KR101783415B1 - Flux cored wire for gas shielded arc welding - Google Patents
Flux cored wire for gas shielded arc welding Download PDFInfo
- Publication number
- KR101783415B1 KR101783415B1 KR1020160001542A KR20160001542A KR101783415B1 KR 101783415 B1 KR101783415 B1 KR 101783415B1 KR 1020160001542 A KR1020160001542 A KR 1020160001542A KR 20160001542 A KR20160001542 A KR 20160001542A KR 101783415 B1 KR101783415 B1 KR 101783415B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- flux
- content
- weld metal
- comparative example
- present
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
- B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
- B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
- B23K35/0266—Rods, electrodes, wires flux-cored
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3053—Fe as the principal constituent
- B23K35/3093—Fe as the principal constituent with other elements as next major constituents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Nonmetallic Welding Materials (AREA)
Abstract
가스쉴드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어가 제공된다.
본 발명의 플러스 충전 와이어는, 그 전체 중량에 대한 중량%로, TiO2:4.0~9.5%, C:0.01~0.20%, Si:0.1~1.0%, Mn:1.0~2.5%, Ni:0.3~3.0%, Ti:0.1~0.4%이고, ZrO2: 0.1~0.4%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3:0.1~0.3%, B:0.005~0.025%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 L값이 1.00~1.30 범위를 만족하도록 조성되어 있다.
[관계식 1]
A flux-charging wire for gas shield arc welding is provided.
The positive filler wire of the present invention comprises 4.0 to 9.5% of TiO 2 , 0.01 to 0.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 1.0 to 2.5% of Mn, 0.3 to 0.5% of Ni, 0.1 to 0.4% of ZrO 2 , 0.1 to 0.4% of SiO 2 , 0.1 to 0.3% of Al 2 O 3 , 0.005 to 0.025% of B, the balance of Fe and unavoidable impurities , And the L value defined by the following relational expression 1 satisfies the range of 1.00 to 1.30.
[Relation 1]
Description
본 발명은 가스쉴드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 용접시 용접금속의 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성이 우수한 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
최근, 지속적으로 증가하는 세계 에너지 수요로 인해 대규모 석유·천연가스 등 다양한 자원이 존재하는 극지 개발에 대한 관심이 높아지면서 극지에서의 안정성이 요구되는 해양 구조물에 대한 수요가 증가하고 있다. 또한 선박의 대형화로 인해 강재의 고강도화 및 저온 충격인성에 대한 요구가 증가하고 있다. 이에 따라, 극지에서의 해양구조물 및 대형화되는 조선 선박에 대한 안정성 확보가 중요한 사항이 되면서 저온에서의 인성 특성이 보증될 수 있는 용접재료에 대한 요구 또한 증가하고 있다. In recent years, due to the increasing demand for global energy, the demand for offshore structures that require stability in the polar regions is increasing as interest in polar development, in which various resources such as large-scale oil and natural gas exist, is increasing. In addition, there is an increasing demand for high strength and low temperature impact toughness of steel due to large size of ships. Accordingly, as the stability of the offshore structures in the polar regions and the shipbuilding vessels to be enlarged becomes important matters, the demand for the welding materials that can guarantee the toughness characteristics at low temperatures is also increasing.
이러한 조선 및 해양구조물의 용접금속이 저온 인성 특성을 안정하게 확보하기 위해서는 저온 충격인성 및 CTOD 인성의 확보가 무엇보다 중요하다. 일반적으로 해양구조물 및 조선에서의 용접에 플럭스 충전 용접이 많이 적용되며, 상기 플럭스 충전 용접시 대략 7~25kJ/㎝에 해당되는 입열량이 많이 사용하고 있다. 그리고 이때 용접금속의 미세조직에 따라서 용접금속의 저온 충격인성 및 CTOD 인성이 많은 영향을 받게 된다.In order to secure the low-temperature toughness characteristics of the weld metal of shipbuilding and offshore structures, it is important to secure low-temperature impact toughness and CTOD toughness. Generally, flux welding is applied to welding in marine structure and shipbuilding, and the amount of heat input corresponding to about 7 to 25 kJ / cm is used in flux filling. At this time, depending on the microstructure of the weld metal, the low-temperature impact toughness and the CTOD toughness of the weld metal are greatly influenced.
일반적으로 용접시 형성되는 용접금속(weld metal)은 응고되면서 주상정 조직이 형성되고, 결정입내에 오스테나이트 결정입계를 따라 조대한 주상정 및 입계 페라이트 등이 형성된다. 이런 조대한 조직이 형성된 용접금속은 저온 충격인성 특성이 가장 열화되는 부위이다. 반면 오스테나이트 결정립 내부에 존재하는 비금속 개재물에서 침상페라이트가 생성되는데, 용접금속 미세조직 중 침상페라이트는 저온 충격인성 및 파괴인성을 향상시키는 특성을 지니고 있다. 따라서 용접구조물의 극저온에서의 충격인성 및 CTOD 특성을 확보하기 위해서는, 용접금속의 미세조직을 제어하여 용접금속의 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성을 확보할 필요가 있다.
In general, a weld metal formed at the time of welding is solidified to form a columnar crystal structure, and coarse columnar crystals and grain boundary ferrites are formed along the austenite grain boundaries in crystal grains. The weld metal in which such a coarse texture is formed is the region where the low temperature impact toughness characteristic is the worst. On the other hand, acicular ferrite is produced from nonmetallic inclusions existing in the austenite grains. Acicular ferrite among the weld metal microstructures has properties to improve low temperature impact toughness and fracture toughness. Therefore, in order to secure impact toughness and CTOD characteristics at a cryogenic temperature of a welded structure, it is necessary to control the microstructure of the weld metal to secure low temperature impact toughness and low temperature CTOD characteristics of the weld metal.
이와 관련된 종래 기술로는 대한민국 공개특허 10-1210294호에 개시된 발명을 들 수 있다. 상기 특허에서는 C, TiO2, Mn, Si, Ni, Ti 함량과 산화물 및 Ti 비를 제어하여 양호한 저온 충격인성 및 용접작업성의 향상을 제안하고 있으나, 현재의 고객요구에 대응하기에는 저온 충격인성 및 저온 CTOD특성이 미흡한 한계가 있다.A related art related to this is the invention disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1210294. In the above patent, it is proposed to control the content of C, TiO2, Mn, Si, Ni, Ti and the oxide and Ti ratio to improve good low temperature impact toughness and welding workability. However, There are limitations in characteristics.
따라서 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성이 우수한 플럭스 충전 와이어에 대한 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
Therefore, there is an urgent need to develop a flux-charging wire having excellent low-temperature impact toughness and low-temperature CTOD characteristics.
따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 한계를 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 플럭스 충전 와이어의 성분을 적절히 제어함으로써, 용접금속의 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성이 우수한 가스쉴드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 제공함을 그 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in order to overcome the limitations of the prior art described above, and provides a flux charging wire for gas shield arc welding excellent in low-temperature impact toughness and low-temperature CTOD characteristics of a weld metal by appropriately controlling the components of the flux- .
또한 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들에 한정되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
Further, the technical problems to be solved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood from the following description in order to clearly understand those skilled in the art to which the present invention belongs .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,According to an aspect of the present invention,
금속 외피 내에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 충전 와이어에 있어서, 상기 와이어는 그 전체 중량에 대한 중량%로, TiO2:4.0~9.5%, C:0.01~0.20%, Si:0.1~1.0%, Mn:1.0~2.5%, Ni:0.3~3.0%, Ti:0.1~0.4%이고, ZrO2: 0.1~0.4%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3:0.1~0.3%, B:0.005~0.025%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 L값이 1.00~1.30 범위를 만족하도록 조성되어 있는 가스쉴드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다. The flux-filled wire is filled with a flux in a metal shell. The wire is composed of 4.0 to 9.5% of TiO 2 , 0.01 to 0.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.4% of ZrO 2 , 0.1 to 0.4% of SiO 2 , 0.1 to 0.3% of Al 2 O 3 , and 0.005 to 0.3% of B, 0.025%, the balance Fe, and unavoidable impurities, and has an L value defined by the following
[관계식 1][Relation 1]
상기 플럭스의 충전율은 10~20% 범위인 것이 바람직하다.
The filling rate of the flux is preferably in the range of 10 to 20%.
상술한 바와 같은 구성의 본 발명의 플럭스 충전 와이어를 사용하면, 우수한 저온 충격인성 및 CTOD 특성을 가지는 용접금속을 확보할 수 있는 장점이 있다.
The use of the flux-filled wire of the present invention having the above-described structure has the advantage of securing a weld metal having excellent low-temperature impact toughness and CTOD characteristics.
도 1은 관계식 1의 L값에 따른 저온 충격인성의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 미흡한 경우와 양호한 경우의 조직사진이다.FIG. 1 is a graph showing the change of low temperature impact toughness according to the L value of the
Fig. 2 is a photograph of a tissue in which the low-temperature impact toughness and the CTOD characteristics are insufficient and in a good case.
이하, 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described.
본 발명의 플럭스 충전 와이어는, 그 전체 중량에 대한 중량%로, TiO2:4.0~9.5%, C:0.01~0.20%, Si:0.1~1.0%, Mn:1.0~2.5%, Ni:0.3~3.0%, Ti:0.1~0.4%이고, ZrO2: 0.1~0.4%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3:0.1~0.3%, B:0.005~0.025%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 조성된다.The flux-filling wire of the present invention is characterized in that it contains 4.0 to 9.5% of TiO 2 , 0.01 to 0.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 1.0 to 2.5% of Mn, 0.3 to 0.5% of Ni, 0.1 to 0.4% of ZrO 2 , 0.1 to 0.4% of SiO 2 , 0.1 to 0.3% of Al 2 O 3 , 0.005 to 0.025% of B, the balance of Fe and unavoidable impurities .
그리고 본 발명의 충전 와이어는 하기 관계식 1에 의해 정의되는 L값이 1.00~1.30 범위를 만족하도록 조성되어 있다. The charging wire of the present invention is formed such that the L value defined by the following
[관계식 1][Relation 1]
먼저, 본 발명의 플럭스 충전 와이어의 조성성분 및 그 제한사유에 대해 상세히 설명한다. 이하, 조성성분의 함량은 와이어 전체 중량에 대한 중량%(이하, %)로 나타낸 것이다.
First, the constituent components of the flux-packed wire of the present invention and their reasons for limitation will be described in detail. Hereinafter, the content of the composition component is expressed as% by weight with respect to the total weight of the wire.
·탄소(C): 0.01~0.20%Carbon (C): 0.01 to 0.20%
C는 본 발명의 와이어의 강재 외피 및 플럭스에 함유되는 것으로 용접금속의 강도를 유지하고 입계 페라이트의 생성을 억제하여 저온 충격인성을 향상시킨다. 그리고 아크력을 증대시켜 용입을 충분하게 함으로서 용입 부족을 막아주는 역할을 한다. 그런데 만일 상기 C의 함량이 0.01% 미만에서는 용접금속의 인성 및 강도가 저하되고, 0.20%를 초과하면 강도가 과도하게 높아지고 균열 저항성이 저하될 수 있다.C is contained in the steel shell and flux of the wire of the present invention, and maintains the strength of the weld metal and suppresses generation of intergranular ferrite, thereby improving low-temperature impact toughness. And it enhances the arc force so that the penetration is sufficient to prevent the shortage of penetration. However, if the content of C is less than 0.01%, the toughness and strength of the weld metal deteriorate. If the content of C exceeds 0.20%, the strength becomes excessively high and the crack resistance may deteriorate.
이를 고려하여, 본 발명에서는 C의 함량을 0.01~0.20%로 제한함이 바람직하다.
In view of this, in the present invention, the content of C is preferably limited to 0.01 to 0.20%.
·TiO2: 4.0~9.5%TiO 2 : 4.0 to 9.5%
TiO2(Ti 산화물)는 용접시 주된 슬래그 형성제로서 대기로부터 용융금속을 보호하는 역할을 한다. 상기 TiO2(Ti 산화물)의 함량이 4.0% 미만에서는 슬래그량이 부족하여 용융금속을 대기로부터 충분히 보호할 수 없고 스패터 발생이 많아지며, TiO2(Ti 산화물)의 함량이 9.5%를 초과해서는 슬래그 형성이 과다하고 유동성이 저하되며, 슬래그의 일부가 용접금속의 내부에 혼입되어 용접부의 기계적 성능이 크게 저하되는 문제가 있으므로, 그 함량을 4.0~9.5%로 하는 것이 바람직하다.
TiO 2 (Ti oxide) is a main slag forming agent when welding, and serves to protect molten metal from the atmosphere. If the content of TiO 2 (Ti oxide) is less than 4.0%, the amount of slag is insufficient and the molten metal can not be sufficiently protected from the atmosphere and spatter generation is increased. When the content of TiO 2 (Ti oxide) exceeds 9.5% There is a problem that the molten metal is excessively formed and the fluidity is lowered and a part of the slag is mixed into the inside of the weld metal to significantly deteriorate the mechanical performance of the welded portion, so that the content thereof is preferably 4.0 to 9.5%.
·망간(Mn): 1.0~2.5%Manganese (Mn): 1.0 to 2.5%
Mn은 탈산제로서 용접금속 내 산소량을 저감시키며 용접금속의 강도를 유지시켜준다. 상기 Mn의 함량이 1.0% 미만에서는 용접금속의 인장강도와 충격인성이 저하되며, 2.5%를 초과하면 강도증가로 인한 충격인성 저하 및 균열 발생 우려가 있기 때문에, 그 함량은 1.0~2.5%로 하는 것이 바람직하다.
Mn is a deoxidizer which reduces the amount of oxygen in the weld metal and maintains the strength of the weld metal. If the content of Mn is less than 1.0%, the tensile strength and impact toughness of the weld metal deteriorate. If the content of Mn exceeds 2.5%, the impact strength tends to be lowered due to an increase in strength and cracking may occur. .
·실리콘(Si): 0.1~1.0%Silicon (Si): 0.1 to 1.0%
Si는 상기 Mn과 마찬가지로 탈산제로서 용접금속내 산소량을 저감시키며, 용접금속의 강도를 유지함과 아울러, 적정량 첨가시 슬래그 유동성과 비드외관을 향상시키는 역할을 한다. 상기 Si의 함량이 0.1% 미만에서는 용접금속의 인장강도 및 충격인성이 저하되며 비드 외관 향상 효과가 미흡하고, 1.0%를 초과하면 슬래그 유동성이 떨어지고, 충격인성이 저하되며 고온 균열이 발생할 우려가 있기 때문에 그 함량은 0.1~1.0%인 것이 바람직하다.
Similar to Mn, Si reduces the amount of oxygen in the weld metal as a deoxidizer, maintains the strength of the weld metal, and improves slag fluidity and bead appearance when added in an appropriate amount. If the Si content is less than 0.1%, the tensile strength and impact toughness of the weld metal deteriorate and the bead appearance improving effect is insufficient. When the Si content is more than 1.0%, the slag fluidity decreases, impact toughness decreases, Therefore, the content thereof is preferably 0.1 to 1.0%.
·니켈(Ni): 0.3~3.0%Nickel (Ni): 0.3 to 3.0%
Ni는 오스테나이트 안정화 원소로서 저온에서 충격 인성을 안정화시키고 조직을 미세화하여 CTOD인성을 향상시키는 효과가 있다. Ni 함량이 0.3% 미만에서는 저온 충격인성의 안정화 효과를 나타낼 수 없고, 3.0%를 초과하면 용접금속의 강도를 증가시켜 저온인성 및 CTOD 인성을 저하시킬 수 있으므로, 0.3~3.0%인 것이 바람직하다.
Ni is an austenite stabilizing element and has an effect of stabilizing impact toughness at a low temperature and improving the CTOD toughness by making the structure finer. If the Ni content is less than 0.3%, the effect of stabilizing the impact resistance at low temperatures can not be exhibited. If the Ni content exceeds 3.0%, the strength of the weld metal may be increased to lower the low temperature toughness and CTOD toughness.
·티타늄(Ti): 0.1~0.4% Titanium (Ti): 0.1 to 0.4%
Ti(금속 Ti)는 산소와 결합하여 미세한 Ti 복합산화물을 형성하여 용접금속 내 핵생성 사이트 역할을 하며, 상기 Ti 복합산화물들이 성장하여 용접금속조직을 미세화시켜 저온 충격인성 향상시키고 균열 민감성 낮추는 역할을 하는 원소이다. 이러한 미세한 Ti 복합산화물 효과를 얻기 위해서는 Ti(금속 Ti) 함량범위를 0.1~0.4%로 하는 것이 바람직하다. 상기 Ti(금속 Ti)의 함량이 0.1% 미만이면 산화물의 산소와 반응할 Ti(금속 Ti) 함량이 적기 때문에, Ti복합산화물들을 통한 용접금속 응고조직의 미세화 효과가 작아 용접금속의 저온 충격인성 및 내균열성이 저하되고, 0.4%를 초과하면 용접금속 내 Ti(금속 Ti) 함량의 증가로 인해 용접금속의 강도가 높아지게 되어 저온 충격인성 저하되고 균열 발생이 증가하기 때문이다.
Ti (metal Ti) acts as a nucleation site in the weld metal by bonding with oxygen to form a fine Ti complex oxide. The Ti complex oxides grow to refine the weld metal structure, thereby improving the impact resistance at low temperature and lowering the crack sensitivity . In order to obtain such a fine Ti composite oxide effect, it is preferable to set the content of Ti (metal Ti) to 0.1 to 0.4%. If the content of Ti (metal Ti) is less than 0.1%, the effect of refinement of the weld metal solidification structure through Ti composite oxides is small since the content of Ti (metal Ti) to react with oxygen of the oxide is small, The cracking resistance is lowered. If it exceeds 0.4%, the strength of the weld metal is increased due to the increase of the content of Ti (metal Ti) in the weld metal, so that the low-temperature impact toughness is lowered and the crack generation is increased.
·보론(B): 0.005~0.025%Boron (B): 0.005 to 0.025%
보론(B)는 미량원소로 첨가되어 조직을 미세하게 하고 입계 페라이트 성장을 억제하여 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 보론(B)이 0.005% 미만에서는 조직을 미세하게 하는 효과가 구현되지 않으며, 0.025%를 초과하면 용접부의 경도를 과도하게 증가시켜 균열을 발생시킬 수 있다.Boron (B) may be added as a trace element to refine the structure and inhibit grain boundary ferrite growth, thereby improving the low temperature impact toughness and the low temperature CTOD characteristics. If the boron (B) is less than 0.005%, the effect of making the structure finer is not realized. If the boron (B) is more than 0.025%, the hardness of the weld portion is excessively increased to cause cracking.
·SiO2: 0.1~0.4%SiO 2 : 0.1 to 0.4%
SiO2는 슬래그 형성제로서, 슬래그 박리성과 용접 비드 외관을 향상시키기 위해 첨가된다. SiO2가 0.1% 미만에서는 슬래그의 점성이 부족해져 슬래그의 포피성이 저하되는 동시에 비드 외관이 저하되고, 0.4%를 초과하면 용융 슬래그의 점성이 지나치게 높아져 슬래그 유동성을 떨어뜨리며, 개재물로서 용착금속 조직에 존재하여 내균열성 및 저온 충격인성을 저하시킬 수 있다.
SiO 2 is added as a slag forming agent to improve the slag peelability and weld bead appearance. If the content of SiO 2 is less than 0.1%, the viscosity of the slag becomes insufficient and the flapability of the slag deteriorates. At the same time, the appearance of the beads deteriorates. When the SiO 2 content exceeds 0.4%, the viscosity of the molten slag becomes excessively high to degrade the slag fluidity, So that cracking resistance and low-temperature impact toughness can be lowered.
·Al2O3: 0.1~0.3%Al 2 O 3 : 0.1 to 0.3%
Al2O3는 하향 자세 용접시 비드 외관 및 입향 상진 자세 용접에서의 비드 처짐 방지를 위해 첨가된다. Al2O3의 함량이 0.1% 미만에서는 하향 용접에서 비드 외관이 저하되고, 입향 상진 용접에서 비드 처짐이 발생하여 전반적인 용접작업성이 저하된다. 반면에 0.3%를 초과하면 슬래그 박리성이 저하되는 문제가 있으므로, 본 발명에서는 ·Al2O3 함량을 0.1~0.3% 범위로 제한함이 바람직하다.
Al 2 O 3 is added to prevent bead sagging in the bead appearance and in the upward and upward posture welding in the downward position welding. When the content of Al 2 O 3 is less than 0.1%, the bead appearance is lowered in the downward welding, and the bead sagging occurs in the upward-facing upward welding, thereby lowering the overall welding workability. On the other hand, if in excess of 0.3%, so a problem in that the slag removability deteriorated, in the present invention, Al 2 O 3 · It is preferable to limit the content to a range of 0.1 to 0.3%.
·ZrO2: 0.1~0.4% ZrO 2 : 0.1 to 0.4%
ZrO2는 용접 비드의 형상에 영향을 미치는 성분으로, 본 발명에서는 그 함량을 0.1~0.4%로 하는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1% 미만에서는 하향 및 수평필렛 용접시 양호한 용접 비드를 얻을 수 없고, 0.4%를 초과하면 수평 필렛 용접 중에서 비드 등각성이 저하되며, 입향 상진 용접시 용접 비드가 볼록해지는 문제가 있기 때문이다.
ZrO 2 is a component that influences the shape of the weld bead. In the present invention, the content of ZrO 2 is preferably 0.1 to 0.4%. If the content is less than 0.1%, a good weld bead can not be obtained at the time of downward and horizontal fillet welding. If the content exceeds 0.4%, the bead uniformity decreases in the horizontal fillet welding, and the weld bead becomes convex at the time of top- to be.
상기 조성 이외에 나머지는 강재 외피 중의 Fe, 플럭스 중의 철분 및 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 이는 다른 성분이 첨가되는 것을 배제하는 것이 아니다.In addition to the above composition, the remainder includes Fe in the steel shell, iron in the flux, and inevitably added impurities, which does not exclude the addition of other components.
또한 본 발명의 와이어는 금속외피 내에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 충전 와이어로서, 이때 그 충전율은 10~20% 범위인 것이 바람직하다.
Further, the wire of the present invention is a flux-filled wire in which a flux is filled in a metal sheath, wherein the fill factor is preferably in the range of 10 to 20%.
한편 본 발명자는 양호한 저온 충격인성 및 우수한 CTOD특성 확보를 위해서는 용접금속 내에 미세한 침상형 페라이트 생성을 촉진시켜야 하는 것을 연구를 통해 인지하였다. 침상형 페라이트는 Ti과 산화물들의 반응을 통해 생성된 Ti 복합산화물의 핵생성을 통해 생성되는데, 저온 충격인성 향상 및 균열에 대한 저항성을 향상시키는 용접금속 미세조직으로 알려져 있다. 용접금속 내에서 침상형 페라이트 미세조직 생성을 촉진하기 위해서는 C함량 제어를 통해 가능한데, 용접부내 C함량이 높을수록 용접금속 내 저온인성 향상 및 균열의 전파를 억제시키는 침상형 페라이트 분율을 증가시키고 저온균열 민감도가 높은 베이나이트 및 마르텐사이트 분율은 감소시킨다. On the other hand, the inventors of the present invention have recognized through research that the formation of fine needle-shaped ferrite in the weld metal should be promoted in order to obtain good low temperature impact toughness and excellent CTOD characteristics. The acicular ferrite is formed through the nucleation of the Ti complex oxide produced by the reaction of Ti and oxides. It is known that the weld metal microstructure improves the impact resistance at low temperature and improves resistance to cracking. In order to accelerate the formation of acicular ferrite microstructure in the weld metal, it is possible to control the content of C by increasing the content of C in the weld metal. The higher the C content in the weld, the better the low temperature toughness in the weld metal and increase the acicular ferrite fraction, Sensitive bainite and martensite fractions are reduced.
이와 관련하여, 본 발명자는 산화물과 Ti 및 C의 함량비가 특정 범위 내에 있을 때 가장 양호한 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성을 지니게 되고, 아울러 양호한 용접작업성을 나타내는 것을 발견하였으며, 그에 근거하여 아래의 관계식 1을 도출하게 되었다.In this connection, the present inventors have found that the present invention has the best low-temperature impact toughness and low-temperature CTOD characteristics when the content ratio of oxides, Ti and C is within a specific range, and exhibits good welding workability, 1, respectively.
[관계식 1][Relation 1]
본 발명의 와이어는 상기 관계식 1에 의해 정의되는 L값이 1.00~1.30를 만족하도록 조성되는 것이 바람직하다. 상기 L값이 1.0 미만에서는 용접금속 내의 Ti복합산화물을 형성에 영향을 미치는 Ti 함량이 과도하게 증가하게 되어 용접금속의 강도 및 경도가 증가하게 되고, 용접금속의 균열발생 민감성이 증가하여 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성이 저하된다. 그리고 산화물의 함량이 감소하여 용접작업성이 저하된다. 또한 L값이 1.30를 초과하면 용접금속 내에 Ti산화물들을 형성하기 위한 Ti의 함량이 적어져서, 용접금속내 침상형 페라이트 분율이 감소하여 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성이 저하되고, 산화물들의 함량이 과도하게 증가하게 되어 용접작업성이 저하될 수 있기 때문이다. The wire of the present invention is preferably formed such that the L value defined by the above-mentioned
상기 관계식 1의 L값의 변화에 따른 저온 충격인성 변화를 확인하기 위하여, 본 발명자들은 산화물과 Ti의 함량을 변화시켜 상기 L값의 변화에 따른 -60℃의 용접금속 충격인성에 대한 평가 및 -40℃ CTOD 평가를 행하였다. L값이 1.00~1.60를 만족하는 경우에 우수한 저온 충격인성 및 저온 CTOD 특성을 확인할 수 있었다.In order to confirm the change of the low-temperature impact toughness according to the change of the L value of the
구체적으로, 도 1은 관계식 1의 L값과 -60℃ 저온 충격치의 상관관계를 나타내는 그래프이다. 도 1을 참조하면, 상기 L값과 저온충격치의 변화가 유사함을 관찰할 수 있으며, 관계식 L값이 1.00이상 1.30이하의 값에서 충격을 흡수하는 에너지가 높은 것을 확인할 수 있다. 즉, 상기 L값 범위가 재료의 저온인성을 높일 수 있는 최적 L 값 범위를 알 수 있다.
Specifically, FIG. 1 is a graph showing the correlation between the L value of the
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
(실시예)(Example)
하기 표 1의 조성을 갖는 직경 1.2㎜의 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어를 각각 마련하였다. 표 1의 와이어 조성에서 미기재 성분은 강재 외피 중의 Fe, 플럭스 중 철분 및 불가피한 불순물이다. 한편 이때 사용된 강재 외피의 조성을 표 2에 나타내었다.And a flux-charging wire for gas shielded arc welding having a diameter of 1.2 mm and having the composition shown in Table 1 below was provided. In the wire composition of Table 1, the non-base component is Fe in the steel shell, iron in the flux and inevitable impurities. Table 2 shows the composition of the steel sheath used at this time.
이와 같이 마련된 각각의 와이어를 이용하여 두께 80mm의 API 5L 2W60 강재에 입향 상진 자세로 용접하였으며, 이때 모재 사양은 V형 개선 Butt용접이며 그 구체적인 용접조건에 관한 사항은 하기 표 3에 나타내었다. Each of the wires thus prepared was welded to an API 5L 2W60 steel having a thickness of 80 mm in an upward and upright posture. At this time, the base material was modified V-shaped butt welding, and the specific welding conditions are shown in Table 3 below.
이러한 용접을 행한 후, 각각의 와이어별 용접작업성, 용접부의 인성 및 균열, CTOD결과를 측정하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 한편 본 실시예에서 용접작업성은 비드형상 등을 고려하여 육안으로 비교 판단한 것으로서 매우 우수(◎), 우수(○), 보통(△), 불량(×)의 4단계로 구분하여 평가하였다. 또한, 충격시험은 -60℃에서 시험하여 그 결과를 표시하였으며, CTOD시험은 BS7448 규격에 의거 -40℃에서 측정하여 CTOD 값이 0.25mm 이상인 것은 합격으로 표시하였으며, 그 이하는 그 값을 표시하여 하기 표 4에 나타내었다.
After performing such welding, the welding workability, toughness and cracking of each weld, and CTOD results were measured for each wire, and the results are shown in Table 4 below. On the other hand, in the present embodiment, the welding workability was evaluated visually in consideration of bead shape and the like and classified into four stages of excellent (⊚), excellent (◯), normal (△), and poor (x). In addition, the impact test was carried out at -60 ° C and the results were shown. The CTOD test was carried out at -40 ° C in accordance with BS7448, and the CTOD value of 0.25 mm or more was indicated as acceptable. Are shown in Table 4 below .
(V-UP)Orientation Sangjin
(V-UP)
(Joules)And @ -60 ℃
(Joules)
상기 표 1 및 표 4에 나타난 바와 같이, 와이어의 조성성분이 본 발명의 범위를 만족하는 발명예 1-15의 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는 각각 우수한 저온 충격인성 및 CTOD 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
As shown in Tables 1 and 4, each of the flux-cored wires for gas shield arc welding according to Inventive Examples 1-15, in which the compositional composition of the wire satisfies the range of the present invention, shows excellent low temperature impact toughness and CTOD characteristics .
이에 반하여, 관계식 1의 L값이 본 발명의 범위를 벗어나고 Ti의 함량이 본 발명 범위를 벗어난 비교예 10-15의 경우, 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 좋지 않았다. 또한 ZrO2, SiO2, Al2O3 중 일부 성분 함량과 L 값이 본 발명 범위를 벗어난 비교예 7-8의 경우에는 용접작업성이 저하되고 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 또한 바람직하지 않았다.On the other hand, in the case of Comparative Example 10-15 in which the L value of the
또한, 비교예 5 내지 12의 경우에는 관계식 1의 L값은 본 발명 범위를 만족하지만 Ni의 함량이 본 발명 범위를 벗어나 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 저하되었고 균열이 발생하였고, 비교예 13 내지 14의 경우에는 Si 및 Mn의 함량이 본 발명 범위를 벗어나 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 저하되었고 용접작업성이 바람직하지 않았다. In the case of Comparative Examples 5 to 12, the L value of the
아울러, 비교예 1-4는 각 구성성분의 함량은 모두 본 발명 범위를 만족하지만, 관계식 1의 L 값이 본 발명 범위를 벗어나 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 저하되고, 용접작업성 또한 바람직하지 않음을 알 수 있다.
In Comparative Example 1-4, the content of each component satisfies the range of the present invention, but the L value of the
한편, 도 2(a-c)는 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 미흡한 경우와 양호한 경우의 용접금속의 조직사진이다. On the other hand, Fig. 2 (a-c) is a photograph of the weld metal in a case where the low temperature impact toughness and the CTOD characteristics are insufficient and in a good case.
구체적으로, 도 2(a)는 비교예 7의 조직사진으로 관계식 1의 L값이 본 발명의 범위에서 벗어나 있는 경우로서 침상페라이트 미세조직의 분율이 낮고 베이나이트 및 마르텐사이트 미세조직의 분율이 높게 형성되어 저온 충격인성 및 CTOD 특성이 미흡한 조직임을 확인할 수 있다. Specifically, Fig. 2 (a) is a photograph of the structure of Comparative Example 7, which shows that when the L value of the
이에 대하여, 도 2(b-c)는 각각 본 발명예 1과 발명예 7에 대한 용접금속의 조직사진으로서 상기 관계식 1의 L값이 본 발명의 범위 내에 있는 경우로 침상페라이트 미세조직의 분율이 높아 저온 충격인성이 우수하고 CTOD특성이 우수한 조직을 알 수 있다.
On the other hand, FIG. 2 (bc) is a photograph of the weld metal of the weld metal for Inventive Example 1 and Inventive Example 7, respectively, when the L value of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of course, this is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments but should be defined by the following claims as well as equivalents thereof.
Claims (2)
[관계식 1]
The flux-filled wire is filled with a flux in a metal shell. The wire is composed of 4.0 to 9.5% of TiO 2 , 0.01 to 0.20% of C, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 1.0% of Si, 0.1 to 0.4% of ZrO 2 , 0.1 to 0.4% of SiO 2 , 0.1 to 0.3% of Al 2 O 3 , and 0.005 to 0.3% of B, 0.025%, balance Fe and unavoidable impurities, and has an L value defined by the following relational expression 1 satisfying the range of 1.00 to 1.30.
[Relation 1]
The flux-charging wire for gas shield arc welding according to claim 1, wherein the filling rate of the flux is in the range of 10 to 20%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160001542A KR101783415B1 (en) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160001542A KR101783415B1 (en) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170082305A KR20170082305A (en) | 2017-07-14 |
KR101783415B1 true KR101783415B1 (en) | 2017-09-29 |
Family
ID=59358664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160001542A KR101783415B1 (en) | 2016-01-06 | 2016-01-06 | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101783415B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102159982B1 (en) | 2019-05-16 | 2020-09-25 | 현대종합금속 주식회사 | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009248137A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Flux cored wire for gas-shielded arc welding |
KR101210294B1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-12-10 | 현대종합금속 주식회사 | Titania based flux cored wire for gas shielded arc welding |
JP2015080811A (en) | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELD ARC WELDING |
-
2016
- 2016-01-06 KR KR1020160001542A patent/KR101783415B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009248137A (en) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Nippon Steel & Sumikin Welding Co Ltd | Flux cored wire for gas-shielded arc welding |
KR101210294B1 (en) * | 2011-06-14 | 2012-12-10 | 현대종합금속 주식회사 | Titania based flux cored wire for gas shielded arc welding |
JP2015080811A (en) | 2013-10-24 | 2015-04-27 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | FLUX-CORED WIRE FOR Ar-CO2 MIXED GAS SHIELD ARC WELDING |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102159982B1 (en) | 2019-05-16 | 2020-09-25 | 현대종합금속 주식회사 | Flux cored wire for gas shielded arc welding |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170082305A (en) | 2017-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR880002508B1 (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding | |
KR101452035B1 (en) | Bonded flux and solid wire for submerged arc welding, and method for submerged arc welding of steel for low temperature service | |
JP4209913B2 (en) | Flux-cored wire for gas shielded arc welding | |
KR102208029B1 (en) | Electroslag welding wire, electroslag welding flux and weld joints | |
WO2018051823A1 (en) | Wire for electroslag welding, flux for electroslag welding and welded joint | |
JP2011189349A (en) | Flux cored wire for gas shielding arc welding | |
JP5696228B2 (en) | Flux cored arc welding wire excellent in low temperature toughness and welding workability and welded joint using the same | |
KR101464853B1 (en) | Bond flux, wire, welding metal and welding method for submerged arc welding | |
JP2014091135A (en) | Bonded flux for submerged arc welding | |
KR101783415B1 (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding | |
JP5726017B2 (en) | Bond flux and welding method for submerged arc welding | |
KR20160083355A (en) | Flux cored arc welding wire | |
KR101210294B1 (en) | Titania based flux cored wire for gas shielded arc welding | |
CN112154042B (en) | Solid welding wire for electroslag welding and welding joint | |
KR101859373B1 (en) | Titania Based Flux Cored Wire of Gas Shielded Arc Welding for Low Temperature Service | |
KR102159982B1 (en) | Flux cored wire for gas shielded arc welding | |
KR102114091B1 (en) | Titania Based Flux Cored Wire of Gas Shielded Arc Welding for excellent hot cracking resistance | |
KR101286500B1 (en) | Titania based flux cored wire for gas shielded arc welding | |
KR102056637B1 (en) | Flux cored wire for gas shield | |
KR101436118B1 (en) | Flux cored wire for Gas shielded arc welding | |
KR102112160B1 (en) | Flux cored wire for gas shield | |
KR102257858B1 (en) | Flux cored arc welding joint | |
KR101637471B1 (en) | Flux cored wire for Gas shielded arc welding | |
KR101264606B1 (en) | Gas shielded arc welding titania based flux cored wire having excellent crack resistance | |
JPH10175094A (en) | Low hydrogen covered electrode for low temperature steel, and its welding method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
R401 | Registration of restoration |