KR101436118B1

KR101436118B1 - Flux cored wire for Gas shielded arc welding

Info

Publication number: KR101436118B1
Application number: KR1020120121638A
Authority: KR
Inventors: 김용덕; 유철; 유상근; 김종률
Original assignee: 현대종합금속 주식회사
Priority date: 2012-10-30
Filing date: 2012-10-30
Publication date: 2014-09-01
Also published as: KR20140055195A

Abstract

본 발명은 극저온 충격인성이 양호하며 CTOD값과 전자세 용접성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어를 구현하기 위하여, 플럭스 및 상기 플럭스를 둘러싸는 외피를 포함하는 상기 플럭스는 상기 와이어를 전체 중량%로 하여, 4.5 내지 7.5중량%의 이산화티타늄, 0.04 내지 0.12중량%의 탄소, 0.2 내지 1.0중량%의 규소, 1.0 내지 2.5중량%의 망간, 1.3 내지 2.9중량%의 니켈,2 내지 1.5중량%의 마그네슘, 티타늄은 0.1 내지 0.6중량%의 티타늄, 0.05 내지 0.45중량%의 지르코늄, 0.003 내지 0.02중량%의 붕소, 0.7 내지 4.0중량%의 철분 , 0.01중량%이하(0중량%초과)의 바나듐, 0.005중량%이하(0중량%초과)의 니오븀, 0.1 내지 0.5중량%의 이산화규소 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 철분 내 산소함유량이 0.003 내지 0.03중량%인, 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공한다.In order to realize a titania-based flux-charging wire for gas-shielded arc welding which is excellent in cryogenic impact toughness and excellent in CTOD value and electron weldability, the flux comprising a flux and an envelope surrounding the flux, From 0.2 to 1.0% by weight of silicon, from 1.0 to 2.5% by weight of manganese, from 1.3 to 2.9% by weight of nickel, from 2 to 1.5% by weight of titanium oxide, Of titanium, 0.05 to 0.45 wt.% Of zirconium, 0.003 to 0.02 wt.% Of boron, 0.7 to 4.0 wt.% Of iron, 0.01 wt.% Or less of vanadium (exceeding 0 wt.%) , 0.005 wt% or less (more than 0 wt%) of niobium, 0.1 to 0.5 wt% of silicon dioxide, and inevitable impurities, and the oxygen content in the iron powder is 0.003 to 0.03 wt% It provides a wire.

Description

[0001] Flux cored wire for gas shielded arc welding [0002]

본 발명은 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다. The present invention relates to a flux-charging wire for welding, and more particularly to a flux-charging wire for gas-shielded arc welding.

최근 들어 에너지원의 개발이 근해를 벗어나 심해 및 극지방등으로 확대됨에 따라 극저온에서의 안정적인 용접부를 확보하는 것이 매우 시급한 과제로 떠올랐다. 용접부의 저온에서의 안정적인 성능을 평가하는 방법으로서 저온 충격치 및 CTOD값을 측정하는 방법이 있다. 이들 두 값은 서로 비례 관계가 있으나 평가 특성상 반드시 정비례하지는 않으며 CTOD값이 저온 충격치보다 더 신뢰성이 높은 것으로 인정되고 있다. In recent years, as the development of the energy source has been extended beyond the offshore area to deep sea and polar regions, it has become a very urgent task to secure a stable weld at a cryogenic temperature. As a method for evaluating the stable performance of the welded part at low temperature, there is a method of measuring the low temperature impact value and the CTOD value. These two values are proportional to each other, but they are not directly proportional to the evaluation characteristics, and the CTOD value is recognized to be more reliable than the low temperature impactor.

그러나 일반적으로 전자세 용접성이 우수한 티타니아계 플럭스 충전 와이어는 TiO₂와 같은 산성계이므로, 용접작업성이 양호하나 극저온 인성이 저하되고 저온 CTOD값이 저하되기 쉬운 특징이 있다. 이러한 티타니아계 플럭스 충전 와이어의 단점을 보완하기 위하여 종래기술은 TiO₂-CaF₂계의 염기성 플럭스를 충전하여 저온인성의 확보를 꾀하고 있으나 작업성이 열화되고 저온 CTOD를 확보하는 것이 어려워 동일한 한계를 가지고 있다. However, titania-based flux-filled wires, which are generally excellent in electron weldability, are acidic such as TiO ₂ , so that welding workability is good, but cryogenic toughness lowers and low-temperature CTOD values tend to decrease. In order to compensate for the disadvantages of such titania-based flux-charging wires, the prior art attempts to secure a low-temperature toughness by filling the basic flux of TiO ₂ -CaF ₂ system. However, since the workability is deteriorated and it is difficult to secure a low temperature CTOD, Have.

한편, 저온에서 우수한 충격인성을 확보하기 위한 또 다른 방법으로 용접금속 내의 산소함량을 저감하는 방법이 있다. 이에 착안하여 개발된 기술은 용접용 와이어에서 미량 원소 뿐만 아니라 전체 철분에 대한 금속철분의 비를 제한하는 기술이 있다. 이 기술을 이용하여 저온 인성이 우수한 와이어의 제작을 도모하고 있으나 이러한 기술은 각각 용착금속의 산소량 절감에 지나치게 치우쳐져 있어서 용접부의 경화를 유발하기 쉬우며 전체적으로 일정한 조직을 형성할 수 없으므로 양호한 CTOD를 확보하는데 한계가 있다. On the other hand, another method for ensuring excellent impact toughness at low temperature is to reduce the oxygen content in the weld metal. The technology developed in view of this is a technique for limiting the ratio of metal iron to total iron as well as trace elements in the welding wire. Although this technology is being used to produce wires with excellent low temperature toughness, these techniques are too biased to reduce the amount of oxygen in the deposited metal, which can easily cause hardening of welds and can not form a uniform overall structure. There is a limit.

또한, CTOD 특성을 향상시키는 가장 효과적인 방법으로 제시되고 있는 것은 용접 조직 내에 침상형 페라이트 (Acicular Ferrite) 분율을 최대한 형성시키는 방법이 있다. 따라서, 선행기술은 미량성분 및 철분의 산소를 활용하여 침상형 페라이트의 분율을 높이고자 하였으나, 용접부의 저온인성 및 내황화부식균열성은 양호하였지만, CTOD값이 저하되는 단점이 있어 기술적 문제점을 모두 해결하지는 못하였다.In addition, the most effective method for improving the CTOD characteristics is to maximize the acicular ferrite fraction in the welded structure. Therefore, although the prior art tried to increase the percentage of needle-shaped ferrite by using trace elements and oxygen of iron, the low temperature toughness and the corrosion resistance of the sulfide corrosion cracking were good, but the CTOD value was lowered. I could not.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 극저온 충격인성이 양호하며, CTOD값과 전자세 용접성이 우수한 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공함을 그 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. It is an object of the present invention to provide a flux-charging wire for gas shielded arc welding which is excellent in cryogenic impact toughness and excellent in CTOD value and electron weldability, for solving various problems including the above-mentioned problems. However, these problems are exemplary and do not limit the scope of the present invention.

본 발명의 일 관점에 따르면, 플럭스 및 상기 플럭스를 둘러싸는 외피를 포함하는 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서, 상기 플럭스는 상기 와이어를 전체 중량%로 하여 4.5 내지 7.5중량%의 이산화티타늄, 0.04 내지 0.12중량%의 탄소, 0.2 내지 1.0중량%의 규소, 1.0 내지 2.5중량%의 망간, 1.3 내지 2.9중량%의 니켈, 0.2 내지 1.5중량%의 마그네슘, 0.1 내지 0.6중량%의 티타늄, 0.05 내지 0.45중량%의 지르코늄, 0.003 내지 0.02중량%의 붕소, 0.7 내지 4.0중량%의 철분 , 0.01중량%이하(0중량%초과)의 바나듐, 0.005중량%이하(0중량%초과)의 니오븀, 0.1 내지 0.5중량%의 이산화규소 및 불가피한 불순물을 포함하고; 상기 철분 내 산소함유량이 0.003 내지 0.03중량%인, 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공한다.According to one aspect of the present invention there is provided a flux-filled wire for gas-shielded arc welding comprising a flux and an envelope surrounding said flux, said flux comprising 4.5 to 7.5 wt% titanium dioxide, From about 0.04 to about 0.12 weight percent carbon, from about 0.2 to about 1.0 weight percent silicon, from about 1.0 to about 2.5 weight percent manganese, from about 1.3 to 2.9 weight percent nickel, from 0.2 to 1.5 weight percent magnesium, from 0.1 to 0.6 weight percent titanium, 0.005 to 0.005 wt.% (Greater than 0 wt.%) Of niobium, 0.1 to 0.5 wt.% Of zirconium, 0.003 to 0.02 wt.% Of boron, 0.7 to 4.0 wt. 0.5% by weight of silicon dioxide and inevitable impurities; And the oxygen content in the iron powder is 0.003 to 0.03% by weight.

상기 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서, 상기 철분 내 산소함유량은 0.004 내지 0.015중량% 일 수 있다. In the flux-cored wire for gas-shielded arc welding, the oxygen content in the iron powder may be 0.004 to 0.015 wt%.

상기 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서,In the flux-charging wire for gas-shielded arc welding,

(상기 철분의 질량+10×상기 이산화규소의 질량)의 상기 이산화티타늄의질량에 대한비가 0.4 내지 1.2일 수 있다.(The mass of the iron + 10 x the mass of the silicon dioxide) of the titanium dioxide For mass The ratio may be 0.4 to 1.2.

상기 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서, 상기 플럭스 중 85% 이상의 입도 분포가 45 내지 150 ㎛에 해당하는 것을 포함할 수 있다.In the flux-cored wire for gas-shielded arc welding, a particle size distribution of 85% or more of the flux corresponds to 45 to 150 탆.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 극저온에서도 충격인성이 양호하며 CTOD값과 전자세 용접성이 우수한 효과가 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention, as described above, the present invention has been made to solve the problems of the prior art described above, and has an excellent impact toughness at a cryogenic temperature and an excellent CTOD value and electron weldability. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 저온 충격치 및 CTOD값이 미흡한 경우 및 양호한 경우의 조직사진이다.
도 2는 (상기 철분의 질량+10×상기 이산화규소의 질량)의 상기 이산화티타늄의질량에 대한비 값인 [F]값과 용접금속의 충격흡수에너지 결과와의 관계를 나타내는 그래프이다. Fig. 1 is a photograph of a tissue in which a low temperature impact value and a CTOD value are insufficient and in a good case.
2 is a graph showing the relationship between the mass of iron oxide (mass of iron + 10 x mass of silicon dioxide) For mass Is a graph showing the relationship between the non-value [F] value and the impact absorption energy result of the weld metal.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, Is provided to fully inform the user. Also, for convenience of explanation, the components may be exaggerated or reduced in size.

본 발명은 플럭스 및 상기 플럭스를 둘러싸는 외피를 포함하는 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 있어서 상기 플럭스는 상기 와이어를 전체 중량%로 하여, 4.5 내지 7.5중량%의 이산화티타늄, 0.04 내지 0.12중량%의 탄소, 0.2 내지 1.0중량%의 규소, 1.0 내지 2.5중량%의 망간, 1.3 내지 2.9중량%의 니켈, 0.2 내지 1.5중량%의 마그네슘, 0.1 내지 0.6중량%의 티타늄, 0.05 내지 0.45중량%의 지르코늄, 0.003 내지 0.02중량%의 붕소, 0.7 내지 4.0중량%의 철분 , 0.01중량%이하(0중량%초과)의 바나듐, 0.005중량%이하(0중량%초과)의 니오븀, 0.1 내지 0.5중량%의 이산화규소 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 철분 내 산소함유량이 0.003 내지 0.03중량% 이며, (상기 철분의 질량+10×상기 이산화규소의 질량)의 상기 이산화티타늄의질량에 대한비가 0.4 내지 1.2를 만족하도록 조성된 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공한다.The present invention relates to a flux-filled wire for gas shield arc welding comprising a flux and an envelope surrounding said flux, said flux comprising 4.5 to 7.5 wt% titanium dioxide, 0.04 to 0.12 wt% Of carbon, 0.2 to 1.0 wt% of silicon, 1.0 to 2.5 wt% of manganese, 1.3 to 2.9 wt% of nickel, 0.2 to 1.5 wt% of magnesium, 0.1 to 0.6 wt% of titanium, 0.05 to 0.45 wt% of zirconium , 0.003-0.02 wt% boron, 0.7-4.0 wt% iron powder, 0.01 wt% or less (0 wt% or more) of vanadium, 0.005 wt% or less (0 wt% or more) of niobium, 0.1 to 0.5 wt% Silicon and inevitable impurities, wherein the content of oxygen in the iron is in the range of 0.003 to 0.03% by weight, and the ratio of (the mass of the iron + 10 x the mass of silicon dioxide) of the titanium dioxide For mass And the ratio is in the range of 0.4 to 1.2.

가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는 가스실드 아크 용접용 코어드 와이어로 명명될 수 있다.The flux-charging wire for gas-shield arc welding can be termed a cored wire for gas-shield arc welding.

이하, 본 발명인 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에서 플럭스의 각각의 구성성분이 와이어에 작용하는 기능 및 미치는 영향 등 역할을 상세히 설명하고, 각 구성성분의 수치한정이 갖는 기술적 의의에 대해 상술한다. Hereinafter, the role of each constituent component of the flux in the flux-filling wire for gas shielded arc welding of the present invention will be described in detail and the technical significance of the numerical limitation of each constituent component will be described in detail.

발명의 구성 성분 중 탄소(C)는 함유량을 0.04 내지 0.12중량%를 포함할 수 있다. 그 함유량이 0.04중량%미만이면 탄소를 첨가함에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 0.12중량%를 초과하면 강도를 지나치게 증가시켜 용접 금속이 경화를 일으켜서 균열이 발생될 수 있다. 결과적으로 탄소의 함류량이 0.04 내지 0.12중량%를 벗어나는 경우에는 인성 및 CTOD값의 열화를 초래할 수 있기 때문에 함유량을 제한할 필요가 있다. The carbon (C) among the constituent components of the invention may contain 0.04 to 0.12% by weight. If the content is less than 0.04% by weight, the effect of adding carbon can not be expected. If the content is more than 0.12% by weight, the strength is excessively increased, and the weld metal may be hardened to cause cracking. As a result, when the amount of carbon is out of the range of 0.04 to 0.12% by weight, the toughness and the CTOD value may deteriorate.

반면, 상기와 같은 범위 내에서의 탄소는 와이어에 필요한 강도를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 오스테나이트 결정립계면에서 입계페라이트의 성장속도를 둔화시켜 조직의 조대화를 막는 역할 또한 할 수 있다, 더 나아가, 산화 개재물 (MnS, Al₂O₃, SiO₂등)이 용착금속내부로 침투하는 것을 억제시켜 건전한 용접부을 얻게할 수 있다. On the other hand, carbon within the above-mentioned range can not only provide the necessary strength to the wire but also slow down the growth rate of intergranular ferrite in the austenite grain plane to prevent coarsening of the structure. Further, It is possible to prevent penetration of the oxidized inclusions (MnS, Al ₂ O ₃ , SiO _2, etc.) into the inside of the weld metal, thereby obtaining a sound weld.

규소 (금속 Si)는 0.2 내지 1.0중량% 포함 할 수 있다. 규소는 강탈산제로서 적정범위에서는 용착 금속 내 산소량을 저감시키며 용착금속의 청정도를 향상시킬 수 있다. 또한,용접 슬래그의 점성을 유지하여 전자세 작업성이 용이하게 할 수 있다. 그러나, 규소의 함유량이 0.2중량%미만에서는 탈산이 부족하여 작업성능이 떨어질 뿐만 아니라 비드 외관도 불량한 문제점이 있고, 1.0중량%를 초과하면 스패터 발생이 많고 슬래그의 표면부상 과다 및 용접금속의 인성저하를 가져오는 단점이 있기 때문에 규소 첨가량의 적정범위가 요구된다.The silicon (metal Si) may include 0.2 to 1.0% by weight. Silicon is a strong deoxidizing agent, which can reduce the amount of oxygen in the deposited metal and improve the cleanliness of the deposited metal in an appropriate range. In addition, the viscosity of the welding slag can be maintained, and the electronic workability can be facilitated. However, when the content of silicon is less than 0.2% by weight, deoxidation is insufficient, resulting in deterioration of work performance and poor bead appearance. On the other hand, when the content of silicon is more than 1.0% by weight, generation of spatter is increased, There is a disadvantage that it causes deterioration, and therefore an appropriate range of the amount of silicon added is required.

망간(Mn)은 1.0 내지 2.5중량%를 포함할 수 있다. 망간은 와이어의 강도를 향상시키며 탈산제로서 첨가되어 용착 금속 내 산소량을 저감시킬 수 있다. 다만, 망간이 1.0중량%미만에서는 용접 비드성이 열화 될 뿐만 아니라 용접금속의 강도 및 인성도 저하되며, 2.5중량%를 초과하면 아크가 불안정하고 용융성도 감소하며, 고온균열이 발생하기 때문에 강도향상을 위한 적정 범위가 요구된다. Manganese (Mn) may comprise from 1.0 to 2.5% by weight. Manganese improves the strength of the wire and can be added as a deoxidizer to reduce the amount of oxygen in the deposited metal. If the manganese content is less than 1.0 wt%, the weld bead property deteriorates and the strength and toughness of the weld metal deteriorate. If the manganese content exceeds 2.5 wt%, the arc is unstable and the meltability is decreased. A suitable range is required.

마그네슘(Mg)은 0.2 내지 1.5중량%를 포함할 수 있다. 마그네슘은 강탈산제로서 용융금속내의 산소와 반응하여 비금속 개재물의 생성을 억제하여 용접금속의 청정도를 향상시킬 수 있다. 마그네슘 역시 함유량이 0.2중량%미만에서는 상기 함유에 따른 저온인성 및 CTOD값이 우수한 효과를 기대할 수 없으며, 1.5중량%를 초과하면 용접흄 및 스패터 발생량이 증가하고 전자세 작업성을 열화 시키는 문제점이 있기 때문에 함유량 제한이 필요하다. Magnesium (Mg) may include 0.2 to 1.5% by weight. Magnesium is a strong deoxidizing agent that reacts with oxygen in the molten metal to inhibit the formation of non-metallic inclusions and improve the cleanliness of the weld metal. If the content of magnesium is less than 0.2 wt%, on the other hand, the effect of low temperature toughness and CTOD value according to the content can not be expected. If the content of magnesium is more than 1.5 wt%, the amount of welding fume and spatter is increased, Therefore, it is necessary to limit the content.

붕소(B)는 0.003 내지 0.02중량%를 포함할 수 있다. 붕소는 미량원소로 첨가되어 조직을 미세하게 하고 입계페라이트의 성장을 억제하여 저온인성 및 CTOD성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 붕소 함유량이 0.003중량%미만에서는 붕소가 조직을 미세하게 하는 효과가 구현되지 않으며, 0.02중량%를 초과하면 용접부의 경도를 과도히 증가시켜 균열을 야기할 수 있기 때문이다.The boron (B) may include 0.003 to 0.02% by weight. Boron is added as a trace element to make the structure finer and inhibit the growth of intergranular ferrite, thereby improving the low temperature toughness and CTOD property. If the boron content is less than 0.003% by weight, the effect of boron to make the structure finer is not realized. If the boron content is more than 0.02% by weight, the hardness of the weld is excessively increased to cause cracking.

니켈(Ni)의 함량은 1.3 내지 2.9중량%를 포함할 수 있다. 니켈은 용접금속의 충격천이온도를 낮추어 저온인성을 안정화시키고 조직을 미세하게 하여 CTOD 특성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 함량이 1.3중량% 미만이면 그 함유에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 과다하면 용접금속의 강도가 과도히 증가하여 인성을 해칠 수 있으며 CTOD 특성을 해칠 수 있다. The content of nickel (Ni) may include 1.3 to 2.9 wt%. Nickel can lower the impact transition temperature of the weld metal to stabilize low-temperature toughness and fine structure to improve CTOD characteristics. However, if the content is less than 1.3 wt%, the effect of the content can not be expected, and if it is excessive, the strength of the weld metal may excessively increase, which may damage the toughness and deteriorate the CTOD characteristics.

티타늄(Ti)은 0.1 내지 0.6중량%를 포함할 수 있다. 티타늄은 강탈산제로서 용융금속내의 산소 및 질소와 반응하여 용접금속의 청정도를 향상시키는 동시에 조직을 미세화 시키는 역할을 할 수 있다. 그 함유량이 0.1중량% 미만에서는 상기 함유에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 0.6중량%를 초과하면 용접흄 및 스패터 발생량이 증가하고 전자세 작업성을 열화시키고 균열을 일으키기 때문에 구성 비율을 조절하는 것이 필요하다. Titanium (Ti) may comprise from 0.1 to 0.6% by weight. Titanium is a strong deoxidizing agent that reacts with oxygen and nitrogen in the molten metal to improve the cleanliness of the weld metal and to refine the structure. If the content is less than 0.1% by weight, the effect of the inclusion can not be expected. If the content is more than 0.6% by weight, the amount of welding fume and spatter is increased, and the electron abrasion resistance is deteriorated and cracking is caused. Do.

지르코늄(Zr)은 0.05 내지 0.45중량%를 포함할 수 있다. 지르코늄은 본 발명에서 강탈산제로서 용융금속내의 산소와 반응하여 용접금속의 청정도를 향상시킬 수 있다. 더 나아가, 산화티탄(Ⅲ)(Ti₂O₃) 형성에 기여하는 효과가 제공될 수 있다. 다만, 지르코늄의 함유량이 0.05중량% 미만에서는 상기 함유에 따른 효과를 기대할 수 없으며, 0.45중량%를 초과하면 강도를 지나치게 증가시켜, 용융성이 저하되고 스패터 발생이 증가하여 용접작업성을 해치게 되는 문제점이 있으므로, 본 발명내의 질량%를 조절할 필요가 있다.Zirconium (Zr) may include 0.05 to 0.45% by weight. Zirconium can react with oxygen in the molten metal as a strong deoxidizer in the present invention to improve the cleanliness of the weld metal. Further, an effect contributing to the formation of titanium (III) oxide (Ti ₂ O ₃ ) can be provided. If the content of zirconium is less than 0.05% by weight, however, the effect of the inclusion can not be expected. If the content of zirconium is more than 0.45% by weight, the strength is excessively increased to lower the melting property and increase the spatter generation, It is necessary to adjust the mass% in the present invention.

이산화티타늄(TiO₂)는 4.5 내지 7.5중량%를 포함할 수 있다. 이산화티타늄은 플럭스의 주성분이며 아크를 안정화시키며 주된 슬래그의 형성제로서 미려한 비드 외관을 형성하고 전자세의 양호한 용접작업성을 부여할 수 있다. 또한, 용접 과정 중 티타늄(Ti)와 산소(O₂)로 해리된 후, 산화티탄(Ⅲ)과 같은 산화물을 재형성하여 침상 페라이트의 핵생성 장소로서의 역할을 하며 다른 일부는 이산화티타늄의 형태로 용접부내에 잔존하거나 슬래그로 부상할 수 있다. 이산화티타늄의 함량이 4.5중량%미만에서는 아크불안과 스패터의 과다발생으로 전자세 용접작업성이 나빠지고, 7.5중량%를 초과하면 슬래그의 유동성이 불량해지며 용착금속 내에 슬래그 혼입을 유발하여 인성을 크게 저하시켜 CTOD 특성을 저해할 수 있기 때문에 질량분율의 범위를 제한할 필요가 있다. Titanium dioxide (TiO ₂ ) may comprise 4.5 to 7.5 wt%. Titanium dioxide is a main component of the flux, stabilizes the arc, forms a beautiful bead appearance as a main slag forming agent, and can impart good electron weldability. It dissociates into titanium (Ti) and oxygen (O ₂ ) during the welding process and then re-forms oxides such as titanium oxide (III) to serve as nucleation sites for needle-shaped ferrites. It may remain in the weld or float as slag. If the content of titanium dioxide is less than 4.5% by weight, the workability of the electron welder deteriorates due to the generation of arc anxiety and excessive spatter. If the content of titanium dioxide exceeds 7.5% by weight, the flowability of the slag becomes poor, And the CTOD characteristic can be inhibited. Therefore, it is necessary to limit the range of the mass fraction.

철분(Fe)은 0.7 내지 4.0중량%를 포함할 수 있다. 철분은 용접금속의 형성으로 용접 금속량을 증대시키고 아크를 안정화시키는 작용을 하는 성분이다. 철분함량이 0.7중량%미만에서는 아크 불안과 비드형성의 저하를 초래할 수 있으며, 4.0중량%를 초과하면 스패터의 과다발생 및 용접금속의 유화로 인해 수직보기 및 위보기 작업성이 열화될 수 있다. 따라서 0.7 내지 4.0중량%로 성분비율을 일정 범위 내에서 조절하는 것이 필요하다.Iron (Fe) may comprise 0.7 to 4.0% by weight. Iron is a component that acts to increase the amount of weld metal and stabilize the arc by the formation of weld metal. If the iron content is less than 0.7% by weight, arc anxiety and bead formation may be deteriorated. If the iron content is more than 4.0% by weight, overproduction of the spatter and emulsification of the weld metal may deteriorate workability in vertical view and up view . Therefore, it is necessary to adjust the component ratio within a certain range from 0.7 to 4.0% by weight.

이산화규소(SiO₂)는 아크를 안정화시키며 슬래그 유동성을 향상시켜 미려한 비드외관을 형성하고 전자세에서 양호한 용접작업성을 부여할 수 있다. 이러한 효과는 이산화규소의 함량이 0.1 내지 0.5중량%일때 가장 우수한 것으로 확인하였다. 또한, 용접 과정 중 쉽게 규소(Si)와 산소(O₂)로 해리되며 이때 해리된 산소(O₂)는 티타늄(Ti)과 반응하여 산화티탄(Ⅲ)(Ti₂O₃)을 형성하며 다른 일부는 이산화규소의 형태로 용접부내에 잔존하거나 슬래그로 부상한다.Silicon dioxide (SiO ₂ ) stabilizes the arc and improves slag fluidity to form a beautiful bead appearance and provide good weldability in electronic aging. This effect was confirmed to be the best when the content of silicon dioxide was 0.1 to 0.5 wt%. Further, the dissociation to easily silicon (Si) and oxygen (O ₂₎ of the welding process, wherein the oxygen (O ₂₎ dissociation reacts with the titanium (Ti) to form a titanium oxide _{_{(Ⅲ) (Ti 2 O 3}} ) and other Some remain in the weld in the form of silicon dioxide or flake as slag.

철분과 이산화규소의 더욱 중요한 역할은 이산화티타늄에서 해리된 티타늄이 산화티탄(Ⅲ)으로 석출함에 필요한 충분한 양의 산소를 공급할 수 있다는데 있다. 이는 철분과 이산화규소 성분이 산소의 해리에너지가 상대적으로 낮아 가장 쉽게 반응할 수 있으므로 철분과 이산화규소를 산소공급원으로 이용하는 데 유리하다. 이와 같은 역할을 위해 상기 철분 내 산소함량은 0.003 내지 0.03중량%을 포함할 수 있다. 더 엄격하게는 0.004 내지 0.015중량%를 포함할 수 있다.A more important role of iron and silicon dioxide is to be able to supply a sufficient amount of oxygen necessary for titanium dissociated from titanium dioxide to precipitate into titanium oxide (III). This is because iron and silicon dioxide components are the easiest to react due to the relatively low dissociation energy of oxygen, so it is advantageous to use iron and silicon dioxide as an oxygen source. For this purpose, the oxygen content of the iron may be 0.003 to 0.03% by weight. And more strictly 0.004 to 0.015% by weight.

니오븀(Nb) 및 바나듐(V)은 불순물로 첨가될 수 있다. 니오븀 및 바나듐은 결정입계에 석출되어 고용강화를 일으켜 용접부의 강도를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 다만, 일정 질량 분율을 초과하는 경우에는 탄화물 혹은 질화물의 형태로 입계에 불규칙한 석출로 인해 저온인성 및 CTOD값을 저하시키므로 엄격하게는 니오븀은 0 초과 0.005중량%이하, 바나듐은 0 초과 0.01중량%이하로 질량 분율을 제한할 필요가 있다.Niobium (Nb) and vanadium (V) can be added as impurities. Niobium and vanadium may precipitate at crystal grain boundaries to promote solid solution strengthening and increase the strength of the welded portion. However, if it exceeds the specified mass fraction, the low temperature toughness and the CTOD value are lowered due to irregular precipitation in grain boundaries in the form of carbide or nitride. Therefore, niobium is more than 0 and less than 0.005 wt%, vanadium is more than 0 and less than 0.01 wt% It is necessary to limit the mass fraction.

또한, TiO₂와 SiO₂, 철분 간의 함량비를 소정치로 제어하는 구성을 포함한다. 상기와 같은 함량비를 일정 범위 내로 유지하면 침상 페라이트가 풍부하게 생성될 수 있고, 이에 따라 용접금속이 매우 치밀하게 되어 저온인성이 우수할 뿐만 아니라 CTOD 특성이 우수한 용접금속을 제공할 수 있다.It also includes a constitution of controlling the content ratio between TiO ₂ , SiO ₂ and iron content to a predetermined value. When the content ratio is kept within a certain range, needle-like ferrite can be abundantly produced, and thus the weld metal becomes very dense, and the weld metal having excellent CTOD characteristics as well as low temperature toughness can be provided.

침상형 페라이트를 생성하기 위해 침상형 페라이트의 핵생성기지로 작용하는 Ti₂O₃[산화티탄(Ⅲ)]는 TiO₂에서 해리된 Ti와 산화철분과 SiO₂서 해리된 산소가 반응하여 형성될 수 있다. 다만,(철분의 질량+10×이산화규소의 질량)의 이산화티타늄의질량에 대한비에 해당하는 값인 [F]값을 0.4 내지 1.2 범위일 것이 요구될 수 있다.Ti ₂ O ₃ [Titanium oxide (Ⅲ)] acting as a nucleation site for acicular ferrite to form acicular ferrite can be formed by reacting Ti dissociated from TiO ₂ with iron oxide and SiO ₂ dissociated oxygen have. However, titanium dioxide (mass of iron + 10 x mass of silicon dioxide) of titanium dioxide For mass The value of [F] corresponding to the ratio may be required to be in the range of 0.4 to 1.2.

[F]값을 일정범위로 제한하는 이유는 [F]값이 0.4미만이면 산소함량이 부족하여 충분한 양의 침상 페라이트를 형성할 수 없고, 1.2를 초과하게 되면 Ti가 부족하여 충분한 양의 침상형 페라이트를 형성할 수 없는 문제점이 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 과도한 산소량으로 인하여 비금속 개재물을 형성함으로써 인성을 저하시킬 수 있는 문제가 있기 때문에 0.4 내지 1.2의 구성비를 유지하는 것이 필요하다. The reason for limiting the value of [F] to a certain range is that if the value of [F] is less than 0.4, the oxygen content is insufficient to form a sufficient amount of needle-shaped ferrite. If the value exceeds 1.2, Ti is insufficient, There is a problem that ferrite can not be formed. In addition, since there is a problem that the toughness can be lowered by forming a non-metallic inclusion due to an excessive amount of oxygen, it is necessary to maintain the composition ratio of 0.4 to 1.2.

더 나아가, 저온인성 및 양호한 CTOD값을 갖는 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 획득하기 위해 상기 플럭스 중 85% 이상의 입도 분포가 45 내지 150㎛ 범위 내로 제한할 수 있다.Further, a particle size distribution of 85% or more of the flux can be limited to a range of 45 to 150 mu m in order to obtain a flux-charging wire for gas shielded arc welding having a low temperature toughness and a good CTOD value.

도 1은 저온 충격치 및 CTOD값이 미흡한 경우 및 양호한 경우의 조직사진이다. 도 1을 참조하면, (A)의 조직사진은 상기 [F]값이 본 발명의 범위에서 벗어나 있는 경우로 저온 인성이 미흡한 조직(A)을 확인할 수 있으며, 상기 성분비 [F]값이 본 발명의 범위 내에 있는 경우에는 인성이 우수하고 CTOD특성이 우수한 조직(B)을 확인할 수 있다. Fig. 1 is a photograph of a tissue in which a low temperature impact value and a CTOD value are insufficient and in a good case. Referring to FIG. 1, a tissue photograph of (A) shows a structure (A) having insufficient low-temperature toughness when the value of [F] is out of the range of the present invention. , The structure (B) having excellent toughness and excellent CTOD characteristics can be confirmed.

도 2는 [(철분의 질량+10×이산화규소의 질량)의 이산화티타늄의질량에 대한비]의 값을 가지는 [F]와 ―80℃ 저온충격치의 상관관계를 그래프이다. 도 2를 참조하면, [F] 값과, 저온충격치의 변화가 유사함을 관찰할 수 있으며, [F]값이 0.6 이상 1이하의 값에서 충격을 흡수하는 에너지가 높은 것을 통해 재료의 저온인성을 높이기 위한 [F]의 최적값을 확인할 수 있다.Fig. 2 is a graph showing the relationship between the mass of iron oxide (mass of iron + 10 x mass of silicon dioxide) For mass And the ratio of [F] having a value of [Ratio] to the low temperature impact of -80 ° C. Referring to FIG. 2, it can be observed that the change of the [F] value is similar to that of the low-temperature impact. The value of [F] The optimum value of [F] for increasing the temperature can be confirmed.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

(실시예)(Example)

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 직경 1.2mm의 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전와이어를 각각 제공하고, 이때 사용된 와이어의 외피조성을 와이어에 대한 중량%로 하기 표 2에 나타내었다.And a flux-filling wire for gas-shielded arc welding having a diameter of 1.2 mm and a composition shown in the following Table 1 were provided, and the shell composition of the wire used was expressed as% by weight with respect to the wire.

표 3은 이와 같이 마련된 각각의 와이어를 이용하여 두께 75mm의 API 5L 2W60 강재에 입향상진 자세로 용접하였으며, 이때 모재 사양은 V형개선 Butt용접이 그 구체적인 용접조건에 관한 사항이다.Table 3 shows the specific welding conditions of V-type modified butt welding for the API 5L 2W60 steel with a thickness of 75mm by using each of the wires prepared as described above.

표 4에는 용접을 행한 후 각각의 와이어별 용접작업성, 용접부의 인성, CTOD결과를 측정하여 그 결과를 나타내었다. Table 4 shows the results of measuring the welding workability, toughness and CTOD results for each wire after welding.

한편, 본원 발명의 일 실시예 에서 용접작업성은 비드형상 등을 고려하여 육안으로 비교 판단한 것으로서 매우 우수(◎), 우수(○), 보통(△), 불량(Ⅹ)의 4단계로 구분하여 평가하였다. 또한, 충격시험은 -80도에서 시험하여 결과를 표시하였으며, CTOD시험은 BS7448 규격에 의거 -20℃에서 측정하여 0.38이상인 것은 합격으로 그 이하는 그 값을 표기하여 하기 표 4에 나타내었다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the welding workability is evaluated visually in consideration of the bead shape and the like, and classified into four stages of excellent (?), Excellent (?), Normal (?) And poor Respectively. The impact test was carried out at -80 ° C. The CTOD test was carried out at -20 ° C. in accordance with BS 7448, and the result was 0.38 or more. The results are shown in Table 4 below.

표 4의 시험결과를 통해 플럭스 구성 성분의 중량%가 6.5중량%의 TiO₂ ,O.08중량%의 C, 1.7중량%의 Mn, 0.7중량%의 Si, 2.5중량%의 Ni, 0.5중량%의 Ti, 0.008중량%의 B, 0.35중량%의 Zr, 0.8중량%의 Mg, 0.005중량%의 Nb, 0.007중량%의 V, 0.20중량%의 SiO_2,2.5중량%의 철분, 0.020중량%의 철분 내 산소량을 가지고, 상기 [F]값이 0.69일 때 종합적으로 저온에서 가장 우수한 용접부를 획득할 수 있음을 확인할 수 있다. 또 다른 일 실시예로서 7.5중량%의 이산화티타늄, 0.12중량%의 탄소, 2.3중량%의 망간, 0.2중량%의 규소, 2.9중량%의 니켈, 0.6중량%의 티타늄, 0.015중량%의 붕소, 0.45중량%의 지르코늄, 1.1중량%의 마그네슘, 0.002중량%의 니오븀, 0.002중량%의 바나듐, 0.30중량%의 이산화규소, 3.5중량%의 철분, 0.010중량%의 철분 내 산소량, [F]값이 0.87을 만족할 경우에도 저온에서 우수한 용접부를 구현할 수 있음을 확인할 수 있다.The results of the tests in Table 4 show that the flux components consisted of 6.5 wt% TiO ₂ , 0.08 wt% C, 1.7 wt% Mn, 0.7 wt% Si, 2.5 wt% Ni, 0.5 wt% Of Ti, 0.008 wt.% Of B, 0.35 wt.% Zr, 0.8 wt.% Mg, 0.005 wt.% Nb, 0.007 wt.% V, 0.20 wt.% SiO _2, 2.5 wt.% Iron, It can be confirmed that when the [F] value is 0.69 with the oxygen content in the iron powder, the most excellent welded portion can be obtained at low temperature in general. In another embodiment, the present invention provides a method of producing a titanium alloy having a composition of 7.5 wt% titanium dioxide, 0.12 wt% carbon, 2.3 wt% manganese, 0.2 wt% silicon, 2.9 wt% nickel, 0.6 wt% titanium, 0.015 wt% boron, The amount of oxygen in the iron powder, the amount of oxygen in the iron powder, the value of [F] is 0.87 It is possible to realize an excellent weld at a low temperature.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, 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 invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims

A flux-charging wire for gas-shielded arc welding comprising a flux and an envelope surrounding said flux,
Wherein the flux comprises the wire as a whole weight%
From 0.2 to 1.5 wt.% Of titanium, from 0.04 to 0.12 wt.% Of carbon, from 0.2 to 1.0 wt.% Of silicon, from 1.0 to 2.5 wt.% Of manganese, from 1.3 to 2.9 wt.% Of nickel, By weight of titanium, 0.05 to 0.45% by weight of zirconium, 0.003 to 0.02% by weight of boron, 0.7 to 4.0% by weight of iron, 0.01% By weight) of niobium, from 0.1 to 0.5% by weight of silicon dioxide and inevitable impurities;
The content of oxygen in the iron is 0.003 to 0.03% by weight,
(The mass of the iron + 10 x the mass of the silicon dioxide) of the titanium dioxide For mass A flux charging wire for gas shielded arc welding having a ratio of 0.4 to 1.2.

The method according to claim 1,
And the oxygen content in the iron powder is 0.004 to 0.015 wt%.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein a particle size distribution of 85% or more of the flux corresponds to 45 to 150 占 퐉.

A flux-charging wire for gas-shielded arc welding comprising a flux and an envelope surrounding said flux,
Wherein the flux comprises the wire as a whole weight%
From 0.2 to 1.5 wt.% Of titanium, from 0.04 to 0.12 wt.% Of carbon, from 0.2 to 1.0 wt.% Of silicon, from 1.0 to 2.5 wt.% Of manganese, from 1.3 to 2.9 wt.% Of nickel, By weight of titanium, 0.05 to 0.45% by weight of zirconium, 0.003 to 0.02% by weight of boron, 0.7 to 4.0% by weight of iron, 0.01% By weight) of niobium, from 0.1 to 0.5% by weight of silicon dioxide and inevitable impurities;
The content of oxygen in the iron is 0.003 to 0.03% by weight,
And a particle size distribution of 85% or more of the flux corresponds to 45 to 150 占 퐉.