KR101702304B1 - a welding method of different metals - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이종 금속 육성 용접 공법에 있어서, 니켈지금을 이용하여 탄소강 또는 스테인레스 강 소재의 표면에 1차 용접층의 용입 깊이가 소재 두께의 10%이하로 형성시키는 1차 용접 단계와; 모넬400을 이용하여 1차 용접층의 상부 2차 용접층을 형성시키는 2차 용접 단계와; 모넬400을 이용하여 2차 용접층 상부에 2차 용접층보다 높은 3차 용접층을 형성시키는 3차 용접 단계;를 포함하되, 각 용접 단계에서 이용되는 용접가스는 아르곤과 헬륨의 비율이 8:2로 혼합되고, 1차 용접층, 2차 용접층 및 3차 용접층의 높이가 소재 두께의 30%이하이며, 1차 용접층의 상부에 2차 용접층과 3차 용접층을 모넬400을 이용하여 적층시키는 방식을 통해 균일한 용접 두께를 확보하고, 각 단계의 용접 속도는 200mm/min 이상인 것을 특징으로 하는 이종 금속 육성 용접 공법을 기술적 요지로 한다.The present invention relates to a method of welding a different metal, the method comprising: a primary welding step of forming a penetration depth of a primary welding layer on a surface of a carbon steel or a stainless steel material to 10% A secondary welding step of forming an upper secondary welding layer of the primary welding layer using Monel 400; And a tertiary welding step of forming a tertiary welding layer higher than the secondary welding layer on the secondary welding layer using Monel 400. The welding gas used in each welding step has a ratio of argon to helium of 8: 2, and the height of the primary welding layer, the secondary welding layer and the tertiary welding layer is 30% or less of the material thickness, and the secondary welding layer and the tertiary welding layer are placed on top of the primary welding layer, And the welding speed of each step is 200 mm / min or more. Technical Solution

Description

이종 금속 육성 용접 공법{a welding method of different metals}A welding method of different metals

본 발명은 이종 금속 육성 용접 공법에 관한 것으로서, 스트레인레스 강 재질의 소재의 표면에 모넬 소재를 육성 용접할 수 있는 이종 금속 육성 용접 공법에 관한 것이다.
The present invention relates to a dissimilar metal uprising welding method, and more particularly, to a dissimilar metal uprising welding method capable of raising a monel material on a surface of a material of a strainless steel material.

21세기 들어와서 원자력 산업, 파워플랜트, 석유화학 산업 등의 첨단산업 분야에서 초내열 합금(Ni Base Alloy)이 기본적인 구조재료로 많이 사용되고 있으며, 특히 산화, 부식에 잘 견디고 인산용액에 강한 특징때문에 원자력, 화학 및 플랜트 시설용 배관, 밸브 설비에 많이 사용된다.In the 21st century, Ni Base Alloy has been widely used as a basic structural material in high-tech industries such as nuclear power industry, power plant and petrochemical industry. Especially, it is resistant to oxidation and corrosion, , Piping for chemical and plant facilities, and valve equipment.

그러나, 원소재로 만들어진 밸브 파이프 등은 높은 소재 비용이 소요되기 때문에 이를 절감하기 위해서 연강 또는 저합금강에 이종금속 용접재료로 오버레이 용접함으로써 원소재 밸브의 가격보다 30~50%의 원가 절감의 효과를 기대할 수 있다.However, since the valve pipe made of raw material requires high material cost, overlay welding with manganese metal welding material is applied to mild steel or low alloy steel to reduce the cost by 30 ~ 50% You can expect.

관련된 선행기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2011-0099722호(인코넬625 와이어를 이용한 오버레이 MIG 용접 장치),제10-2005-0호(용기의 내외면 다전극 육성용접장치), 제10-2008-0115830호 등이 있다.Related prior arts include Application No. 10-2011-0099722 (overlay MIG welding device using Inconel 625 wire), 10-2005-0 (inner and outer surface multi-electrode cultivation welding device of vessel) filed in the Korean Intellectual Property Office, 10-2008-0115830.

그러나, 이러한 선행 기술들은 언더컷(Under Cut) 이나 용입불량(Lack of fusion)이 발생되기 싶고, 비드의 두께가 일정한 용접 결과를 얻기 힘들다는 문제점도 있다.
However, these prior arts also suffer from undercuts or lack of fusion, and it is difficult to obtain a constant welded bead thickness.

본 발명에 따른 이종 금속 육성 용접 공법은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 이종 금속을 다른 금속의 표면에 일정한 두께로 접합시킬 수 있고, 안정적인 용접 품질을 얻을 수 있는 이종 금속 육성 용접 공법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
The dissimilar metal up-welding method according to the present invention has been devised in order to solve such a problem and provides a dissimilar metal up-welding method which can bond a different metal to the surface of another metal to a certain thickness and obtain stable welding quality For that purpose.

본 발명은 이종 금속 육성 용접 공법에 있어서, 니켈지금을 이용하여 탄소강 또는 스테인레스 강 소재의 표면에 1차 용접층의 용입 깊이가 소재 두께의 10%이하로 형성시키는 1차 용접 단계와; 모넬400을 이용하여 상기 1차 용접층의 상부 2차 용접층을 형성시키는 2차 용접 단계와; 모넬400을 이용하여 상기 2차 용접층 상부에 상기 2차 용접층보다 높은 3차 용접층을 형성시키는 3차 용접 단계;를 포함하되, 상기 각 용접 단계에서 이용되는 용접가스는 아르곤과 헬륨의 비율이 8:2로 혼합되고, 상기 1차 용접층, 2차 용접층 및 3차 용접층의 높이가 소재 두께의 30%이하이며, 상기 1차 용접층의 상부에 상기 2차 용접층과 상기 3차 용접층을 모넬400을 이용하여 적층시키는 방식을 통해 균일한 용접 두께를 확보하고, 상기 각 단계의 용접 속도는 200mm/min 이상인 것을 특징으로 하는 이종 금속 육성 용접 공법을 기술적 요지로 한다.The present invention relates to a method of welding a different metal, the method comprising: a primary welding step of forming a penetration depth of a primary welding layer on a surface of a carbon steel or a stainless steel material to 10% A secondary welding step of forming an upper secondary welding layer of the primary welding layer using Monel 400; And a tertiary welding step of forming a tertiary welding layer higher than the secondary welding layer on the secondary welding layer using Monel 400. The welding gas used in each welding step has a ratio of argon to helium Wherein the height of the primary welding layer, the secondary welding layer, and the tertiary welding layer is 30% or less of the thickness of the workpiece, and the secondary welding layer and the 3 < th > Wherein a uniform welding thickness is secured through a method of laminating the car welding layer using Monel 400, and a welding speed of each step is 200 mm / min or more.

삭제delete

본 발명에 따른 이종 금속 육성 용접 공법은 니켈지금을 이용한 1차 용접층의 상부에 2차 용접층과 3차 용접층을 모넬400을 이용하여 적층시키는 방식을 통해서 균일한 용접 두께를 확보할 수 있고, 언더컷(under cut)이나 과다 용입(excessive penetration), 용입 불량(lack of fusion) 등의 불량을 최소화시킬 수 있는 장점이 있다.
In the dissimilar metal up-welding method according to the present invention, a uniform welding thickness can be ensured through a method of laminating the secondary welding layer and the tertiary welding layer on the primary welding layer using nickel now using Monel 400 , Undercuts, excessive penetration, lack of fusion, and the like can be minimized.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종 금속 육성 용접 공법을 통해서 용접된 소재의 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of a welded workpiece according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 이종 금속 육성 용접 공법은 니켈지금을 이용하여 탄소강 또는 스테인레스 강 소재의 표면에 1차 용접층을 형성시키는 1차 용접 단계와, 모넬400을 이용하여 상기 1차 용접층의 상부 2차 용접층을 형성시키는 2차 용접 단계와, 모넬400을 이용하여 상기 2차 용접층 상부에 상기 2차 용접층보다 높은 3차 용접층을 형성시키는 3차 용접 단계를 포함하여 이루어진다.The dissimilar metal upset welding method according to the present invention includes a first welding step of forming a primary welding layer on the surface of a carbon steel or stainless steel material using nickel now and a second welding step of forming a first secondary welding step A secondary welding step of forming a welding layer and a tertiary welding step of forming a tertiary welding layer higher than the secondary welding layer on the secondary welding layer by using the monel 400. [

먼저, 니켈 지금(地金: nickel metal, nickel ingots)은 특수강, 주단강, 합금롤, 화폐 등에 이용되는 용해용 니켈과 니켈도금에 이용되는 도금용 니켈로 대별될 수 있으며, 통상, 니켈과 코발트(Ni+Co)의 품위가 98.0%에서 99.98%정도인 것이 이용되고 있다.First, nickel metal (nickel ingots) can be divided into nickel for dissolution used in special steel, cast steel, alloy roll, and currency, and nickel for plating used in nickel plating. Nickel and cobalt (Ni + Co) is in the range of about 98.0% to about 99.98%.

이러한 니켈 지금을 이용하여 초층 용접인 1차 용접층을 형성시키는 것은 주조물인 소재에 바로 모넬로 작업을 하면 밸브 등 소재에 크랙이 발생하기 쉽다. 이러한 점을 개선하기 위하여 니켈 지금을 이용하여 초층인 1차 용접층을 형성시키게 된다.The primary welding layer, which is a multi-layered weld, is formed by using such a nickel now. When a workpiece is directly worked on a cast material, cracks easily occur in the material such as a valve. In order to improve this point, nickel primary is used to form a primary welded layer.

상기 각 용접 단계에서 이용되는 용접가스는 아르곤과 헬륨의 비율이 8:2로 혼합된 것을 특징으로 한다.The welding gas used in each welding step is characterized in that the ratio of argon to helium is 8: 2.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 이종 금속 육성 용접 공법을 통해서 용접된 소재의 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a welded workpiece according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 이종 금속 육성 용접 공법은 소재(10)의 두께(t)에 대하여 전체 용접부 높이(h1+h2+h3)가 30%이하로 제한되며, 초층인 1차 용접층의 두께는 더욱더 제한되어야 한다.1, the heterogeneous metal upset welding method according to the present invention is characterized in that the total welded portion height h1 + h2 + h3 is limited to 30% or less with respect to the thickness t of the workpiece 10, The thickness of the weld layer must be further restricted.

따라서, 용접 조건에 따라 이러한 수치는 변화될 수 있지만, 최선적으로 각 단계의 용접 속도는 200mm/min 이상인 것을 특징으로 하고, 상기 1차 용접층의 용입 깊이(h1)가 소재의 두께(t)의 10%이하로 제한된다.Accordingly, it is preferable that the welding speed of each step is at least 200 mm / min, and the penetration depth h1 of the primary welding layer is not more than the thickness t of the workpiece, Of the total weight of the sample.

1차 용접층이 너무 두껍게 용입되면 2차 및 3차 용접층의 두께가 얇아지게 되므로 수요자가 원하는 물성치를 만족시킬 수 힘들다. 이러한 점을 고려하여 1차 용접층은 2차와 3차 용접층이 원활하게 소재에 안착될 수 있는 최소한의 두께로 용입되어야 한다.If the primary weld layer is too thick, the thickness of the secondary and tertiary weld layers will become thinner, making it difficult to satisfy the desired properties of the customer. In view of this, the primary weld layer must be penetrated to a minimum thickness that allows the secondary and tertiary weld layers to settle smoothly on the workpiece.

이러한 용접 작업은 로봇용접 장치를 이용한 TIG 또는 MIG 용접장치를 통해서 이루어지며, 일반적인 오버레이 용접 방식에서는 용접속도가400mm/min 이상이지만, 본 발명에서는 보다 정밀한 작업을 위해서 400mm/min 이하로 작업하는 것이 바람직하다.Such a welding operation is performed through a TIG or MIG welding apparatus using a robot welding apparatus. In a general overlay welding method, a welding speed is 400 mm / min or more. In the present invention, however, Do.

보호가스도 Ar 100%가스를 이용하기보다 헬륨이 20% 혼합된 가스를 이용하는 것이 크랙 방지를 위해서 추천된다. 100% 아르곤 가스를 사용하게 되면 기공과 용입부족 현상이 발생될 수 있고, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 아르곤-헬륨 혼합가스를 사용하게 되면 열전달율을 높일 수 있어서 아크 에너지가 증가되어 냉각시 기공 발생이 감소하게 되고 용입 부족 현상이 완화된다.It is recommended to use a gas containing 20% helium instead of using Ar 100% gas as a protective gas for crack prevention. If 100% argon gas is used, pore and insufficiency phenomenon may occur. To solve this problem, when argon-helium mixed gas is used, the heat transfer rate can be increased and arc energy is increased, And the lack of penetration is alleviated.

본 발명에 기한 용접 공법을 통해서 여러 가지 조건을 통해서 용접을 실시해보면, KW-MNiCu-7소재 150*350(mm)의 시편에 아르곤-헬륨이 8:2로 혼합된 가스를 이용하여 200mm/min의 속도로 용접 작업을 실시한 결과 우수한 품질의 용접 결과물을 얻을 수 있었다.When welding is carried out under various conditions through the welding method according to the present invention, a specimen of 150 * 350 (mm) of KW-MNiCu-7 material is mixed with argon-helium at a rate of 200 mm / min The results of the welding were obtained with excellent quality.

이때, 전압은 27~28V 정도에서 이루어지며, 전류값은 160~170A 정도이다.At this time, the voltage is about 27 ~ 28V, and the current value is about 160 ~ 170A.

이상과 같이 본 발명은 이종 금속 육성 용접 공법을 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.
As described above, according to the present invention, it is a principal technical concept to provide a different kind of metal up-welding method, and since the above-described embodiments are only one example with reference to the drawings, the true scope of the present invention is not limited to Should be determined.

10: 소재10: Material

Claims (3)

이종 금속 육성 용접 공법에 있어서,
니켈지금을 이용하여 탄소강 또는 스테인레스 강 소재의 표면에 1차 용접층의 용입 깊이가 소재 두께의 10%이하로 형성시키는 1차 용접 단계와;
모넬400을 이용하여 상기 1차 용접층의 상부 2차 용접층을 형성시키는 2차 용접 단계와;
모넬400을 이용하여 상기 2차 용접층 상부에 상기 2차 용접층보다 높은 3차 용접층을 형성시키는 3차 용접 단계;를 포함하되,
상기 각 용접 단계에서 이용되는 용접가스는 아르곤과 헬륨의 비율이 8:2로 혼합되고,
상기 1차 용접층, 2차 용접층 및 3차 용접층의 높이가 소재 두께의 30%이하이며,
상기 1차 용접층의 상부에 상기 2차 용접층과 상기 3차 용접층을 모넬400을 이용하여 적층시키는 방식을 통해 균일한 용접 두께를 확보하고,
상기 각 단계의 용접 속도는 200mm/min 이상인 것을 특징으로 하는 이종 금속 육성 용접 공법.In the dissimilar metal uptake welding method,
A primary welding step in which the penetration depth of the primary welding layer is formed to 10% or less of the thickness of the material on the surface of the carbon steel or stainless steel material by using nickel now;
A secondary welding step of forming an upper secondary welding layer of the primary welding layer using Monel 400;
And a tertiary welding step of forming a tertiary welding layer higher than the secondary welding layer on the secondary welding layer using Monel 400,
The welding gas used in each welding step was mixed with argon and helium at a ratio of 8: 2,
The height of the primary welding layer, the secondary welding layer and the tertiary welding layer is 30% or less of the thickness of the material,
The secondary welding layer and the tertiary welding layer are laminated on the upper portion of the primary welding layer by using the monel 400 to secure a uniform welding thickness,
Wherein the welding speed of each step is 200 mm / min or more. 삭제delete 삭제delete
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