KR101370405B1 - Flux for welding, filler for cored wire and flux cored wire for overlay welding - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플럭스 전체 중량을 기준으로 SiO2 45~75%, Al2O3 5~35%, 및 K2O 8~25%를 포함하는 용접용 플럭스를 제공한다.
본 발명에 따른 용접용 플럭스는 합금 분말과 함께 배합되어 플럭스 코어드 와이어용 충진재로 사용될 수 있다. 이러한 플럭스 코어드 와이어로 오버레이 용접을 하는 경우 용접부의 희석률 및 희석률 편차가 최소화되므로 합금 분말의 초기 상태 및 용접 후 상태 간의 질량 비율의 변동폭이 적고 변형유기상변태와 같이 합금조성의 공차(tolerance)가 매우 작은 합금을 이용하는 것이 가능하여 용접 품질의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 플럭스 코어드 와이어로 오버레이 용접을 하는 경우 언더컷, 사행비드, 기공 발생 등이 억제되어 용접부의 비드 형상을 양호하게 유지할 수 있고, 용접 표면의 열화 내지 크랙으로 인한 용접 불량을 방지할 수 있다. The present invention provides a welding flux comprising 45 to 75% SiO 2 , 5 to 35% Al 2 O 3 , and 8 to 25% K 2 O based on the total weight of the flux.
The welding flux according to the present invention may be combined with the alloy powder to be used as a filler for the flux cored wire. In case of overlay welding with such flux cored wire, the dilution rate and dilution rate variation of welded parts are minimized, so the variation of mass ratio between initial state and post-weld state of alloy powder is small and tolerance of alloy composition such as deformation organic phase transformation It is possible to use a very small alloy to improve the reliability of the welding quality. In addition, in the case of overlay welding with such a flux cored wire, undercut, meander beads, pore generation, etc. are suppressed, so that the bead shape of the weld portion can be maintained well, and welding defects due to deterioration or cracking of the weld surface can be prevented. .

Description

용접용 플럭스, 코어드 와이어용 충진재 및 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어{Flux for welding, filler for cored wire and flux cored wire for overlay welding}Flux for welding, filler for cored wire and flux cored wire for overlay welding}

본 발명은 코어드 와이어의 충진재를 구성하는 성분으로 사용되어 오버레이 용접시 용접부의 희석율 및 이의 편차를 최소화하고 용접부의 비드 형상을 양호하게 유지시킬 수 있는 플럭스, 상기 플럭스를 포함하는 코어드 와이어용 충진재 및 상기 충진재를 포함하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.The present invention is used as a component constituting the filler of the cored wire flux to minimize the dilution rate and deviation of the weld portion during overlay welding and to maintain the bead shape of the weld well, the filler for the core wire including the flux And a flux cored wire for overlay welding comprising the filler.

접합금속소재는 도 1에서 보이는 바와 같이 구조접합용, 라미네이트 접합용, 오버레이 접합용으로 구분될 수 있다. 오버레이 접합소재는 기계부품에 내마모성, 내부식성 등과 같은 표면성능을 부여하기 위해 저렴한 모재 표면 위에 용접공법을 통해 덧씌워지는 접합소재를 말한다. 오버레이 접합소재는 제품형태에 따라 솔리드 와이어, 코어드 와이어, 용접봉 등으로 구분된다. 내마모, 내마식 용도의 오버레이 접합소재는 합금원소의 함량이 높기 때문에 솔리드 와이어로는 제조가 어렵고, 용접봉 제품은 대면적 오버레이를 위한 공정자동화에 효율적이지 못하다. 이러한 이유로 대부분의 내마모, 내마식 오버레이 접합소재는 코어드 와이어 형태로 제조되고 있다. 코어드 와이어는 외피-코어(Sheath-core) 구조의 와이어로서, 구체적으로 금속으로 이루어진 외피재(sheath)를 말아서 그 내부에 용접용 플럭스나 합금분말을 충진한 형태의 와이어를 말한다. 일반적으로 코어에 해당하는 충진재의 주성분이 용접용 플럭스이면 플럭스 코어드 와이어라고 하고, 주성분이 합금분말이면 메탈 코어드 와이어라고 하는데 합금분말도 용접용 플럭스의 일종으로 간주하여 플럭스 코어드 와이어로 통칭하기도 한다. 이러한 플럭스 코어드 와이어를 이용한 오버레이 용접은 주로 경화 육성(hard facing), 표면 클래딩(surface cladding), 버터링(buttering) 등에 적용된다. 경화 육성이란 금속부품의 마모되기 쉬운 표면에 내마모성 경질 금속을 용착시키는 처리를 말하며, 표면 클래딩이란 모재의 표면에 모재와 특성이 다른 금속 분말, 금속 와이어 등을 녹여 새로운 금속층을 입히는 기술로서 정밀 기계 부품에서 높은 경도, 내마모성, 내식성, 내열성 등이 요구되는 부품 생산에 사용되고 있으며, 버터링이란 맞대기 용접을 할 때, 모재의 열 영향을 방지하기 위하여 홈(groove) 표면에 다른 종류의 금속을 표면 피복 용접하는 것을 말한다.The bonded metal material can be divided into structural bonding, laminate bonding, and overlay bonding as shown in FIG. Overlay bonding material refers to a bonding material that is overlayed on the surface of an inexpensive base material by welding to give surface properties such as abrasion resistance and corrosion resistance to mechanical parts. Overlay bonding materials are classified into solid wire, cored wire, and welding rod depending on the product type. Overlay bonding materials for abrasion resistance and abrasion resistance are difficult to manufacture with solid wire because of the high content of alloying elements, and electrode rod products are not efficient for process automation for large area overlay. For this reason, most wear-resisting, wear-resisting overlay joints are manufactured in the form of a core wire. The core wire is a sheath-core wire, and specifically refers to a wire in which a sheath made of metal is rolled and a flux for welding or an alloy powder is filled in the sheath. Generally, if the main component of the filler corresponding to the core is a flux for welding, it is called a flux cored wire. If the main component is an alloy powder, it is called a metal cored wire. The alloy powder is also regarded as a kind of flux for welding. do. Overlay welding using such flux cored wires is mainly applied to hard facing, surface cladding, buttering, and the like. Surface hardening refers to the treatment of depositing a wear resistant hard metal on the surface of a metal part that is susceptible to abrasion. The surface cladding is a technique of applying a new metal layer on the surface of a base material by melting metal powders, metal wires, Buttering is a method of surface welding other types of metal on the groove surface to prevent the thermal effect of the base metal when the butt welding is performed. It says.

오버레이 접합소재는 용접공법을 통해 모재 위에 덧씌워지기 때문에 모재의 용융 및 혼합으로 인한 합금성분의 희석이 필연적으로 발생하며, 오버레이 접합 소재의 희석율은 용접공정조건에 따라 최대 40%까지 편차가 발생할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 변형유기상변태와 같이 합금조성의 공차(tolerance)가 매우 작은 합금의 경우에는 오버레이 용접시 발생하는 희석률 편차로 인해 성능이 구현될 수 없게 되므로 이러한 오버레이 접합 금속의 희석률 변동을 최소한으로 억제하는 방안이 요구된다. 또한, 용접의 신뢰성 내지 안정성은 용접부의 형상에 의해 영향을 받는데, 일반적으로 용접부의 비드 외관이 언더컷(비드 퍼짐성이 불량한 경우)이거나 용접부가 사행비드 형태를 가지거나 용접부의 비드에 기공이 형성되는 경우 용접이 불량함을 의미하고, 그로 인해 용접 표면의 열화 내지 크랙 등이 발생하는 문제가 있다.Since the overlay joint material is overlaid on the base material by the welding method, dilution of the alloying components due to melting and mixing of the base material inevitably occurs, and the dilution rate of the overlay joint material may vary up to 40% depending on the welding process conditions. It is known. However, in the case of an alloy having a very small tolerance of alloying composition, such as a modified organic phase transformation, the performance can not be realized due to a variation in the dilution rate caused by overlay welding. Therefore, the fluctuation of the dilution ratio of the overlay bonding metal is minimized . In addition, the reliability or stability of the welding is influenced by the shape of the weld, in general, when the bead appearance of the weld is undercut (when poor bead spreading is poor), the weld has a meandering bead shape, or when pores are formed in the bead of the weld. This means that the welding is poor, and therefore, there is a problem that deterioration or cracking of the welding surface occurs.

이러한 오버레이 접합 소재의 희석률 및 희석률 편차를 최소화하고 용접 비드의 외관을 양호하게 하기 위하여 용접용 플럭스를 사용하는 기술이 제안되고 있다. 예를 들어 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0120645호에는 용접 비드의 희석율을 최소화하고 용접 비드의 양호한 퍼짐성을 얻기 위하여 Mn, Al, Si, Ti, ZrO2, NaF 및 MgF2가 소정 질량 비율로 첨가되어 조성된 용접용 플럭스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0340640호에는 중량비로 SiO2:13-20%, CaF2:16-21.5%, MgO:38.5-48%, Al2O3:16-22% 및 (Na2O+K2O+MnO+FeO):0.5-6.0%로 구성되고, 개재물 혼입이 없고, 비드 외관이 우수하며 표면 산화가 안 일어나는 용접용 플럭스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0462037호에는 중량%로 SiO2 : 7~10%, CaO: 2~5%, MgO: 12~20%, Al2O3 : 35~45%, TiO2 : 5~10%, CaF2 : 13~17%, Na2O+K2O+MnO≤ 10%를 포함하여 조성되고, (CaO+CaF2)/TiO2 비가 1.8~2.3로 제어되고, 건전한 비드 외관과 우수한 충격 인성을 갖는 용접금속을 확보함에 유용한 용접용 플럭스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0466204호에는 SiO2 11-21 중량%, Al2O3가 37-51 중량%, TiO2가 2-13 중량%, CaO 가 0.5-5 중량%, CaF2가 6-19 중량%, MnO가 2-10 중량%, MgO가 5-17 중량%, Na2O, K2O, Li2O 중 1성분 혹은 그 이상의 합이 0.05-5 중량%, 총 Fe 함량이 0.5-7 중량%, CO2(탄산염광물에서의 환산치)가 0.5-3 중량%의 함량을 가지고, 용접강의 우수한 인장 강도 및 충격 인성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 비드 외관이 균일하고 슬래그 박리성도 개선하는 효과를 달성할 수 있는 용접용 플럭스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0550334호에는 중량%로 SiO2 : 10∼20％, Al2O3 : 20∼35％, MgO : 20∼30％, CaF2 : 10∼25％, CaO : 1∼3％, FeO : 1∼5％, MnO : 4∼8％, Na2O＋K2O : 1∼3％를 포함하여 조성되고; MgO/(SiO2＋CaO)가 1.00∼2.20이고 CO2함량이 1％이하이며; 그 입도가 1.7mm(ASTM 12메쉬)를 초과하는 플럭스가 10%이하이고 500㎛(ASTM 35메쉬)미만인 플럭스가 10%이하로 구성되어 있고, 양호한 비드 외관 및 우수한 충격 인성을 확보하는데 유용한 용접용 플럭스가 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-0774156호에는 플럭스 전체 중량에 대하여, SiO2: 12.0~20.0%, Al2O3: 18.0~27.0%, ZrO2: 6.0~12.0%, CaO: 6.0~12.0%, CaF2: 7.0~16.0%, MnO: 2.0~5.0%, MgO: 20.0~29.0%, Na2O, K2O, Li2O 중 1성분 또는 그 이상의 합: 1.5~4.5%, 잔부로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고, 용접시 양호한 아크안정성, 슬래그 박리성을 가지고, 내포크마크성, 내피트성과 같이 용접결함을 억제하는 특성을 가지며, 비드 외관이 우수한 용접용 플럭스가 개시되어 있다.In order to minimize the dilution rate and the dilution rate variation of the overlay bonding material and to improve the appearance of the weld bead, a technique using a welding flux has been proposed. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0120645 discloses that Mn, Al, Si, Ti, ZrO 2 , NaF and MgF 2 have a predetermined mass ratio in order to minimize the dilution rate of the welding beads and to obtain good spreadability of the welding beads. The added flux for welding is disclosed. In addition, Korean Patent Publication No. 10-0340640 discloses SiO 2 : 13-20%, CaF 2 : 16-21.5%, MgO: 38.5-48%, Al 2 O 3 : 16-22% and (Na 2 O + K 2 O + MnO + FeO): A welding flux consisting of 0.5-6.0%, no inclusions, excellent bead appearance and no surface oxidation is disclosed. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0462037 in the weight percent SiO 2 : 7 ~ 10%, CaO: 2 ~ 5%, MgO: 12 ~ 20%, Al 2 O 3 : 35 ~ 45%, TiO 2 : 5-10%, CaF 2 : 13-17%, Na 2 O + K 2 O + MnO ≤ 10%, containing (CaO + CaF 2 ) / TiO 2 ratio is controlled to 1.8 ~ 2.3, sound beads Welding fluxes are disclosed that are useful for securing weld metals that have an appearance and excellent impact toughness. In addition, Korean Patent Publication No. 10-0466204 discloses 11-21 wt% SiO 2 , 37-51 wt% Al 2 O 3 , 2-13 wt% TiO 2 , 0.5-5 wt% CaO, CaF 2 6-19% by weight, 2-10% by weight MnO, 5-17% by weight MgO, 0.05-5% by weight of one or more components of Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, total Fe It has a content of 0.5-7 wt% and CO 2 (converted value in carbonate minerals) of 0.5-3 wt%, not only can maintain the excellent tensile strength and impact toughness of the weld steel, but also bead appearance and slag uniform There is disclosed a welding flux that can achieve an effect of improving peelability. In addition, Korean Patent Publication No. 10-0550334 discloses, by weight%, SiO 2 : 10-20%, Al 2 O 3 : 20-35%, MgO: 20-30%, CaF 2 : 10-25%, CaO: 1 to 3%, FeO: 1 to 5%, MnO: 4 to 8%, and Na 2 O + K 2 O: 1 to 3%; MgO / (SiO 2 + CaO) is 1.00 to 2.20 and the CO 2 content is 1% or less; 10% flux less than 1.7mm (ASTM 12 mesh) and flux less than 500µm (ASTM 35 mesh) and less than 10%, useful for welding to ensure good bead appearance and good impact toughness Flux is disclosed. In addition, the Republic of Korea Patent Publication No. 10-0774156 has a total weight of flux, SiO 2 : 12.0 ~ 20.0%, Al 2 O 3 : 18.0 ~ 27.0%, ZrO 2 : 6.0 ~ 12.0%, CaO: 6.0 ~ 12.0% , CaF 2 : 7.0 ~ 16.0%, MnO: 2.0 ~ 5.0%, MgO: 20.0 ~ 29.0%, Na 2 O, K 2 O, one or more of Li 2 O: 1.5 ~ 4.5%, balance as Fe And a welding flux containing unavoidable impurities, having good arc stability during welding, slag peelability, suppressing welding defects such as fork mark resistance and pit resistance, and having excellent bead appearance.

본 발명은 상기와 같은 배경 하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 첫 번째 목적은 용접시 용접부의 희석률 및 희석률 편차를 최소화하고, 동시에 용접부의 비드 형상을 양호하게 유지할 수 있는 용접용 플럭스를 제공하는데에 있다.The present invention is derived from the above background, the first object of the present invention is to provide a welding flux that can minimize the dilution rate and dilution rate of the weld portion during welding, and at the same time maintain a good bead shape of the weld portion Is in.

또한, 본 발명의 두 번째 목적은 외피-코어(Sheath-core) 구조의 코어드 와이어에서 코어에 해당하는 충진재를 제공하는데에 있다.In addition, a second object of the present invention is to provide a filler corresponding to the core in the cored wire of the sheath-core structure.

또한, 본 발명의 세 번째 목적은 오버레이 용접시 접합 소재로 사용되고 용접의 안정성과 신뢰성을 부여할 수 있는 플럭스 코어드 와이어를 제공하는데에 있다.In addition, a third object of the present invention is to provide a flux cored wire that is used as a joining material in overlay welding and can impart stability and reliability of welding.

본 발명의 상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예는 플럭스 전체 중량을 기준으로 SiO2 45~75%, Al2O3 5~35%, 및 K2O 8~25%를 포함하는 용접용 플럭스를 제공한다.In order to solve the above object of the present invention, an example of the present invention is a welding comprising SiO 2 45-75%, Al 2 O 3 5-35%, and K 2 O 8-25% based on the total weight of the flux Provide the flux.

또한, 본 발명의 다른 예는 상기 용접용 플럭스 및 합금 분말을 포함하는 조성물로 이루어진 코어드 와이어용 충진재를 제공한다.In addition, another example of the present invention provides a filler for the cored wire made of a composition comprising the welding flux and the alloy powder.

또한, 본 발명의 또 다른 예는 금속 외피 및 상기 외피 내에 충진된 충진재를 포함하고, 이때 충진재가 상기 용접용 플럭스 및 합금 분말을 포함하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공한다.In addition, another example of the present invention includes a metal shell and a filler filled in the shell, wherein the filler is a flux cored wire for overlay welding, characterized in that the filler comprises a composition comprising the welding flux and alloy powder to provide.

본 발명에 따른 용접용 플럭스는 합금 분말과 함께 배합되어 플럭스 코어드 와이어용 충진재로 사용될 수 있다. 이러한 플럭스 코어드 와이어로 오버레이 용접을 하는 경우 용접부의 희석률 및 희석률 편차가 최소화되므로 합금 분말의 초기 상태 및 용접 후 상태 간의 질량 비율의 변동폭이 적고 변형유기상변태와 같이 합금조성의 공차(tolerance)가 매우 작은 합금을 이용하는 것이 가능하여 용접 품질의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 플럭스 코어드 와이어로 오버레이 용접을 하는 경우 언더컷, 사행비드, 기공 발생 등이 억제되어 용접부의 비드 형상을 양호하게 유지할 수 있고, 용접 표면의 열화 내지 크랙으로 인한 용접 불량을 방지할 수 있다. The welding flux according to the present invention may be combined with the alloy powder to be used as a filler for the flux cored wire. In case of overlay welding with such flux cored wire, the dilution rate and dilution rate variation of welded parts are minimized, so the variation of mass ratio between initial state and post-weld state of alloy powder is small and tolerance of alloy composition such as deformation organic phase transformation It is possible to use a very small alloy to improve the reliability of the welding quality. In addition, in the case of overlay welding with such a flux cored wire, undercut, meander beads, pore generation, etc. are suppressed, so that the bead shape of the weld portion can be maintained well, and welding defects due to deterioration or cracking of the weld surface can be prevented. .

도 1은 접합금속소재의 용도에 따른 분류를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어의 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제조하는데에 사용된 플럭스 코어드 와이어의 제조라인을 나타낸 사진이다.
도 4는 단일패스 오버레이 용접부의 희석률 측정을 위해 채취한 시료의 사진이다.
도 5는 용접시 용접부에 형성되는 비드의 종단면 형상을 구조적으로 나타낸 것이다.
도 6은 충진재로 합금 분말만을 포함한 코어드 와이어(와이어 비교제조예 9)를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 7은 본 발명의 와이어 제조예 4-1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 8은 본 발명의 용접 비교시험예 2의 결과로서 비드의 외관이 언더컷 형태인 용접부의 단면을 나타낸 사진이다. 도 9는 본 발명의 와이어 비교제조예 1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 10은 본 발명의 와이어 비교제조예 5-1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다.Fig. 1 shows a classification according to the use of a bonded metal material.
2 is a perspective view of a flux cored wire for overlay welding according to the present invention.
3 is a photograph showing a manufacturing line of a flux cored wire used for manufacturing a flux cored wire for overlay welding according to the present invention.
4 is a photograph of a sample taken for dilution measurement of a single pass overlay weld.
Figure 5 structurally shows the longitudinal cross-sectional shape of the beads formed in the weld portion during welding.
FIG. 6 is a photograph showing the appearance (left) and cross section (right) of the welded portion obtained when welded under a welding voltage of 30 V using a cored wire (wire comparative production example 9) containing only alloy powder as a filler. 7 is a photograph showing the appearance (left) and the cross-section (right) of the welded section obtained when welding at 30V welding voltage conditions using the flux cored wire obtained in Wire Preparation Example 4-1 of the present invention. FIG. 8 is a photograph showing a cross section of a welded portion having an undercut appearance as a result of welding Comparative Test Example 2 of the present invention. FIG. 9 is a photograph showing the appearance (left) and the cross-section (right) of the welded section obtained when welding at 30V welding voltage condition using the flux cored wire obtained in Comparative Example 1 of the present invention. FIG. 10 is a photograph showing the appearance (left) and cross section (right) of the welded section obtained when welding is performed under a welding voltage of 30 V using the flux cored wire obtained in Comparative Example 5-1 of the present invention.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 첫 번째 측면은 용접용 플럭스에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 용접용 플럭스는 SiO2, Al2O3, 및 K2O를 필수성분으로 포함하여, 이들 성분들의 다양한 상호작용 및 배합비에 의해 성능이 발휘된다.
The first aspect of the present invention relates to a welding flux, the welding flux according to the present invention includes SiO 2 , Al 2 O 3 , and K 2 O as an essential component, to a variety of interaction and blending ratio of these components Performance is exhibited.

산화규소(Silicon oxide SiOSiO 22 ))

본 발명의 용접용 플럭스에서 SiO2는 슬래그 형성재의 하나로서 용융 슬래그의 점성과 융점을 조정하여 용접부 비드의 외관을 미려하게 하고 양호하게 하는 역할을 한다. 본 발명의 용접용 플럭스에서 SiO2 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 45~75%로 제한되며, 50~70%인 것이 바람직하고, 60~70%인 것이 더 바람직하다. SiO2 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 다른 성분들의 함량이 제한될 수 있고, 용접시 희석율 및 그 편차를 크게 하거나 용접부의 형상이 사행비드가 될 염려가 있다.
In the welding flux of the present invention, SiO 2 serves as one of slag forming materials to adjust the viscosity and melting point of the molten slag to make the appearance of the weld bead beautiful and good. The SiO 2 content in the welding flux of the present invention is limited to 45 to 75% based on the total weight of the flux, preferably 50 to 70%, more preferably 60 to 70%. When the SiO 2 content is out of the above range, the content of other components may be limited, and the dilution rate and variation thereof may be increased during welding, or the shape of the weld may be a meandering bead.

산화알루미늄(Aluminum oxide ( AlAl 22 OO 33 ))

본 발명의 용접용 플럭스에서 Al2O3는 용적을 미세화시켜 스프레이 아크를 형성시키며 비드의 파형을 적게하고 슬래그 박리성을 향상시키는 성분이다. 본 발명의 용접용 플럭스에서 Al2O3의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 5~35%로 제한되며, 5~35%인 것이 바람직하고, 10~30%인 것이 더 바람직하다. Al2O3 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 다른 성분들의 함량이 제한될 수 있고, 용접시 희석율 및 그 편차를 크게 하거나 용접부의 형상이 사행비드가 될 염려가 있다.
In the welding flux of the present invention, Al 2 O 3 is a component that refines the volume to form a spray arc, reduces the wave shape of the beads, and improves slag peelability. In the welding flux of the present invention, the content of Al 2 O 3 is limited to 5 to 35% based on the total weight of the flux, preferably 5 to 35%, and more preferably 10 to 30%. If the Al 2 O 3 content is out of the above range, the content of the other components may be limited, there is a concern that the dilution rate and the deviation during welding, or the shape of the weld portion may be meandering beads.

산화칼륨(Potassium oxide ( KK 22 OO ))

본 발명의 용접용 플럭스에서 K2O는 슬래그의 표면장력 및 점성을 조절하여 희석율 및 그 편차를 최소화시키고 용접부 비드에 기공이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 본 발명의 용접용 플럭스에서 K2O의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 8~25%로 제한되며, 8~20%인 것이 바람직하고, 10~20%인 것이 더 바람직하다. K2O의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우 다른 성분들의 함량이 제한될 수 있고, 용접시 희석율 및 그 편차를 크게 하거나 용접부에 기공이 발생할 염려가 있다.
K 2 O in the welding flux of the present invention serves to control the surface tension and viscosity of the slag to minimize the dilution rate and its deviation and to prevent the generation of pores in the weld bead. The content of K 2 O in the welding flux of the present invention is limited to 8 to 25% based on the total weight of the flux, preferably 8 to 20%, more preferably 10 to 20%. When the content of K 2 O is out of the above range, the content of other components may be limited, and the dilution rate and variation thereof may be increased during welding, or porosity may occur in the weld.

기타성분Other ingredients

본 발명의 바람직한 일 예에 따른 용접용 플럭스는 SiO2, Al2O3, 및 K2O 외에 잔량으로 MgO, CaCO3 또는 Fe2O3에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있다. MgO는 탈산제 및 슬래그 형성제로 사용되는 것으로서, 본 발명의 용접용 플럭스에서 그 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~20%인 것이 바람직하고, 0.5~10%인 것이 더 바람직하다. MgO의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 용접시 용접부에 기공이 발생할 염려가 있다. CaCO3는 용접 중에 용접부를 차폐하는 기능을 가진 이산화탄소를 발생시키고 수소 및 질소의 분압을 감소시켜 용접 금속으로 침입을 방지한다. 또한, CaCO3는 슬래그의 점성 및 응고 온도를 조정하여 용접금속의 충격강도를 향상시키는 역할을 한다. 본 발명의 용접용 플럭스에서 CaCO3의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~20%인 것이 바람직하고, 0.5~10%인 것이 더 바람직하다. CaCO3의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 용접시 희석율을 상승시키고 용접부의 비드 형상이 언더컷으로 형성될 염려가 있다. Fe2O3는 보통 플럭스 제조시 원료 분말에 함유된 불순물로 플럭스 특성에 큰 영향을 미치지 않으나, 적정 수준으로 포함되는 경우 플럭스 구성분말들을 서로 응집시키는 바인더로 작용하거나 용접금속의 충격강도를 향상시키는 역할을 한다. 본 발명의 용접용 플럭스에서 Fe2O3의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~10%인 것이 바람직하고, 0.1~5%인 것이 더 바람직하다. Fe2O3의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 용접시 희석율 및 그 편차를 상승시킬 염려가 있다.
Welding flux according to a preferred embodiment of the present invention may further include one or more selected from MgO, CaCO 3 or Fe 2 O 3 in the remaining amount in addition to SiO 2 , Al 2 O 3 , and K 2 O. MgO is used as a deoxidizer and slag forming agent, the content of the welding flux of the present invention is preferably from 0.1 to 20%, more preferably from 0.5 to 10% based on the total weight of the flux. If the content of MgO exceeds the above range, there is a fear that pores occur in the weld portion during welding. CaCO 3 generates carbon dioxide with the function of shielding the weld during welding and reduces the partial pressure of hydrogen and nitrogen to prevent penetration into the weld metal. In addition, CaCO 3 serves to improve the impact strength of the weld metal by adjusting the viscosity and solidification temperature of the slag. The content of CaCO 3 in the welding flux of the present invention is preferably 0.1 to 20%, more preferably 0.5 to 10% based on the total weight of the flux. If the content of CaCO 3 exceeds the above range, there is a concern that the dilution rate during welding increases and the bead shape of the weld portion is formed as an undercut. Fe 2 O 3 is an impurity contained in the raw material powder during flux production and does not have a great influence on the flux characteristics. However, when Fe 2 O 3 is contained at an appropriate level, Fe 2 O 3 acts as a binder that aggregates the flux component powders together or improves the impact strength of the weld metal. Play a role. The content of Fe 2 O 3 in the welding flux of the present invention is preferably 0.1 to 10%, more preferably 0.1 to 5% based on the total weight of the flux. When the content of Fe 2 O 3 exceeds the above range, there is a concern that the dilution rate and the deviation during welding are increased.

본 발명의 다른 측면은 코어드 와이어용 충진재에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 코어드 와이어용 충진재는 전술한 플럭스 및 합금 분말을 포함하는 조성물로 이루어진다. 이때 합금 분말 대 플럭스의 중량비는 통상적인 수준에서 결정되며, 20:1 내지 800:1인 것이 바람직하고, 20:1 내지 600:1인 것이 더 바람직하며, 40:1 내지 400:1인 것이 가장 바람직하다. 이때 사용되는 합금 분말은 코어드 와이어 분야에서 통상적으로 사용되는 것이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 철을 필수성분으로 하고, 크롬, 망간, 규소, 탄소 또는 붕소에서 선택된 1종 이상을 부수성분으로 포함하는 합금에서 선택되는 것이 바람직하다. 구체적으로 합금 분말은 철-크롬 합금, 철-크롬-탄소 합금, 철-망간 합금, 철-붕소 합금 또는 철-규소 합금에서 선택된 1종 이상의 합금으로 이루어질 수 있다. 이러한 합금 분말은 철-크롬 합금(예를 들어 Fe-70Cr), 철-크롬-탄소 합금(예를 들어 Fe-60Cr-7C), 철-망간 합금(예를 들어 Fe-75Mn) 및 철-규소 합금(Fe-75Si)으로 이루어질 수 있고, 그 조성비는 크게 제한되지 않으나, 합금 분말 전체 중량을 기준으로 철-크롬 합금 55~65%, 철-크롬-탄소 합금 5~15%, 철-망간 합금 20~30%(예를 들어 Fe-75Mn) 및 철-규소 합금 잔량으로 구성될 수 있다. 또한, 합금 분말은 철-크롬 합금(예를 들어 Fe-70Cr), 철-크롬-탄소 합금(예를 들어 Fe-67Cr-8C), 철-붕소 합금(예를 들어 Fe-19B) 및 철-규소 합금(예를 들어 Fe-75Si)으로 이루어질 수 있고, 그 조성비는 크게 제한되지 않으나, 합금 분말 전체 중량을 기준으로 철-크롬 합금 0~5%, 철-크롬-탄소 합금 85~95%, 철-붕소 합금 2~10% 및 철-규소 합금 잔량으로 구성될 수 있다. 또한, 합금 분말은 1종의 합금으로 이루어질 수 있는데, 이러한 합금의 종류로는 철-크롬-탄소-규소 합금, 철-크롬-탄소-망간 합금, 철-크롬-탄소-붕소-규소 합금 등이 있다.
Another aspect of the present invention relates to a filler for a cored wire, the filler for the cored wire according to the present invention consists of a composition comprising the above-described flux and alloy powder. The weight ratio of alloy powder to flux is then determined at the usual level, preferably from 20: 1 to 800: 1, more preferably from 20: 1 to 600: 1, most preferably from 40: 1 to 400: 1. desirable. In this case, the alloy powder used is not particularly limited as long as it is commonly used in the field of cored wire, for example, iron is an essential component, and crushed at least one selected from chromium, manganese, silicon, carbon, or boron. It is preferable to select from the alloy containing as a component. Specifically, the alloy powder may be made of at least one alloy selected from an iron-chromium alloy, an iron-chromium-carbon alloy, an iron-manganese alloy, an iron-boron alloy, or an iron-silicon alloy. Such alloy powders include iron-chromium alloys (eg Fe-70Cr), iron-chromium-carbon alloys (eg Fe-60Cr-7C), iron-manganese alloys (eg Fe-75Mn) and iron-silicon It can be made of an alloy (Fe-75Si), the composition ratio is not particularly limited, but based on the total weight of the alloy powder, iron-chromium alloy 55 ~ 65%, iron-chromium-carbon alloy 5 ~ 15%, iron-manganese alloy 20 to 30% (eg Fe-75Mn) and iron-silicon alloy balance. The alloy powders also include iron-chromium alloys (eg Fe-70Cr), iron-chromium-carbon alloys (eg Fe-67Cr-8C), iron-boron alloys (eg Fe-19B) and iron- It may be made of a silicon alloy (for example Fe-75Si), the composition ratio is not significantly limited, based on the total weight of the alloy powder 0-5% iron-chromium alloy, 85-95% iron-chromium-carbon alloy, It may consist of 2-10% of the iron-boron alloy and the balance of the iron-silicon alloy. In addition, the alloy powder may be made of one kind of alloy, such alloys include iron-chromium-carbon-silicon alloys, iron-chromium-carbon-manganese alloys, iron-chromium-carbon-boron-silicon alloys, and the like. have.

본 발명의 또 다른 측면은 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어는 도 2에서 보이는 바와 같이 외피(10) 및 상기 외피 내에 충진된 충진재(20)를 포함하는 외피-코어(Sheath-core) 구조를 가진다. 이때 충진재는 전술한 본 발명의 충진재를 사용한다.Another aspect of the invention relates to a flux cored wire for overlay welding, wherein the flux cored wire according to the invention comprises a sheath 10 and a filler 20 filled in the sheath as shown in FIG. 2. It has a sheath-core structure. In this case, the filler uses the filler of the present invention described above.

본 발명의 플럭스 코어드 와이어에서 외피를 형성하는 재료는 용접 분야에서 통상적으로 사용되는 금속이라면 그 종류가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 연강(mild steel)인 것이 바람직하다. 연강은 탄소의 양이 적고 비교적 연한 탄소강으로 탄소의 함유량이 중량 기준으로 0.2% 전후, 예를 들어 0.12~0.25%인 보통강을 말한다. 플럭스 코어드 와이어는 보통 연강 스트립에 충진재를 충진하고, 연강 스트립을 와이어 형태로 가공하여 제조된다.The material forming the shell in the flux cored wire of the present invention is not particularly limited as long as it is a metal commonly used in the welding field, for example, mild steel. Mild steel is a mild carbon steel with a small amount of carbon, and refers to ordinary steel having a carbon content of about 0.2%, for example, 0.12 to 0.25% by weight. Flux cored wire is usually produced by filling a mild steel strip with a filler and processing the mild steel strip in the form of a wire.

본 발명의 플럭스 코어드 와이어에서 충진재의 충진율(외피 및 충진재를 합한 총 중량을 기준으로 한 충진재의 중량%)은 20~40%인 것이 바람직하고, 25~35%인 것이 더 바람직하다. 충진재의 충진율이 상기 범위를 벗어나는 경우 플럭스 코어드 와이어를 기준으로 한 합금 분말과 플럭스의 함량이 적정 범위를 벗어나 용접시 희석율 및 그 편차가 커지거나 용접부 비드의 형상이 언더컷 또는 사행비드가 되거나 용접부 비드에 기공이 발생하여 전체적으로 용접 품질이 저하될 염려가 있다. 또한, 본 발명의 플럭스 코어드 와이어 내에서 전술한 플럭스의 함량은 플럭스 코어드 와이어 전체 중량(외피, 합금 분말 및 플럭스를 합한 총 중량)을 기준으로 0.05~2%인 것이 바람직하고, 0.05~1%인 것이 더 바람직하며, 0.1~1%인 것이 가장 바람직하다.
In the flux cored wire of the present invention, the filling rate of the filler (wt% of the filler based on the total weight of the shell and the filler) is preferably 20 to 40%, more preferably 25 to 35%. When the filling rate of the filler material is out of the above range, the content of the alloy powder and the flux based on the flux cored wire is out of an appropriate range, and the dilution rate and the deviation thereof during welding are increased or the shape of the weld bead becomes an undercut or a bead, There is a possibility that the quality of the welding is deteriorated as a whole. In addition, the content of the aforementioned flux in the flux cored wire of the present invention is preferably 0.05 to 2% based on the total weight of the flux cored wire (total weight of the skin, alloy powder and flux), and 0.05 to 1 It is more preferable that it is%, and it is most preferable that it is 0.1 to 1%.

이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 다만, 하기 실시예들은 본 발명의 내용을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the following examples are intended to clearly illustrate the present invention and do not limit the scope of protection of the present invention.

1. 용접용 1. Welding 플럭스의Flux 제조 Produce

하기 표 1에 표시된 바와 같이 원료 분말을 배합하여 플럭스를 제조하였다.Flux was prepared by blending the raw powder as shown in Table 1 below.

플럭스 구분Flux classification 플럭스 조성(중량%, 플럭스 전체 중량 기준)Flux composition (% by weight, flux total weight) SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 K2OK 2 O MgOMgO CaCO3 CaCO 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 Na2ONa 2 O 플럭스 제조예 1Flux Preparation Example 1 7575 1717 88 플럭스 제조예 2Flux Preparation Example 2 7575 55 2020 플럭스 제조예 3Flux Preparation Example 3 6565 2020 1515 플럭스 제조예 4Flux Preparation Example 4 6060 3232 88 플럭스 제조예 5Flux Preparation Example 5 6060 1515 2525 플럭스 제조예 6Flux Preparation Example 6 4545 3535 2020 플럭스 제조예 7Flux Preparation Example 7 6565 1515 1010 1010 플럭스 제조예 8Flux Preparation Example 8 6565 1515 1010 1010 플럭스 제조예 9Flux Preparation Example 9 6565 1515 1515 55 플럭스 비교제조예 1Flux Comparative Production Example 1 6565 1515 2525 플럭스 비교제조예 2Flux Comparative Production Example 2 6565 1515 2525 플럭스 비교제조예 3Flux Comparative Production Example 3 6565 2020 1515 플럭스 비교제조예 4Flux Comparative Production Example 4 6565 2020 1515 플럭스 비교제조예 5Flux Comparative Production Example 5 100100 플럭스 비교제조예 6Flux Comparative Production Example 6 100100 플럭스 비교제조예 7Flux Comparative Production Example 7 7575 2323 22 플럭스 비교제조예 8Flux Comparative Production Example 8 4545 2525 3030

2. 2. 코어드Cored 와이어용For wire 충진재의Filler 제조 Produce

하기 표 2에 표시된 바와 같이 플럭스와 합금 분말을 혼합하여 코어드 와이어용 충진제를 제조하였다. 이때 사용한 합금 분말은 Fe-70Cr 합금 59 중량부, Fe-60Cr-7C 합금 11 중량부, Fe-75Mn 합금 26 중량부 및 Fe-75Si 합금 4 중량부를 혼합한 것이다.As shown in Table 2 below, the flux and the alloy powder were mixed to prepare a filler for the cored wire. The alloy powder used at this time is a mixture of 59 parts by weight of Fe-70Cr alloy, 11 parts by weight of Fe-60Cr-7C alloy, 26 parts by weight of Fe-75Mn alloy and 4 parts by weight of Fe-75Si alloy.

충진재 구분Filler Classification 충진재 조성Filling material composition 합금 분말 사용량
(g)Alloy powder usage
(g) 플럭스 종류Flux type 플럭스 사용량
(g)Flux usage
(g) 충진재 제조예 1-1Filling Example 1-1 280280 플럭스 제조예 1Flux Preparation Example 1 1One 충진재 제조예 1-2Filler Preparation Example 1-2 280280 플럭스 제조예 1Flux Preparation Example 1 1010 충진재 제조예 2-1Filling Example 2-1 280280 플럭스 제조예 2Flux Preparation Example 2 1One 충진재 제조예 2-2Filler Preparation Example 2-2 280280 플럭스 제조예 2Flux Preparation Example 2 1010 충진재 제조예 3Filling Example 3 280280 플럭스 제조예 3Flux Preparation Example 3 1One 충진재 제조예 4-1Filling Material Manufacturing Example 4-1 280280 플럭스 제조예 4Flux Preparation Example 4 1One 충진재 제조예 4-2Filler Preparation Example 4-2 280280 플럭스 제조예 4Flux Preparation Example 4 1010 충진재 제조예 5-1Filling Example 5-1 280280 플럭스 제조예 5Flux Preparation Example 5 1One 충진재 제조예 5-2Filling Material Manufacturing Example 5-2 280280 플럭스 제조예 5Flux Preparation Example 5 1010 충진재 제조예 6-1Filling Example 6-1 280280 플럭스 제조예 6Flux Preparation Example 6 1One 충진재 제조예 6-2Filling Example 6-2 280280 플럭스 제조예 6Flux Preparation Example 6 1010 충진재 제조예 7Filling Example 7 280280 플럭스 제조예 7Flux Preparation Example 7 1One 충진재 제조예 8Filling Example 8 280280 플럭스 제조예 8Flux Preparation Example 8 1One 충진재 제조예 9Filling Example 9 280280 플럭스 제조예 9Flux Preparation Example 9 1One 충진재 비교제조예 1Filler Comparative Production Example 1 280280 플럭스 비교제조예 1Flux Comparative Production Example 1 1One 충진재 비교제조예 2Filler Comparative Production Example 2 280280 플럭스 비교제조예 2Flux Comparative Production Example 2 1One 충진재 비교제조예 3Filler Comparative Production Example 3 280280 플럭스 비교제조예 3Flux Comparative Production Example 3 1One 충진재 비교제조예 4Filler Comparative Production Example 4 280280 플럭스 비교제조예 4Flux Comparative Production Example 4 1One 충진재 비교제조예 5-1Filler Comparative Production Example 5-1 280280 플럭스 비교제조예 5Flux Comparative Production Example 5 1One 충진재 비교제조예 5-2Filler Comparative Production Example 5-2 280280 플럭스 비교제조예 5Flux Comparative Production Example 5 1010 충진재 비교제조예 6-1Filler Comparative Production Example 6-1 280280 플럭스 비교제조예 6Flux Comparative Production Example 6 1One 충진재 비교제조예 6-2Filler Comparative Production Example 6-2 280280 플럭스 비교제조예 6Flux Comparative Production Example 6 1010 충진재 비교제조예 7-1Filler Comparative Production Example 7-1 280280 플럭스 비교제조예 7Flux Comparative Production Example 7 1One 충진재 비교제조예 7-2Filler Comparative Production Example 7-2 280280 플럭스 비교제조예 7Flux Comparative Production Example 7 1010 충진재 비교제조예 8-1Filler Comparative Production Example 8-1 280280 플럭스 비교제조예 8Flux Comparative Production Example 8 1One 충진재 비교제조예 8-2Filling material comparative manufacturing example 8-2 280280 플럭스 비교제조예 8Flux Comparative Production Example 8 1010 충진재 비교제조예 9Filler Comparative Production Example 9 280280 -- --

3. 3. 오버레이Overlay 용접용  For welding 플럭스Flux 코어드Cored 와이어의Of wire 제조 Produce

도 3에 보이는 플럭스 코어드 와이어의 제조라인(한국생산기술연구원 전북센터 보유)을 이용하여 플럭스 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제조하였다. 하기 표 3은 각각의 플럭스 코어드 와이어를 제조하는데에 사용된 외피와 충진재를 나타낸 것이다. 플럭스 코어드 와이어의 제조공정은 크게 조관공정, 인발공정 및 권취공정으로 나누어진다. 이때, 플럭스 코어드 와이어 총중량 대비 충진재 중량의 백분율로 표현되는 충진률은 조관공정에서 스트립 이송속도 대비 충진재의 투입량에 의해 조정된다. 인발공정에서는 조관이 완료된 3㎜의 코어드 와이어를 감면율을 고려하여 설계된 5개의 다이스를 통과시켜 1.6㎜의 플럭스 코어드 와이어로 제조하였다. 정렬 권취공정은 레벨러를 이용하여 제조된 와이어의 잔류응력을 완화시키고 스킨패스를 통해 원형을 교정한 후 스풀에 고르게 감아주는 공정으로 와이어의 송급성에 매우 큰 영향을 미치는 부분이다. 와이어 스풀은 송급성에 도움이 되도록 곡률을 가능한 크게 유지하기 위하여 7㎏ 용량의 내경이 큰 플라스틱 스풀을 사용하였다.A flux cored wire for flux overlay welding was manufactured using the flux cored wire production line (Jeonbuk Center, Korea Institute of Industrial Technology) as shown in FIG. Table 3 below shows the sheath and filler used to make each flux cored wire. The manufacturing process of the flux cored wire is roughly divided into a tube making process, a drawing process, and a winding process. In this case, the filling rate expressed as a percentage of the filler weight to the total weight of the flux cored wire is adjusted by the input amount of the filler compared to the strip feed rate in the tube manufacturing process. In the drawing process, 3 mm of cored wire, which has been finished, was passed through five dies designed in consideration of the reduction ratio, and made of 1.6 mm of flux cored wire. The alignment winding process is a process of relieving the residual stress of the wire manufactured by using the leveler, correcting the circularity through the skin pass, and then winding the wire uniformly on the spool. The wire spool used a plastic spool with a large inner diameter of 7 kg to keep the curvature as large as possible in order to improve the feedability.

플럭스 코어드 와이어 구분Flux cored wire separator 사용된 외피Used envelope 사용된 충진재 종류Type of filler used 충진율(%)Filling rate (%) 와이어 제조예 1-1Wire Manufacturing Example 1-1 폭 8㎜, 두께 0.38㎜의 연강(mild steel) 스트립A mild steel strip having a width of 8 mm and a thickness of 0.38 mm 충진재 제조예 1-1Filling Example 1-1 2828 와이어 제조예 1-2Wire Manufacturing Example 1-2 충진재 제조예 1-2Filler Preparation Example 1-2 와이어 제조예 2-1Wire Manufacturing Example 2-1 충진재 제조예 2-1Filling Example 2-1 와이어 제조예 2-2Wire Manufacturing Example 2-2 충진재 제조예 2-2Filler Preparation Example 2-2 와이어 제조예 3Wire Manufacturing Example 3 충진재 제조예 3Filling Example 3 와이어 제조예 4-1Wire Manufacturing Example 4-1 충진재 제조예 4-1Filling Material Manufacturing Example 4-1 와이어 제조예 4-2Wire Manufacturing Example 4-2 충진재 제조예 4-2Filler Preparation Example 4-2 와이어 제조예 5-1Wire Manufacturing Example 5-1 충진재 제조예 5-1Filling Example 5-1 와이어 제조예 5-2Wire Manufacturing Example 5-2 충진재 제조예 5-2Filling Material Manufacturing Example 5-2 와이어 제조예 6-1Wire Manufacturing Example 6-1 충진재 제조예 6-1Filling Example 6-1 와이어 제조예 6-2Wire Manufacturing Example 6-2 충진재 제조예 6-2Filling Example 6-2 와이어 제조예 7Wire Manufacturing Example 7 충진재 제조예 7Filling Example 7 와이어 제조예 8Wire Manufacturing Example 8 충진재 제조예 8Filling Example 8 와이어 제조예 9Wire Manufacturing Example 9 충진재 제조예 9Filling Example 9 와이어 비교제조예 1Comparative wire manufacture example 1 충진재 비교제조예 1Filler Comparative Production Example 1 와이어 비교제조예 2Comparative wire manufacture example 2 충진재 비교제조예 2Filler Comparative Production Example 2 와이어 비교제조예 3Comparative wire manufacture example 3 충진재 비교제조예 3Filler Comparative Production Example 3 와이어 비교제조예 4Comparative wire manufacture example 4 충진재 비교제조예 4Filler Comparative Production Example 4 와이어 비교제조예 5-1Wire Comparative Manufacturing Example 5-1 충진재 비교제조예 5-1Filler Comparative Production Example 5-1 와이어 비교제조예 5-2Wire manufacturing example 5-2 충진재 비교제조예 5-2Filler Comparative Production Example 5-2 와이어 비교제조예 6-1Wire Comparative Manufacturing Example 6-1 충진재 비교제조예 6-1Filler Comparative Production Example 6-1 와이어 비교제조예 6-2Wire Comparative Manufacturing Example 6-2 충진재 비교제조예 6-2Filler Comparative Production Example 6-2 와이어 비교제조예 7-1Wire Comparative Manufacturing Example 7-1 충진재 비교제조예 7-1Filler Comparative Production Example 7-1 와이어 비교제조예 7-2Wire manufacturing example 7-2 충진재 비교제조예 7-2Filler Comparative Production Example 7-2 와이어 비교제조예 8-1Wire Comparative Production Example 8-1 충진재 비교제조예 8-1Filler Comparative Production Example 8-1 와이어 비교제조예 8-2Comparative wire manufacture example 8-2 충진재 비교제조예 8-2Filling material comparative manufacturing example 8-2 와이어 비교제조예 9Comparative wire manufacture example 9 충진재 비교제조예 9Filler Comparative Production Example 9

4. 4. 오버레이Overlay 용접용  For welding 플럭스Flux 코어드Cored 와이어의Of wire 용접시험 Welding test

앞에서 제조한 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 용접모재에 가스금속아크용접(Gas Metal Arc Welding, GMAW)을 수행하였다. 용접용 플럭스의 첨가 영향을 조사하기 위해 가스금속아크용접(Gas Metal Arc Welding, GMAW)은 단일패스 오버레이 용접 방법을 사용하였다. 단일패스 오버레이 용접 모재로 길이 150㎜, 폭 50㎜, 두께 20㎜인 연강(mild steel) 재질의 모재를 사용하였다.
Gas metal arc welding (GMAW) was performed on the welding base material by using the flux cored wire prepared above. Gas metal arc welding (GMAW) used a single pass overlay welding method to investigate the effect of welding flux addition. A mild steel base material having a length of 150 mm, a width of 50 mm and a thickness of 20 mm was used as a single pass overlay welding base material.

용접시 사용한 공정조건은 다음과 같다.The process conditions used for welding are as follows.

* 용접 송급속도 : 5.5m/min* Welding feed speed: 5.5m / min

* 용접 속도 : 4㎜/sec* Welding speed: 4㎜ / sec

* 컨텍트팁과 모재간의 거리(contact tip to work piece distance, CTWDCTWD) : 22㎜* Distance between contact tip and workpiece (CTWDCTWD): 22 mm

* 용접 보호가스 : 순수 아르곤
* Welding gas: pure argon

용접 플럭스 첨가 및 용접 전압에 따른 용접부의 희석률 변화를 측정하기 위해 용접 전압을 24V에서 34V까지 변화시키면서 오버레이 용접을 수행하였고, 용접 후 워터젯으로 시험편을 절단하여 도 4와 같이 시편당 3개의 단면을 확보한 다음 폴리싱과 매크로 에칭 후 용접부의 비드 단면을 분석하였다. 도 5는 용접시 용접부에 형성된 비드의 종단면 형상을 구조적으로 나타낸 것이다. 도 5에서 Ar 은 육성부 면적을 나타내고, Ap는 모재용융부 면적을 나타낸다. 용접부의 희석률은 하기의 수학식 1을 통해 계산하였다. 또한, 용접 전압별 희석률 중에서 최대 희석률과 최소 희석률을 선택하고, 이의 차이를 희석률 편차로 나타내었다.In order to measure the dilution rate of the welded portion according to the welding flux addition and the welding voltage, overlay welding was performed while changing the welding voltage from 24V to 34V. After the polishing, the bead cross section was analyzed after polishing and macro etching. Figure 5 structurally shows the longitudinal cross-sectional shape of the beads formed in the weld portion during welding. In Fig. 5, Ar represents a growing part area, and Ap represents a base material melting part area. Dilution rate of the weld portion was calculated through the following equation (1). In addition, the maximum dilution rate and the minimum dilution rate were selected among the dilution rates for each welding voltage, and the difference is expressed as the dilution rate deviation.

Figure 112012035061877-pat00001
Figure 112012035061877-pat00001

또한, 30V의 용접 전압 조건에서 얻은 용접부의 외형 및 단면 사진을 통해 용접부 비드의 외관을 평가하였고, 그 결과를 하기의 표 4에 나타내었다.In addition, the appearance of the weld bead was evaluated by the appearance and cross-sectional photograph of the weld obtained under the welding voltage of 30V, the results are shown in Table 4 below.

오버레이
용접시험
구분Overlay
Welding test
division 용접시 사용된 플럭스 코어드 와이어Flux cored wire used in welding 희석률Dilution rate 용접부 비드의 외관Exterior of weld bead 최대
희석률maximum
Dilution rate 최소
희석률at least
Dilution rate 희석률
편차Dilution rate
Deviation 용접 시험예 1-1Welding Test Example 1-1 와이어 제조예 1-1Wire Manufacturing Example 1-1 19.7219.72 17.2117.21 2.512.51 양호Good 용접 시험예 1-2Welding Test Example 1-2 와이어 제조예 1-2Wire Manufacturing Example 1-2 19.5219.52 15.6715.67 3.853.85 양호Good 용접 시험예 2-1Welding test example 2-1 와이어 제조예 2-1Wire Manufacturing Example 2-1 19.2119.21 16.9216.92 2.292.29 양호Good 용접 시험예 2-2Welding test example 2-2 와이어 제조예 2-2Wire Manufacturing Example 2-2 19.7519.75 16.5216.52 3.233.23 양호Good 용접 시험예 3Welding test example 3 와이어 제조예 3Wire Manufacturing Example 3 19.1819.18 17.1617.16 2.022.02 양호Good 용접 시험예 4-1Welding test example 4-1 와이어 제조예 4-1Wire Manufacturing Example 4-1 19.8919.89 15.7615.76 4.134.13 양호Good 용접 시험예 4-2Welding test example 4-2 와이어 제조예 4-2Wire Manufacturing Example 4-2 19.6519.65 15.9415.94 3.713.71 양호Good 용접 시험예 5-1Welding test example 5-1 와이어 제조예 5-1Wire Manufacturing Example 5-1 19.9019.90 15.9615.96 3.943.94 양호Good 용접 시험예 5-2Welding test example 5-2 와이어 제조예 5-2Wire Manufacturing Example 5-2 19.3119.31 15.4515.45 3.863.86 양호Good 용접 시험예 6-1Welding test example 6-1 와이어 제조예 6-1Wire Manufacturing Example 6-1 19.1919.19 16.1216.12 3.073.07 양호Good 용접 시험예 6-2Welding test example 6-2 와이어 제조예 6-2Wire Manufacturing Example 6-2 19.2519.25 15.5315.53 3.723.72 양호Good 용접 시험예 7Welding test example 7 와이어 제조예 7Wire Manufacturing Example 7 18.9518.95 16.9716.97 1.981.98 양호Good 용접 시험예 8Welding test example 8 와이어 제조예 8Wire Manufacturing Example 8 18.9118.91 16.9516.95 1.961.96 양호Good 용접 시험예 9Welding test example 9 와이어 제조예 9Wire Manufacturing Example 9 19.2419.24 17.0917.09 2.152.15 양호Good 용접 비교시험예 1Welding Comparative Test Example 1 와이어 비교제조예 1Comparative wire manufacture example 1 19.9219.92 15.7315.73 4.194.19 기공pore 용접 비교시험예 2Welding comparison test example 2 와이어 비교제조예 2Comparative wire manufacture example 2 23.2423.24 17.0217.02 6.226.22 언더컷Undercut 용접 비교시험예 3Welding Comparative Test Example 3 와이어 비교제조예 3Comparative wire manufacture example 3 26.3926.39 20.4120.41 5.995.99 양호Good 용접 비교시험예 4Welding comparison test example 4 와이어 비교제조예 4Comparative wire manufacture example 4 22.3222.32 16.6416.64 5.685.68 기공pore 용접 비교시험예 5-1Welding Comparative Test Example 5-1 와이어 비교제조예 5-1Wire Comparative Manufacturing Example 5-1 22.2322.23 16.4316.43 5.805.80 사행비드Meandering beads 용접 비교시험예 5-2Welding Comparative Test Example 5-2 와이어 비교제조예 5-2Wire manufacturing example 5-2 27.0527.05 19.3619.36 7.697.69 사행비드Meandering beads 용접 비교시험예 6-1Welding Comparative Test Example 6-1 와이어 비교제조예 6-1Wire Comparative Manufacturing Example 6-1 22.5822.58 16.8716.87 5.715.71 사행비드Meandering beads 용접 비교시험예 6-2Welding Comparative Test Example 6-2 와이어 비교제조예 6-2Wire Comparative Manufacturing Example 6-2 21.8721.87 13.0413.04 8.838.83 사행비드Meandering beads 용접 비교시험예 7-1Welding Comparative Test Example 7-1 와이어 비교제조예 7-1Wire Comparative Manufacturing Example 7-1 19.6919.69 16.5516.55 3.143.14 기공pore 용접 비교시험예 7-2Welding Comparative Test Example 7-2 와이어 비교제조예 7-2Wire manufacturing example 7-2 21.1621.16 16.7216.72 4.444.44 기공pore 용접 비교시험예 8-1Welding Comparative Test Example 8-1 와이어 비교제조예 8-1Wire Comparative Production Example 8-1 21.7121.71 14.5714.57 7.137.13 양호Good 용접 비교시험예 8-2Welding Comparative Test Example 8-2 와이어 비교제조예 8-2Comparative wire manufacture example 8-2 21.8221.82 14.4814.48 7.347.34 양호Good 용접 비교시험예 9Welding comparison test example 9 와이어 비교제조예 9Comparative wire manufacture example 9 33.6233.62 17.9517.95 15.6715.67 양호Good

상기 표 4에서 용접부의 형상이 사행비드가 아니고 기공이 발생하지 않으며 비드의 단면 형상이 언더컷(undercut)이 아닌 경우 용접부 비드의 외관을 양호한 것으로 평가하였다.In Table 4, when the shape of the weld was not meandering beads, no pores occurred, and the cross-sectional shape of the bead was not undercut, the appearance of the weld bead was evaluated as good.

도 6은 충진재로 합금 분말만을 포함한 코어드 와이어(와이어 비교제조예 9)를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 7은 본 발명의 와이어 제조예 4-1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 8은 본 발명의 용접 비교시험예 2의 결과로서 비드의 외관이 언더컷 형태인 용접부의 단면을 나타낸 사진이다. 도 9는 본 발명의 와이어 비교제조예 1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다. 도 10은 본 발명의 와이어 비교제조예 5-1에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 30V의 용접 전압 조건에서 용접하였을 때 얻은 용접부의 외형(좌) 및 단면(우)을 나타낸 사진이다.FIG. 6 is a photograph showing the appearance (left) and cross section (right) of the welded portion obtained when welded under a welding voltage of 30 V using a cored wire (wire comparative production example 9) containing only alloy powder as a filler. 7 is a photograph showing the appearance (left) and the cross-section (right) of the welded section obtained when welding at 30V welding voltage conditions using the flux cored wire obtained in Wire Preparation Example 4-1 of the present invention. 8 is a photograph showing a cross section of a welded portion in which the appearance of the beads is undercut as a result of the welding comparative test example 2 of the present invention. 9 is a photograph showing the appearance (left) and the cross-section (right) of the welded section obtained when welding at 30V welding voltage condition using the flux cored wire obtained in Comparative Example 1 of the present invention. FIG. 10 is a photograph showing the appearance (left) and cross section (right) of the welded section obtained when welding is performed under a welding voltage of 30 V using the flux cored wire obtained in Comparative Example 5-1 of the present invention.

상기 표 4 및 도 6 내지 도 10에서 보이는 바와 같이 본 발명의 와이어 제조예 1 내지 9에서 얻은 플럭스 코어드 와이어를 이용하여 오버레이 용접하는 경우 용접부의 최대 희석률은 20 이하이고, 희석률 편차는 5 이하이며, 용접부의 비드 외관이 전체적으로 양호함을 알 수 있다. 반면, 본 발명의 와이어 비교제조예 1 내지 9에서 얻은 코어드 와이어를 이용하여 오버레이 용접하는 경우 최대 희석률이 20을 초과하거나, 희석률 편차가 5를 초과하거나, 용접부의 비드 외관이 불량(언더컷, 사행비드, 또는 기공 발생)함을 알 수 있다.
As shown in Table 4 and Figures 6 to 10 when the overlay welding using the flux cored wire obtained in the wire manufacturing examples 1 to 9 of the present invention, the maximum dilution rate of the welded portion is 20 or less, the dilution rate deviation is 5 Below, it turns out that the bead appearance of a weld part is favorable generally. On the other hand, in the case of overlay welding using the cored wires obtained in Comparative Examples 1 to 9 of the present invention, the maximum dilution ratio is more than 20, the dilution ratio deviation is more than 5, or the appearance of the bead of the weld is poor (undercut , Meandering beads, or pore generation).

이상에서와 같이 본 발명을 상기의 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주를 벗어나지 않고서도 많은 변형을 실시하여 특정 상황 및 재료를 본 발명의 교시내용에 채용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명을 실시하는데 계획된 최상의 양식으로서 개시된 특정 실시 태양으로 국한되는 것이 아니며, 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 태양을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. In addition, many modifications may be made to adapt a particular situation and material to the teachings of the invention without departing from the essential scope thereof. Accordingly, the protection scope of the present invention should not be construed as being limited to the particular embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention but to cover all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (20)

플럭스 전체 중량을 기준으로 SiO2 45~75%, Al2O3 5~35%, K2O 8~25% 및 잔량으로 CaCO3 또는 Fe2O3에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 용접용 플럭스.
For welding containing at least one selected from SiO 2 45-75%, Al 2 O 3 5-35%, K 2 O 8-25% and the balance CaCO 3 or Fe 2 O 3 based on the total weight of the flux Flux.
제 1항에 있어서, 상기 플럭스는 잔량으로 MgO를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용접용 플럭스.
The welding flux as claimed in claim 1, wherein the flux further includes MgO as a residual amount.
제 2항에 있어서, 상기 MgO의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~20%인 것을 특징으로 하는 용접용 플럭스.
The welding flux as claimed in claim 2, wherein the content of MgO is 0.1 to 20% based on the total weight of the flux.
제 1항에 있어서, 상기 CaCO3의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~20%인 것을 특징으로 하는 용접용 플럭스.
The welding flux as claimed in claim 1, wherein the content of CaCO 3 is 0.1 to 20% based on the total weight of the flux.
제 1항에 있어서, 상기 Fe2O3의 함량은 플럭스 전체 중량을 기준으로 0.1~10%인 것을 특징으로 하는 용접용 플럭스.
The welding flux as claimed in claim 1, wherein the content of Fe 2 O 3 is 0.1 to 10% based on the total weight of the flux.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 용접용 플럭스 및 합금 분말을 포함하는 조성물로 이루어진 코어드 와이어용 충진재.
A filler for a cored wire made of a composition comprising the welding flux of claim 1 and an alloy powder.
제 6항에 있어서, 상기 합금 분말 대 플럭스의 중량비는 20:1 내지 800:1인 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
7. The filler material for cored wire according to claim 6, wherein the weight ratio of alloy powder to flux is from 20: 1 to 800: 1.
제 7항에 있어서, 상기 합금 분말은 합금 분말 전체 중량을 기준으로 철 23.4~36.6%, 크롬 41.6~67.15%, 탄소 0.35~7.6%, 규소 0.75~9.75% 및 잔량으로 망간 또는 붕소에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
According to claim 7, wherein the alloy powder is selected from manganese or boron 1 to 23.4 to 36.6% iron, 41.6 to 67.15% chromium, 0.35 to 7.6% carbon, 0.75 to 9.75% silicon and the balance based on the total weight of the alloy powder Filler for cored wire, characterized in that it comprises more than one species.
제 8항에 있어서, 상기 합금 분말은 2종 이상의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
9. The filler material for cored wire according to claim 8, wherein the alloy powder is made of two or more alloys.
제 9항에 있어서, 상기 합금 분말은 철-크롬 합금, 철-크롬-탄소 합금, 철-망간 합금 및 철-규소 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
10. The filler material for cored wire according to claim 9, wherein the alloy powder is made of an iron-chromium alloy, an iron-chromium-carbon alloy, an iron-manganese alloy, and an iron-silicon alloy.
제 9항에 있어서, 상기 합금 분말은 철-크롬 합금, 철-크롬-탄소 합금, 철-붕소 합금 및 철-규소 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
10. The filler material for cored wire according to claim 9, wherein the alloy powder is made of an iron-chromium alloy, an iron-chromium-carbon alloy, an iron-boron alloy, and an iron-silicon alloy.
제 8항에 있어서, 상기 합금 분말은 1종의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
9. The filler material for cored wire according to claim 8, wherein the alloy powder is made of one alloy.
제 12항에 있어서, 상기 합금 분말은 철-크롬-탄소-붕소-규소 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코어드 와이어용 충진재.
13. The filler material for cored wire according to claim 12, wherein the alloy powder is made of an iron-chromium-carbon-boron-silicon alloy.
삭제delete 금속 외피 및 상기 외피 내에 충진된 충진재를 포함하고,
상기 충진재는 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 용접용 플럭스 및 합금 분말을 포함하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.
A metal sheath and a filler filled in the sheath,
The filler is a flux cored wire for overlay welding, characterized in that the composition comprising a welding flux of any one of claims 1 to 5 and alloy powder.
제 15항에 있어서, 상기 충진재의 충진율은 외피 및 충진재를 합한 총 중량을 기준으로 20~40%인 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.
The flux cored wire for overlay welding according to claim 15, wherein the filling rate of the filler is 20 to 40% based on the total weight of the outer skin and the filler.
제 16항에 있어서, 상기 합금 분말 대 플럭스의 중량비는 20:1 내지 800:1인 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.
18. The flux cored wire for overlay welding as claimed in claim 16 wherein the weight ratio of alloy powder to flux is from 20: 1 to 800: 1.
제 17항에 있어서, 상기 합금 분말은 합금 분말 전체 중량을 기준으로 철 23.4~36.6%, 크롬 41.6~67.15%, 탄소 0.35~7.6%, 규소 0.75~9.75% 및 잔량으로 망간 또는 붕소에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.
18. The method according to claim 17, wherein the alloy powder is selected from manganese or boron in an amount of 23.4 to 36.6% iron, 41.6 to 67.15% chromium, 0.35 to 7.6% carbon, 0.75 to 9.75% silicon, and the balance based on the total weight of the alloy powder. Flux cored wire for overlay welding comprising at least one species.
제 18항에 있어서, 상기 합금 분말은 철-크롬 합금, 철-크롬-탄소 합금, 철-망간 합금 및 철-규소 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.
19. The flux cored wire for overlay welding as claimed in claim 18, wherein the alloy powder is made of an iron-chromium alloy, an iron-chromium-carbon alloy, an iron-manganese alloy, and an iron-silicon alloy.
제 18항에 있어서, 상기 합금 분말은 철-크롬 합금, 철-크롬-탄소 합금, 철-붕소 합금 및 철-규소 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 오버레이 용접용 플럭스 코어드 와이어.19. The flux cored wire for overlay welding as claimed in claim 18, wherein the alloy powder is made of an iron-chromium alloy, an iron-chromium-carbon alloy, an iron-boron alloy, and an iron-silicon alloy.
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