KR101306053B1 - 가스 금속 아크 용접용 용접 와이어 전극 - Google Patents

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Abstract

가스-금속 아크 용접 공정에서 소모품으로서 사용하기 위한 용접 와이어 전극은 서로 감겨지고 원하는 와이어 직경으로 연신된 2개 이상의 스트립을 포함한다.

Description

가스 금속 아크 용접용 용접 와이어 전극{WELD WIRE ELECTRODE FOR GAS METAL ARC WELDING}
도 1은 가스-금속 아크 용접 공정을 도시한 개략도.
도 2a는 고체 와이어의 단면도.
도 2b는 금속 코어 와이어의 단면도.
도 3a는 이중 스트립 동축 용접 와이어의 단면도.
도 3b는 삼중 스트립 동축 용접 와이어의 단면도.
도 3c는 비-동축 용접 와이어의 단면도.
도 3d는 비-동축 용접 와이어의 단면도.
도 4는 동축 용접 와이어의 확대된 단면도.
도 5는 다른 동축 용접 와이어의 확대된 단면도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 용접 총 11, 13: 금속 시트
12: 가스 노즐 14: 용접 전극
15: 금속 16: 가스 차폐부
18: 전극 아크
본 발명은 일반적으로 소모성 용접 와이어 전극에 대한 용접 공정에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은, 설치된(nested) 동축 또는 비-동축 스트립이 그 공정에 사용되는 소모성 전극을 포함하는 가스-금속 아크(arc) 용접 공정에 관한 것이다.
가스 금속 아크 용접(GMAW: Gas Metal Arc Welding)은, 충전재 금속과 소재(work piece) 사이의 전기 아크가 충전재 금속 및 소재를 가열시키고, 이들을 함께 용접시키는 용접 공정이다. 일반적으로, GMAW 공정에서의 충전재 금속은, 가능한 한 빨리 소모되는 한 공정에 공급되는 소모성 전극이다. 전류는 전극을 통과하고, 전기 아크는 소모성 전극의 팁과 소재의 금속 사이에 형성된다. GMAW 용접 공정은 많은 다른 응용 뿐 아니라 두 피스의 시트 금속을 함께 결합하는데 사용될 수 있다. GMAW를 위한 장치(arrangement) 및 용접 총의 일례는 도 1에 개략적으로 도시된다. 소모성 용접 전극(14)은 용접 총(10)을 통해 용접 공정에 공급된다. 전극(14)은 금속 시트(11 및 13)로 구성되는 소재와 전극 사이에 확립된 전기 아크(18)에 의해 용융된다. Ar.CO2 또는 그 혼합물과 같은 외부적으로 공급된 가스는 용접 총(10)의 가스 노즐(12)을 통해 용접 공정에 들어가고, 가스 차폐부(16)를 형성함으로써 아크, 전극의 팁, 및 용융된 금속(15)의 풀(pool)을 차폐한다. GMAW 공정의 장점은, 가스 차폐부 및 안정한 전기 아크로 인해 합금 요소의 매우 적은 튐(spatter) 및 손실 상태로 더 빠르게 생성될 수 있는 고품질의 용접이다. 전기 아크에 의해 용융된 도 1의 소모성 전극은 충전재 금속의 역할을 하기 위해 아크에 의해 소재로 전달된다. 아크는 용접 공정을 위해 열을 생성하고, 캐소드(양의 단자)와 애노드(음의 단자) 사이의 전자 흐름에 의해 유지된다. GMAW 정황에서, 소모성 전극 및 소재 모두는 캐소드 또는 애노드로서 작용할 수 있다.
아크 용접을 위한 전력은 2가지 상이한 방식으로 얻어진다. 이 방식 중 한가지 방식은 사용 포인트(point of use)에서 전력을 생성하는 것이고, 다른 방식은 유틸리티 라인(utility line)으로부터의 이용가능한 전력으로부터 전력을 변환하는 것이다. 전력 변환은 교류 용접을 위해 비교적 높은 전압을 유틸리티 라인으로부터 라이너(liner) 전압으로 변환하는 변압기를 수반할 수 있다. 또는, 전압을 낮추기 위한 변압기에 뒤이어, 직류 용접을 위해 교류를 직류로 변화시키는 정류기를 수반할 수 있다. 교류의 장점 중 하나는, 결합 표면으로부터 내화 산화물을 제거하여 우수한 용접을 제공하는 캐소드-관련 클리닝(스퍼터링)이다. 그러한 경우에, 아르곤은, 직류 또는 교류로 사용되는지에 상관없이 수동 용접을 위한 선택적인 불활성 가스이다.
증가된 전기 아크 용접 생산성을 위한 증가된 요구는, 특히 로봇 용접 응용에서 용접 시간을 감소시키면서, 생산성을 개선시키려는 노력을 계속하는 것을 요청한다. 최대 용량으로 용접기를 동작시키기 위해, 소모성 전극은 결과적인 용접의 품질을 떨어뜨리지 않고도 최대로 가능한 이동 속도로 우수한 용접 비드(bead)를 형성할 수 있어야 한다. 생산성을 증가시키는 방법 중 한 가지는 주어진 용접 크기를 위해 증착율 및 이동 속도를 증가시키는 것이다. 다른 한 편으로, 이동 속도에서의 증가가 용접 결함의 수를 증가시키는 것이 종종 발생한다.
다른 용접 파라미터를 희생시키지 않고도 증착율 및 이동 속도를 증가시키는 방법 중 하나는, 종종 와이어 형태로 사용되는 소모성 전극의 기하학적 구조 및 조성물을 변화시키는 것이다. 와이어 전극은, 도 2a에 도시된 바와 같이 고체 전극일 수 있거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 외부 외피(sheath) 및 내부 코어로 구성된 코어형(cored) 전극일 수 있다. 더 높은 증착률을 위해 그러한 전극을 설계할 때 개발자가 사용하는 원리 중 하나는 와이어 전극의 저항을 증가시키는 것이다. 증가된 저항은 증가된 열 생성 및 더 높은 용융율을 초래하여, 와이어의 더 빠른 용융 속도 및 원하는 더 높은 증착율을 초래한다.
알려진 코어형 와이어 전극은 일반적으로 금속 코어 와이어 및 플럭스 코어 와이어로서 분류된다. 코어형 와이어는 일반적으로 고체 입자형 코어에 결속된 금속 또는 플럭스 분말로 구성된다. 코어형 와이어의 제조는 일반적으로 와이어를 형성하고, 충전하고, 그 다음에 연신(drawing)하거나 롤링(rolling)하는 것을 수반한다. 강철 외피는 U자 스트립으로 구부러지고, 그 다음에 미리 결정된 양의 금속 분말, 예를 들어 철 분말은 U자 스트립에 공급된다. 후속적인 형성 및 연신 공정은 외피에 분말을 수용하고, 와이어를 최종 형태 및 크기로 컴팩트한다(compact). 와이어의 코어에서 컴팩트한 금속 분말 때문에, 전류 흐름에 대한 저항은 고체 와이어의 저항보다 크다. 따라서, 금속 코어형 와이어의 증착율은 고체 와이어 전극의 증착율보다 훨씬 더 높다. 다른 한 편으로, 금속 코어 전극의 제조는 다소 복잡할 수 있는데, 이는 분말형 혼합물이 고속으로 이동하는 금속 스트립의 형성된 튜브에 공급되기 때문이다. 이러한 공정의 정밀한 제어는 고품질의 와이어 제조를 유지하기 위해 매우 중요하게 되는데, 이는 때때로 플럭스 또는 분말 분배기가 튜브의 일관된 충전을 보장하는데 어려움을 겪기 때문이다.
코어에서 컴팩트한 분말형 금속을 갖는 금속 코어의 주요 특성 중 하나는 코어 충전 백분율(core fill percent)이다. 코어 충전 백분율의 변동은 다시 GMAW 공정 동안 튐의 변동을 야기한다. 코어 충전 백분율에서의 변화에 의해 야기된 이온화 전위의 작은 변동은 전기 아크를 교란시키고, 용접 동안 원하지 않는 스퍼터링을 야기한다. 그러므로, 코어 충전 백분율 및 스퍼터링의 변동을 감소시키는 것은 소모성 코어형 전극의 구조 및 조성물을 설계하는데 있어서 중요한 고려사항이다.
가스-금속 아크 용접을 위한 새로운 용접 와이어 전극은, 원하는 와이어 직경으로 연신되는 적어도 2개의 동심 또는 비-동심 스트립을 갖는 고체 코어 용접 와이어이다. 일실시예에서, 와이어는 하나가 다른 하나 주위를 감싸는 2개 이상의 동심 스트립을 포함한다. 스트립간(strip-to-strip) 인터페이스는 와이어에서 전류 흐름에 대한 저항을 증가시키고, 금속 코어 와이어에서 전류 전달 패턴과 유사하게 최외각 스트립을 따라 전류를 전달하도록 한다. 와이어의 증가된 저항은 고체 와이어의 저항보다 더 높은 증착율을 제공한다. 2개 이상의 정밀한 롤링된 금속 스트립으로 이루어진 용접 와이어 전극은 또한 스퍼터링 레벨을 감소시키고, 크기 및 치수 면에서 감소된 변동과 함께 내부 및 외부 스트립의 일정한 직경을 보장한다. 용접 와이어 고체 코어 전극은 와이어 전극의 코어를 형성하기 위해 겹치기(lap) 또는 맞대기(butt) 형태로 구부러진 고체 금속 외피로 이루어진 중심 스트립과, 중심 스트립 주위에 감겨지고 겹치기 또는 맞대기 형태로 구부러진 제 2 고체 스트립 외피를 포함한다. 동축 또는 비-동축일 수 있는 이중 또는 삼중 스트립 용접 와이어 전극은 가스-금속 아크 용접 공정에서 소모성 전극의 역할을 한다.
비-동축 용접 와이어 전극 실시예는 외부 스트립을 갖는 경계를 갖는 고체 내부 코어에 성형된 내부 스트립 주위에 감겨진 외부 스트립을 포함한다.
일반적인 경우에, 용접 와이어 전극은 고체 외피 내에 설치된 고체 코어를 포함하며, 여기서 고체 코어는 원통형 또는 비-원통형 단면을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 임의의 원하는 단면의 단면을 가질 수 있다. 고체 코어는 고체 외피 내에 설치된 비-분말형 금속으로 이루어진다. 그러한 와이어는 일반적으로 고체 코어 내에 틈(interstices)과, 코어와 외피 사이의 인터페이스를 갖는다. 실험 데이터에 따라, 그러한 와이어는, 250A, 300A, 및 350A의 각 암페어수에서 약 10.3 lbs/hr(약 4.7kg/hr), 약 15 lbs/hr(약 6.8kg/hr), 약 18.7 lbs/hr(약 8.5kg/hr)의 예시적인 증착율을 달성한다.
새로운 용접 와이어에 대한 가스-금속 아크 용접 공정은, 소모성 전극을 가스-금속 아크 용접 장치에 공급하는 단계로서, 여기서 전극은, 소모성 전극의 코어를 형성하기 위해 겹치기 또는 맞대기 형태로 구부러진 강철 외피로 이루어진 중심 스트립과, 중심 스트립 주위에 감겨지고 겹치기 또는 맞대기 형태로 구부러진 강철 외피로 형성된 적어도 하나 이상의 스트립을 갖는, 공급 단계와; 상기 전극 주위의 차폐 환경을 형성하는 단계와; 소재를 용접하기 위해 소재와 전극 사이에 아크를 점화하는 단계를 포함한다.
와이어가 사용되는 가스-금속 아크 용접 장치는, 전극을 용접 총에 공급하기 위한 수단을 갖는 가스-금속 아크 용접 총으로서, 상기 전극은, 전극의 코어를 형성하는 겹치기 또는 맞대기 형태로 구부러진 강철 외피로 이루어진 중심 스트립과, 밀착(tight-fitting) 관계로 중심 스트립 주위에 감겨지고 겹치기 또는 맞대기 형태로 구부러진 강철 외피로 형성된 적어도 하나 이상의 스트립을 갖는, 가스-금속 아크 용접 총과; 전류를 전극에 공급하기 위한 외부 또는 내부 전원을 구비한다.
제조 관점에서, 내부 스트립을 외부 스트립에 공급하는 것은 일관된 품질로 매우 빠르게 달성될 수 있다. 따라서, 생산성은 크게 증가될 수 있다. 또한, 새로운 용접 와이어의 기계적 특성 및 증착 특성은 마이크로구조 및 화학적 조성물에 의해 영향을 받는데, 이것은 최소 변동으로 와이어의 길이를 따라 매우 일관될 수 있다. 제조에서의 이러한 일관성은 용접 금속 화학에서, 그리고 용접 길이를 따라 강도 및 단단함(toughness) 특성에서 더 나은 일관성을 초래한다.
고체 코어를 갖는 용접 와이어는 또한 코어형 와이어보다 상당히 더 낮은 확산성 수소 농도를 갖는다. 컴팩트한 분말형 금속으로 이루어진 코어형 와이어에서, 분말형 코어의 표면 영역은 일반적으로 커서, 이는 습기를 끌어당기고 흡수하는 경향을 초래하고, 이것은 본 발명의 용접 와이어 전극에 대한 경우일 가능성이 적다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 용접 와이어 전극은 2개의 동축 스트립으로 이루어진다. 중심, 즉 코어 스트립(20)은 와이어의 고체 코어를 형성하기 위해 구부러진 외피로 이루어진다. 이러한 경우에서, 형성된 와이어 고체 코어는, 일반적으로 5% 총 중량비 미만의 비-금속 무기 혼합물을 함유하는 컴팩트한 분말형 금속 충전재로 이루어진 코어 및 금속 외피를 포함하는 복합 튜브형 금속 전극인 기존에 알려진 금속 코어 와이어와 상이하다. 본 발명에서, 와이어의 코어는 컴팩트한 분말형 충전재 물질로 만들어지지 않고, 고체의 비-분말형 물질로 만들어진다. 예를 들어, 본 용접 와이어의 고체 코어는 연속 스트립으로 만들어질 수 있다. 여기서 "연속"이라는 단어는, 스트립이 컴팩트한 분말형 충전재 조성물로 만들어지지 않는다는 것을 의미한다. 스트립은 스트립(20)을 형성하도록 구부러지는 낮은 탄소 Mn 합금 강철로 만들어지는 것이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 다른 금속이 스트립 물질로서 사용될 수 있음이 구상된다. 여기서 "금속"이라는 단어는 임의의 원하는 조성물의 합금 및 금속을 포함하는 금속 물질을 의미한다. 본 용접 와이어에 사용된 바람직한 합금은 연강, 낮은 합금, 스테인리스 강을 포함하지만 여기에 한정되지 않는 강철이다. 바람직한 금속은 알루미늄일 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 구부러진 스트립(20)은 겹치기 또는 맞대기 형태일 수 있는 심(seam)(24)을 갖는다. 바람직한 실시예에서, 스트립(20)은 C-형태로 구부러진다. 중심 스트립(20) 주위에 감기는 것은 중심 스트립(20)을 구부리는 공정과 유사하게 스트립을 외피 형태로 구부림으로써 형성되는 제 2 스트립(22)이다. 제 2 스트립(22)은, 스트립(20)의 외부 표면과 스트립(22)의 내부 표면 사이에 간격을 남기지 않기 위해 충분히 타이트하게 중심 스트립(20) 주위에 감기는 것이 바람직하다. 스트립(20 및 22)에 의해 형성된 와이어는 일반적으로 원하는 크기로 연신되고, 도 3a에 도시된 단면을 갖는다. 도 3a에 도시된 와이어의 단면은 또한 스트립(20)의 고체 코어와 스트립(22)의 외부 외피 사이의 인터페이스(32)를 보여준다. 인터페이스(32)는, 외부 외피가 고체 코어 주위를 감쌀 때 형성되는 코어와 외피 사이의 경계이다. 스트립(20 및 22)은 구부러지고 서로 감싸고, 그 다음에 와이어의 원하는 직경으로 연신되고, 이것은 2개의 스트립을 서로에 대해 매우 타이트하게 맞춘다. 여전히, 많은 고체 대상의 경우에서와 같이, 용접 와이어 내부에 틈을 유지하고, 이 틈은, 이들이 타이트하게 연신되더라도, 용접 와이어의 밀접하게 이격된 고체 코어 및 외피 사이 뿐 아니라 구부러진 스트립의 요소 사이에 삽입되는 간격 또는 갭이다. 코어가 컴팩트한 분말 충전재 조성물에 의해 형성되는 기존의 금속 코어 와이어에 비해, 스트립(20)이 와이어의 고체 코어를 형성한다는 것을 강조하는 것이 중요하다.
도 3b는, 스트립(22)이 중심 스트립(20) 주위를 감기는 것과 동일한 방식으로 제 3 스트립(28)이 제 2 스트립(22) 주위를 감싸는 용접 와이어 전극의 다른 실시예를 도시한다. 스트립(28)의 심(30)은 또한 겹치기 또는 맞대기 형태로 형성될 수 있다. 스트립(28)의 바람직한 물질은 낮은 탄소 Mn 합금강이다. 스트립(28)이 스트립(22)의 외부 표면과 스트립(28)의 내부 표면 사이에 갭이 없이 제 2 스트립(22) 주위에 감기는 것이 바람직하다. 구부러진 스트립(20 및 22)은 와이어의 고체 코어를 형성한다. 3-스트립 동축 와이어의 결과적인 단면은 도 3b에 도시된다. 도 3b는 또한 3중 스트립 용접 와이어가 2개의 인터페이스(32 및 34)를 갖는 것을 도시한다. 인터페이스(32)는 제 2 스트립(22)으로 만들어진 외피와 구부러진 스트립(20) 사이에 형성된다. 인터페이스(34)는 동일한 방식으로 제 2 스트립(22)과 스트립(22) 주위에 구부러진 제 3 스트립(28) 사이에 형성된다.
본 발명의 대안적인 실시예는 도 3c에 도시된다. 심(24)을 갖는 스트립(20)으로 만들어진 내부 고체 코어는 스트립을 외부 스트립(22)과 비-동축인 형태로 구부림으로써 형성된다. 상기 내부 고체 코어는 S-형 고체 내부 코어, 비-원통형 코어 또는 임의의 다른 적합한 형태의 고체 코어일 수 있다. 와이어의 내부 부분과 외부 부분 사이의 경계 및 고체를 갖는 그러한 고체 코어 와이어 전극은 또한 본 발명의 범위 및 범주 내에 있다. 또 다른 대안적인 실시예는 도 3d에 도시되며, 여기서 스트립(20)으로 만들어진 고체 코어는 구부러져서, 2개의 심(24)을 형성한다. 도 3c 및 도 3d에 도시된 와이어의 단면은 또한 스트립(20)의 고체 코어와 스트립(22)의 외부 외피 사이의 인터페이스(32)를 보여준다.
다수의 테스트 용접 작업시 제조되고 테스트된 몇몇 용접 와이어 구성은 표 1에 도시된다. 단일, 이중, 및 3중 스트립 외피 와이어가 테스트된다. 외피는 Mn의 백분율이 1.5%까지 변하는 Mn 합금강으로 만들어진다. 상기 강(steel)의 외피에서 Si의 양은 1.5%의 Mn에 대해 약 0.8%로부터 약 1%의 Mn에 대해 약 0.9%로 변한다. 와이어는 0F(32℃)에서 30ft-lbs(약 40.7Nm)의 충돌 강도를 갖는 0.3% Mn 합금강에 대해 약 60ksi의 인장 강도와; -20F(약 -29℃)에서의 70ft-lbs(약 95Nm)의 충돌 강도를 갖는 약 75ksi 인장 강도와; -20F(약 -29℃)에서의 40ft-lbs(약 54Nm)의 충돌 강도를 갖는 약 70ksi 인장 강도를 나타낸다.
직경 와이어 구성 강 기계 특성
SNSW-1-001 .062" 단일 외피, R3370, 겹치기 형태 0.3% Mn,
Si 없음		 0F(32℃)에서 30ft-lbs,
60ksi 인장
SNSW-1-002 .045" 단일 외피, R3370, G-겹치기 형태
SNSW-1-003 .045" 단일 외피, R3370, 맞대기 심(중공)
SNSW-1-004 .045" 베이킹된 이중 외피, R3170 강
SNSW-1-005 .045" 베이킹된 3중 외피, R3170 강
SNSW-1-006 .045" 베이킹되지 않은 3중 외피, R3170 강
SNSW-1-007 .062" 베이킹되지 않은 3중 외피, R3170 강
SNSW-1-008 .062" 베이킹된 3중 외피, R3170 강
SNSW-1-009 .045" R3261/중첩 2 스트립 1.5% Mn,
0.8% Si		 -20F(약 -29℃)에서 70ft-lbs,
75ksi 인장
SNSW-1-010 .045" 3중 스트립 R3261 강
SNSW-1-011 .062" 3중 스트립 R3261 강
SNSW-1-012 .062" 이중 스트립 R3261 강
SNSW-1-013 .045" 이중 스트립 중첩 설계. R3330(.400×.016) 초저 탄소 내부. R3209(.400×0.28) 정상 탄소 외부. 0.3% Mn,
Si 없음		 0F(32℃)에서 30ft-lbs
SNSW-1-014 .045" 이중 스트립 중첩 설계. R3330(.400×.016) 초저 탄소 외부. R3209(.400×0.28) 정상 탄소 내부.
SNSW-1-015 .045" R3314, 이중 스트립, 맞대기 심 형태. 1.0% Mn 70ksi
인장
SNSW-1-016 .045" R3314, 이중 스트립, 겹치기 심 형태. 0.9% Si -20F(약 -29℃)에서 40ft-lbs
테스트 용접 작업 동안, 결과적인 용접은 표 2에 도시된 다음의 적절한 조성물을 갖는다.
결과적인 용접의 증착 화학적 성질
C Mn Si Ti Al
SNSW-1-009 .043 0.866 0.339 0.001 0.001
SNSW-1-011 0.058 0.946 0.366 0.002 0.001
SNSW-1-015 0.030 0.724 0.698 0.002 0.021
테스트 작업은, ER70S-6 및 E70C-6으로 분류된 전극의 동일한 파라미터와 비교해서 와이어가 증착율 및 와이어 공급 속도를 나타낸다는 것을 보여준다. 표 3은 250A, 300A, 및 350A 전류에서 .045" 직경 테스트 와이어의 증착율 범위를 나타낸다.
증착율(lbs/hr)
250A 300A 350A
ER70S-6 7.7 11.6 14.2
E70C-6 8.6 11.9 14.8
#1-004 8.8 12.3 14.9
#1-005 9. 12.3 15.5
#1-016 10.4 15.4 19,2
표 4는 표 3에서와 동일한 전류에 대한 와이어 공급 속도 비교 데이터를 나타낸다.
와이어 공급 속도 비교(inch/min)
250A 300A 350A
E70C-6 359 469 570
#1-004 353 459 541
#1-005 354 464 569
#1-016 404 569 695
도 4 및 도 5는 용접 와이어의 단면을 50x 배율로 도시한다. 도 4는 겹치기 형태로 구부러진 2개의 스트립으로 만들어진 와이어의 단면을 도시한다. 도 5는 이중 스트립 동축 와이어의 50x 배율을 도시한다.
본 발명의 새로운 소모성 용접 와이어 전극을 갖는 용접 장치를 이용하여 소재 상에 용접물을 형성하기 위해, 용접 공정은 용접 와이어 전극을 공급하는 수단과, 차폐 가스를 상기 장치에 공급하는 수단을 갖는 용접 장치를 이용한다. 와이어를 용접 장치에 공급하는 수단은, 와이어 드라이브, 및 와이어 릴, 또는 용접 공정 동안 소모된 와이어의 부분을 대체하는데 충분한 속도로 와이어를 장치에 공급하는 임의의 다른 적합한 장치(arrangement)를 포함할 수 있다. 와이어를 용접 장치에 공급하는 수단이 상기 장치의 내부 또는 외부에 위치할 수 있음이 구상된다. 용접 장치는 전원에 결합되고, 아크는 용접물이 형성되는 소재와 전극 사이에 형성된다. 차폐 가스를 용접 공정에 공급하는 것은 가스를 용접 장치의 가스 노즐에 공급하는 외부 가스 공급부로부터 이루어질 수 있다.
본 발명에 의해 구상된 와이어의 제조 공정은 형성 및 연신 단계를 포함하는데, 상기 연신 단계는 원하는 경우 롤링으로 대체될 수 있다. 형성 단계 동안, 연속 강 스트립은, 동축, 또는 비-동축, 또는 임의의 다른 원하는 형상으로 형성될 일련의 형성 롤을 통과하며, 그 후 와이어의 원하는 직경에 도달하기 위해 일련의 다이를 통과한다. 이중 동축 또는 비-동축 와이어는 배럴 형태의 와이어 내부에 동축 또는 비-동축 와이어로 동시에 형성되고 연신된 2개의 스트립을 수반한다.
이전 설명의 변경 및 변형은 본 발명의 범주 내에 있다. 본 명세서에 개시되고 한정된 본 발명이 명세서 및/또는 도면으로부터 언급되거나 이로부터 명백한 2개 이상의 개별적인 특징의 모든 대안적인 조합으로 확장된다는 것이 이해된다. 이들 모든 상이한 조합은 본 발명의 다양한 대안적인 양상을 구성한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명을 실행하기 위해 알려진 모드를 설명하고, 당업자가 본 발명을 이용하도록 할 것이다. 청구항은 종래 기술에 의해 허용된 정도로 대안적인 실시예를 포함하도록 구성될 것이다.
본 발명의 다양한 특징은 첨부된 청구항에 설명된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 일반적으로 소모성 용접 와이어 전극에 대한 용접 공정에 관한 것으로, 설치된 동축 또는 비-동축 스트립이 그 공정에 사용된 소모성 전극을 포함하는 가스-금속 아크(arc) 용접 공정 등에 효과적이다.

Claims (10)

  1. 금속 스트립의 고체 금속 코어와 상기 고체 금속 코어를 감싸는 고체 외피(solid sheath)를 포함하는 용접 와이어 전극으로서,
    상기 고체 금속 코어는 비 분말 금속 코어이고,
    상기 용접 와이어 전극은 상기 금속 코어 내에 틈과, 상기 금속 코어와 상기 외피 사이의 인터페이스를 가지며,
    상기 용접 와이어 전극은 75ksi 까지의 인장 강도와, -20F(약 -29℃)에서 70ft-lbs(약 95Nm)까지의 충돌 강도를 갖고, 250A, 300A, 및 350A의 각 암페어수에서 각각 10.3 lbs/hr( 4.7kg/hr)까지, 15 lbs/hr( 6.8kg/hr)까지, 및 18.7 lbs/hr( 8.5kg/hr) 까지의 증착율을 달성하는, 용접 와이어 전극.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 고체 금속 코어는 C-형태를 갖는, 용접 와이어 전극.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 고체 금속 코어 및 상기 고체 외피는 동축인, 용접 와이어 전극.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 고체 금속 코어는 S-형태를 갖는, 용접 와이어 전극.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 금속 스트립은 겹치기(lap) 형태로 구부러지는, 용접 와이어 전극.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 금속 스트립은 맞대기(butt) 형태로 구부러지는, 용접 와이어 전극.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 고체 외피 주위에 감겨진 제 3 금속 스트립을 더 포함하는, 용접 와이어 전극.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 금속 스트립은 강철로 만들어지는, 용접 와이어 전극.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 고체 외피는 강철로 만들어지는, 용접 와이어 전극.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 외피는 상기 고체 금속 코어 주위에 감겨진 구부러진 스트립으로 만들어지는, 용접 와이어 전극.
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