43), high temperature crack resistance was poor, and comprehensive evaluation was inferior.

이상의 결과로부터, 실시예(No.1 내지 21)는, 비교예(No.22 내지 43)에 비해, 플럭스 내장 와이어(1)로서 우수한 것이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that Examples (Nos. 1 to 21) were superior as the flux-embedded wires 1 than Comparative Examples (Nos. 22 to 43).

1 : 플럭스 내장 와이어(와이어)
2 : 강제 외피
3 : 플럭스
4 : 이음매
11 : 용접 모재
12 : 내화물
13 : 알루미늄 테이프1: Flux embedded wire (wire)
2: forced shell
3: flux
4: seam
11: welding base material
12: refractory
13: aluminum tape

Claims

It is used for welding steel sheet made of mild steel or high tensile steel, and it is a flux-embedded wire formed by filling flux in a steel outer sheath,
The flux filling rate with respect to the wire total mass is 10-25 mass%,
For the total mass of the wire,
C: 0.02-0.08 mass%,
Si: 0.10-1.50 mass%,
Mn: 1.7-4.0 mass%,
Ti: 0.05 to 1.00 mass%,
TiO ₂ : 1.0-8.0 mass%,
Al: 0.20-1.50 mass%,
Al ₂ O ₃ : 0.05 to 1.0 mass%,
B: 0.003-0.02 mass%,
N: 0.005 mass% or less,
Ni: 3.0 mass% or less (including 0 mass%),
Cu: 3.0 mass% or less (including 0 mass%),
The wire total mass further contains at least one selected from the group consisting of Mo: 0.1 to 2.0% by mass and Co: 0.01 to 2.0% by mass,
A flux-embedded wire, characterized by satisfying the following formula (1).
[Equation 1]

In addition, the element symbol in Formula (1) shows content (mass%) of the element.

The said flux-cored wire is a Mg: 0.01-2.0 mass% with respect to the wire total mass, 1 or 2 or more types of rare earth compounds: 0.0005-0.5 mass% in conversion of rare earth elements, Ca: 0.0002 At least 1 sort (s) further selected from the group which consists of -0.2 mass% is contained, The flux-cored wire characterized by the above-mentioned.

The flux-cored wire according to claim 1 or 2, wherein the flux-cored wire further contains Zr: 0.01 to 1.0% by mass relative to the total mass of the wire.