KR101923806B1 - Stainless steel flux cored wire - Google Patents
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Abstract
[과제] 인장 강도, 저온에서의 인성, 내결함성 및 내고온균열성이 우수한 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어를 제공한다.
[해결 수단] 와이어 전체 질량당, C: 0.04질량% 이하, Si: 0.8질량% 이하, Mn: 0.5∼5.0질량%, Cu: 3.0질량% 이하, Ni: 13∼33질량%, Cr: 15∼29질량%, Mo: 2.0∼6.0질량%, Nb: 1.0질량% 이하, 및 N: 0.08∼0.25질량%를 함유하고, 추가로 상기 플럭스 중에, 와이어 전체 질량당, TiO2: 4.0∼12.0질량%, SiO2: 0.05∼3.0질량%, ZrO2: 0.5∼5.0질량%, Al2O3: 2.0질량% 이하, Bi 화합물에 대해서 Bi 환산값: 0.01질량% 이하, 알칼리 금속 화합물에 대해서 알칼리 금속 환산값으로의 합계: 0.1∼2.0질량%, 및 불화물에 대해서 불소 환산값: 0.1∼1.0질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.[PROBLEMS] To provide a stainless steel flux cored wire excellent in tensile strength, toughness at low temperature, fault resistance, and high temperature crack resistance.
[MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS] The steel wire according to the present invention is characterized in that it contains 0.04 mass% or less of C, 0.8 mass% or less of Si, 0.5 to 5.0 mass% of Mn, 3.0 mass% or less of Cu, 13 to 33 mass% of Ni, TiO 2 : 4.0 to 12.0 mass% per 29 mass% of wire, 2.0 to 6.0 mass% of Mo, 1.0 mass% or less of Nb and 0.08 to 0.25 mass% of N, , SiO 2: 0.05~3.0% by weight, ZrO 2: 0.5~5.0% by weight, Al 2 O 3: about 2.0% or less, Bi in terms of Bi compound value: 0.01% by mass or less, in terms of alkali metal with respect to the alkali metal compound , And 0.1 to 1.0 mass% of a fluorine-converted value with respect to the fluoride, based on the total weight of the stainless steel flux cored wire.
Description
본 발명은 저온 용도의 스테인리스강이나 5% Ni강 등의 용접에 있어서 사용되는 완전 오스테나이트 조직이 되는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.The present invention relates to a stainless steel flux cored wire which becomes a complete austenitic structure for use in welding stainless steel or 5% Ni steel for low temperature applications.
스테인리스강 용접 재료는, 우수한 내식성이나 내열성을 갖는 스테인리스강의 용접에 이용되고 있고, 각종 공업 분야에서 널리 적용되고 있다. 한편, LEG 등의 저장 탱크 등의 구조 부재로서 사용되는 5% Ni강의 용접 재료에는 높은 강도 특성과 저온에서의 충격 성능이 요구되기 때문에, Ni기(基) 합금 용접 재료가 사용되는 경우가 많다.Stainless steel welding materials are used for welding stainless steel having excellent corrosion resistance and heat resistance and are widely applied in various industrial fields. On the other hand, a Ni-based alloy welding material is often used because a high strength property and impact performance at low temperature are required for a welding material of 5% Ni steel used as a structural member of storage tanks such as LEG.
종래의 스테인리스강 용접 재료는 강도 및 충격 성능의 사양을 만족할 수 없기 때문에, 5% Ni강의 용접에 사용되는 경우는 거의 없었다.Since conventional stainless steel welding materials can not satisfy the specifications of strength and impact performance, they are rarely used for welding 5% Ni steel.
예를 들면 특허문헌 1에는, 우수한 기계 성능을 갖는 저온강 용접용 Ni기 합금 플럭스 코어드 와이어가 개시되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a Ni-based alloy flux cored wire for low temperature steel welding having excellent mechanical performance.
또한, 특허문헌 2에서는 초전도 코일용 구조물에 사용되는 스테인리스강용으로 극저온에서의 충격 성능이 우수한 극저온용 스테인리스강 피복 아크 용접봉이 개시되어 있다.Also, Patent Document 2 discloses a cryogenic stainless steel coated arc welding electrode for a stainless steel used in a structure for a superconducting coil, which has excellent impact performance at an extremely low temperature.
그러나 특허문헌 1에 개시된 Ni기 합금 플럭스 코어드 와이어는, 스테인리스강과 비교해서 Ni, Cr, Mo 등의 합금 함유량이 높기 때문에, 비용이 높다. 또한, 특허문헌 2에 개시된 스테인리스강 피복 아크 용접봉은, 실온에서의 강도 특성이 불충분하고, 또한 피복 아크 용접봉이기 때문에 용접 능률이 낮다.However, the Ni-based alloy flux cored wire disclosed in Patent Document 1 has a high content of alloys such as Ni, Cr, and Mo as compared with stainless steels, resulting in high cost. In addition, the stainless steel-coated arc welding electrode disclosed in Patent Document 2 has insufficient strength characteristics at room temperature and is also a coated arc welding electrode, resulting in low welding efficiency.
상기 실정을 감안하여, 본 발명에서는, 저온 용도의 오스테나이트계 스테인리스강 및 5% Ni강의 용접에 있어서, Ni기 합금과 비교해서 저비용이고, 용접 능률이 높은 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어에 있어서, 인장 강도나 저온에서의 충격 성능이 우수한 용접 금속이 얻어지는, 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a stainless steel flux cored wire having low cost and high welding efficiency as compared with a Ni-based alloy in welding austenitic stainless steel and 5% Ni steel for low- And to provide a stainless steel flux cored wire in which a weld metal excellent in strength and impact performance at low temperatures can be obtained.
보다 구체적으로는, 본 발명에서는, 저온 용도의 오스테나이트계 스테인리스강 및 5% Ni강 등의 용접에 있어서 사용되는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어로서, 인장 강도, 저온에서의 인성, 내결함성 및 내고온균열성이 우수한 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.More specifically, the present invention is a stainless steel flux cored wire used for welding austenitic stainless steel and 5% Ni steel for low-temperature use, and is excellent in tensile strength, toughness at low temperatures, And to provide a stainless steel flux cored wire having excellent properties.
본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 이하의 사항을 발견했다.As a result of intensive studies, the present inventors have found the following.
즉, 용접 금속이 페라이트 조직을 포함하는 오스테나이트·페라이트의 2상 조직이 되는 경우, 저온에 있어서 페라이트상이 취화되어, 현저하게 충격 성능이 열화된다. 그래서, 5% Ni강의 용접 금속에 요구되는 저온 인성을 달성하는 것을 목적으로 하여, 본 발명에서는 완전 오스테나이트 조직이 되도록 용접 금속의 화학 성분의 조정을 행했다.That is, when the weld metal becomes a two-phase structure of austenite-ferrite including a ferrite structure, the ferrite phase is brittle at low temperature, and the impact performance is markedly deteriorated. Therefore, in order to attain the low temperature toughness required for the weld metal of 5% Ni steel, the chemical composition of the weld metal is adjusted in the present invention so as to become a complete austenite structure.
완전 오스테나이트 조직으로 한 경우, 고온 균열이 발생하기 쉬워지는 것이 과제이다. 고온 균열 감수성을 낮추기 위해서는 저융점 화합물을 생성하는 P, S 등의 불순물을 저하시킨다는 것이 알려져 있다.In the case of a complete austenite structure, high-temperature cracks tend to occur. It is known that in order to lower the susceptibility to high-temperature cracking, impurities such as P and S that generate low melting point compounds are lowered.
일반적으로 슬래그계 플럭스 코어드 와이어의 슬래그 박리성을 개선하는 것을 목적으로 첨가되고 있는 Bi도 또한, 저융점 산화물을 생성하여, 고온 균열 감수성을 높인다는 것이 확인되었기 때문에, 본 발명에 있어서는 Bi를 가능한 한 무첨가로 하는 것으로 했다.It has been confirmed that Bi added for the purpose of improving the slag releasing property of the slag flux cored wire in general also produces a low melting point oxide and enhances high temperature crack susceptibility, We decided to do with nothing.
P 및 S의 저감과 Bi를 무첨가로 하는 것만으로는 내고온균열성의 개선에 불충분했기 때문에, 본 발명에서는 추가로, 각종 합금 원소의 영향에 대해서도 주목했다.The reduction of P and S and the addition of no Bi alone were insufficient for improving the high temperature cracking resistance. Therefore, the present invention also noted the effect of various alloying elements.
용접 금속의 최종 응고역에는 합금 원소가 응고 편석에 의해 농화되어, 용융 금속의 융점을 내려서 고온 균열 감수성을 높인다고 생각된다. 본 발명에서는 마이크로 조직 관찰이나 열역학 시뮬레이션을 이용한 검토를 행하여, 합금 원소의 영향에 대해서 조사했다.It is considered that the alloying element is concentrated in the final solidification zone of the weld metal by the solidification segregation and the melting point of the molten metal is lowered to enhance the high temperature crack susceptibility. In the present invention, microstructure observation or thermodynamic simulation was used to examine the influence of alloying elements.
그 결과, 최종 응고역에 응고 편석되는 C나, Cr 및 Mo 등의 합금 원소의 편석을 촉진시키는 효과가 있는 Si의 첨가량을 약간 낮게 억제하는 것에 의해, 내고온균열성을 유효하게 개선할 수 있다는 것을 발견했다.As a result, it is possible to effectively improve the high-temperature cracking resistance by suppressing the addition amount of Si, which is effective for promoting segregation of alloying elements such as C and Cr and Mo, I found that.
또한, 일반적으로 Mn은 MnS를 생성하여, 내고온균열성을 개선하는 원소라는 것이 알려져 있으며, 완전 오스테나이트 조직이 되는 용재에서는 5∼7% 첨가(일본 특허공개 평07-124784호 공보 참조)하는 등 하고 있다.In addition, it is generally known that Mn is an element which forms MnS and improves high-temperature cracking resistance. In the case of a completely austenite structure, 5 to 7% of Mn is added (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 07-124784) And so on.
그러나, 과잉된 첨가는 Mn 자체의 응고 편석을 촉진시켜, 최종 응고역의 융점 저하를 초래하여, 반대로 내고온균열성을 열화시킨다. 그 때문에, 본 발명에서는 Mn의 함유량을 보다 약간 낮게 적정한 범위로 조정할 필요가 있다는 것을 발견했다.However, the excessive addition accelerates the solidification segregation of the Mn itself, resulting in lowering of the melting point of the final solidification region, and in turn, deteriorating the hot cracking resistance. Therefore, in the present invention, it has been found that it is necessary to adjust the Mn content to a suitable range slightly lower.
또한 본 발명에서는, 완전 오스테나이트 조직이 되는 용접 금속의 인장 강도를 향상시키기 위해서는 C 및 N 등의 침입형 고용 강화 원소의 첨가가 유효하다는 것을 발견하여, 실온에서 높은 인장 강도를 얻기 위해서 고용 강화 원소인 N을 많이 첨가하는 것으로 했다. 한편, C는 고온 균열 감수성을 높이는 원소이기 때문에, 본 발명에서는 N을 적극 첨가하는 설계로 했다.Further, in the present invention, it has been found that addition of interstitial solid solution strengthening elements such as C and N is effective for improving the tensile strength of the weld metal to become a complete austenite structure. In order to obtain a high tensile strength at room temperature, It was decided to add a large amount of phosphorus. On the other hand, since C is an element that enhances the susceptibility to high-temperature cracking, it is designed to positively add N in the present invention.
단, N의 첨가량을 크게 하면, 용접 금속이 응고할 때에, 과포화가 된 N이 기인이 되는 기포가 발생하여, 블로우홀·피트의 발생 리스크가 높아진다는 것이 알려져 있다. 그래서 본 발명에서는 플럭스 중의 TiO2, ZrO2, SiO2, Al2O3 등의 슬래그 조성을 최적화함으로써, 기공 결함 발생의 리스크를 낮추는 것에 성공했다.However, it is known that, when the amount of N added is increased, bubbles are generated which are caused by supersaturated N when the weld metal solidifies, thereby increasing the risk of occurrence of blowholes and pits. Thus, in the present invention, it has been succeeded in reducing the risk of occurrence of pore defects by optimizing the slag composition of TiO 2 , ZrO 2 , SiO 2 and Al 2 O 3 in the flux.
상기 지견을 얻어서, 본 발명자들은 상기 과제에 대해, 용접 금속의 화학 성분을 조정함으로써 용접 금속에 요구되는 저온 인성을 달성하고, 추가로 C, Si, Mn이나 Cr, Mo 등과 같은 합금 원소의 첨가량을 특정 범위로 함으로써, 양호한 내고온균열성의 개선에 성공했다. 더욱이 N과 플럭스 중의 슬래그 조성을 특정 범위로 함으로써, 실온에서의 높은 인장 강도를 실현하면서, 기공 결함 발생의 리스크를 억제하는(내결함성) 것에 성공하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The inventors of the present invention obtained the above finding and, in view of the above problems, the present inventors have found that by adjusting the chemical composition of the weld metal, the low temperature toughness required of the weld metal can be attained and the addition amount of alloying elements such as C, Si, Mn, Cr, By setting the specific range, it has succeeded in improving the good high-temperature cracking resistance. Furthermore, by controlling the slag composition in the N and fluxes to a specific range, it has been succeeded to suppress the risk of occurrence of pore defects (fault tolerance) while realizing a high tensile strength at room temperature, thereby completing the present invention.
즉, 본 발명은 이하에 관한 것이다.That is, the present invention relates to the following.
[1] 스테인리스강의 외피에 플럭스가 충전된 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어로서,[1] A stainless steel flux cored wire filled with a flux on the outer surface of a stainless steel,
와이어 전체 질량당,Per total mass of wire,
C: 0.04질량% 이하,C: 0.04 mass% or less,
Si: 0.8질량% 이하,Si: 0.8 mass% or less,
Mn: 0.5∼5.0질량%,Mn: 0.5 to 5.0 mass%
Cu: 3.0질량% 이하,Cu: 3.0 mass% or less,
Ni: 13∼33질량%,Ni: 13 to 33 mass%
Cr: 15∼29질량%,Cr: 15 to 29 mass%
Mo: 2.0∼6.0질량%,Mo: 2.0 to 6.0 mass%
Nb: 1.0질량% 이하, 및Nb: 1.0 mass% or less, and
N: 0.08∼0.25질량%를 함유하고,N: 0.08 to 0.25 mass%
추가로 상기 플럭스 중에, 와이어 전체 질량당,In addition, in the flux,
TiO2: 4.0∼12.0질량%,TiO 2 : 4.0 to 12.0 mass%
SiO2: 0.05∼3.0질량%,0.05 to 3.0% by mass of SiO 2 ,
ZrO2: 0.5∼5.0질량%,ZrO 2: 0.5~5.0 mass%
Al2O3: 2.0질량% 이하,2.0% by mass or less of Al 2 O 3 ,
Bi 화합물에 대해서 Bi 환산값: 0.01질량% 이하,Bi conversion of Bi: 0.01 mass% or less,
Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물에 대해서 알칼리 금속 환산값으로의 합계: 0.1∼2.0질량%, 및 0.1 to 2.0% by mass of the total of the alkali metal compounds composed of Na, K and Li in terms of alkali metals, and
불화물에 대해서 불소 환산값: 0.1∼1.0질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.And a fluorine conversion value of 0.1 to 1.0 mass% with respect to the fluoride.
[2] 와이어에 포함되는 각 성분의 함유량이 하기 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 상기 [1]에 기재된 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.[2] The stainless steel flux cored wire according to [1], wherein the content of each component contained in the wire satisfies the following relational expression.
A/B≥1.4A / B? 1.4
A=Ni+30×(C+N)+0.5×Mn+12.4A = Ni + 30 x (C + N) + 0.5 x Mn + 12.4
B=Cr+Mo+1.5×Si+0.5×NbB = Cr + Mo + 1.5 x Si + 0.5 x Nb
본 발명에 따른 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어에 의하면, 극저온용 스테인리스강, 5% Ni강 및 고내식(高耐食) 오스테나이트계 스테인리스강 등의 전(全)자세 용접에 있어서, 양호한 인장 강도, 저온 인성, 내결함성, 내고온균열성을 갖는 용접 금속을 얻을 수 있다.According to the stainless steel flux cored wire according to the present invention, in all-position welding such as cryogenic stainless steel, 5% Ni steel and high corrosion resistant austenitic stainless steel, excellent tensile strength, low temperature It is possible to obtain a weld metal having toughness, fault tolerance and high temperature cracking resistance.
더욱이, 슬래그 형성제로서 첨가되는 산화물 및 탄산염에 있어서의, Ti, Si, Zr, Al의 산화물량을 규정함으로써, 전자세에서 평탄한 비드 형상이 얻어지고, 슬래그 박리성도 양호해진다.Furthermore, by specifying the amounts of oxides of Ti, Si, Zr and Al in the oxide and carbonate added as the slag forming agent, a flat bead shape can be obtained from the electron beam, and the slag peeling property is also improved.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해서, 상세하게 설명한다. 한편, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. On the other hand, the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어는, 스테인리스강의 외피에 플럭스가 충전된 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어로서, 와이어 전체 질량당, C, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, Nb 및 N을 소정량 함유하고, 추가로 상기 플럭스 중에, 와이어 전체 질량당, TiO2, SiO2, ZrO2, Al2O3, Bi 화합물, Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물, 및 불화물을 소정량 함유하는 것을 특징으로 한다.The flux cored wire according to the present invention is a stainless steel flux cored wire filled with a flux on the outer surface of a stainless steel. The flux cored wire according to the present invention is a stainless steel flux cored wire in which Cu, Si, Mn, Cu, Ni, Cr, Mo, And further contains, in the flux, a predetermined amount of an alkali metal compound consisting of TiO 2 , SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , Bi compound, Na, K and Li, and fluoride .
이하, 본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어의 각 성분에 대해서, 와이어 전체 질량당 함유량을 설명한다.Hereinafter, content of each component of the flux cored wire according to the present invention will be described for the total mass of the wire.
<C: 0.04질량% 이하><C: 0.04 mass% or less>
C는 용접 금속의 인장 강도를 향상시키는 원소인 한편, 용접 금속의 최종 응고부에 편석되어, 융액의 융점을 저하시켜, 내고온균열성을 열화시킨다. 그 때문에, 와이어 전체 질량당 첨가량을 0.04질량% 이하로 억제한다. C 함유량이 0.04질량%를 초과하면 고온 균열 감수성이 높아진다. 또한, 바람직하게는 0.03질량% 이하이다. 또한, C는 포함되어 있지 않아도 되지만, 강도의 확보를 위해, 0.01질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.C is an element that improves the tensile strength of the weld metal, but is segregated in the final solidified portion of the weld metal, thereby lowering the melting point of the melt and deteriorating the hot cracking resistance. Therefore, the addition amount per total weight of the wire is suppressed to 0.04 mass% or less. When the C content exceeds 0.04 mass%, the susceptibility to high-temperature cracking increases. Further, it is preferably 0.03 mass% or less. Further, C is not required to be contained, but it is preferable that the content of C is 0.01% by mass or more for securing strength.
<Si: 0.8질량% 이하><Si: 0.8 mass% or less>
Si도 용접 금속의 최종 응고부에 편석되어, 융액의 융점을 저하시켜, 내고온균열성을 열화시키기 때문에, 0.8질량% 이하로 첨가량을 억제한다. Si 함유량이 0.8질량%를 초과하면 응고 편석이 촉진되어, 고온 균열 감수성이 높아진다. 또한, 바람직하게는 0.6질량% 이하이다. 또한, Si는 포함되어 있지 않아도 되지만, 용접 금속의 강도나 저온 인성의 확보, 블로우홀의 억제 등을 위해, 0.2질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.Si is also segregated in the final solidified portion of the weld metal to lower the melting point of the melt and deteriorate the hot crack resistance, so that the addition amount is suppressed to 0.8 mass% or less. When the Si content exceeds 0.8 mass%, solidification segregation is promoted, and high-temperature cracking susceptibility is enhanced. Further, it is preferably 0.6 mass% or less. In addition, Si is not required to be contained, but it is preferable that the Si content is 0.2% by mass or more for the purpose of securing the strength of the weld metal, securing low-temperature toughness, suppressing blowholes and the like.
<Mn: 0.5∼5.0질량%>≪ Mn: 0.5 to 5.0 mass%
Mn은 탈산 효과에 의해 산소계 가스에 의한 블로우홀(BH)을 억제하는 효과가 있음과 더불어, 오스테나이트 조직을 안정화시키는 효과가 있기 때문에 첨가한다. Mn 첨가량이 0.5질량% 미만이면 충분한 탈산 효과가 얻어지지 않는다. 한편, Mn 함유량이 5.0질량%를 초과하면 Mn의 용접 금속 최종 응고역으로의 응고 편석이 촉진되어, 융액의 융점을 저하시켜, 고온 균열이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 Mn 함유량은, 와이어 전체 질량당 0.5∼5.0질량%로 한다. 또한, 바람직하게는 1.0질량% 이상이고, 바람직하게는 4.0질량% 이하이다.Mn is added because it has the effect of suppressing the blowhole (BH) due to the oxygen-based gas due to the deoxidation effect and also has the effect of stabilizing the austenite structure. If the Mn content is less than 0.5% by mass, a sufficient deoxidation effect can not be obtained. On the other hand, when the Mn content exceeds 5.0 mass%, solidification segregation of Mn into the final solidification region of the weld metal is promoted, and the melting point of the melt is lowered, and high-temperature cracks are likely to occur. Therefore, the Mn content in the flux cored wire is set to 0.5 to 5.0 mass% per mass of the wire. Further, it is preferably not less than 1.0% by mass, and preferably not more than 4.0% by mass.
<Cu: 3.0질량% 이하><Cu: 3.0 mass% or less>
Cu는 그의 함유량이 3.0질량%를 초과하면 내고온균열성을 열화시키기 때문에, 와이어 전체 질량당 3.0질량% 이하로 한다. 바람직하게는 2.5질량% 이하이다. 하한은 특별히 규정은 없고, 오스테나이트 조직을 안정화시키기 위해서 Cu를 첨가해도 된다.When the content of Cu exceeds 3.0 mass%, Cu deteriorates the high-temperature cracking resistance. Therefore, the content of Cu is 3.0 mass% or less per total mass of the wire. Preferably not more than 2.5% by mass. The lower limit is not specifically defined, and Cu may be added to stabilize the austenite structure.
<Ni: 13∼33질량%>≪ Ni: 13 to 33 mass%
Ni는 오스테나이트 조직을 안정화시키기 위해서 첨가한다. Ni 함유량이 13질량% 미만이면, 오스테나이트 조직이 불안정해진다. 한편, Ni 함유량이 33질량%를 초과하면, C나 N의 고용도가 저하되어, BH가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 Ni 함유량은, 와이어 전체 질량당 13∼33질량%로 한다. Ni 함유량은, 바람직하게는 14질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 30질량% 이하이다.Ni is added to stabilize the austenite structure. If the Ni content is less than 13 mass%, the austenite structure becomes unstable. On the other hand, if the Ni content exceeds 33 mass%, the solubility of C or N lowers and BH tends to be generated. Therefore, the Ni content in the flux cored wire is set to 13 to 33 mass% for the entire wire mass. The Ni content is preferably at least 14 mass%. Further, it is preferably 30 mass% or less.
<Cr: 15∼29질량%>≪ Cr: 15 to 29 mass%
Cr은 용접 금속의 강도를 향상시킴과 더불어 오스테나이트상을 안정화시키는 효과가 있다. Cr 함유량이 15질량% 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 한편, Cr 함유량이 29질량%를 초과하면, 용접 금속의 인성이 열화됨과 더불어, Cr의 응고 편석이 촉진되어, 내고온균열성이 열화된다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 Cr 함유량은, 와이어 전체 질량당 15∼29질량%로 한다. Cr 함유량은, 바람직하게는 17질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 27질량% 이하이다.Cr has an effect of improving the strength of the weld metal and stabilizing the austenite phase. If the Cr content is less than 15 mass%, sufficient strength can not be obtained. On the other hand, when the Cr content exceeds 29 mass%, the toughness of the weld metal is deteriorated, and the solidification segregation of Cr is promoted and the high-temperature cracking resistance is deteriorated. Therefore, the Cr content in the flux cored wire is set to 15 to 29 mass% per mass of the wire. The Cr content is preferably at least 17 mass%. Further, it is preferably 27 mass% or less.
<Mo: 2.0∼6.0질량%>≪ Mo: 2.0 to 6.0 mass%
Mo는 Cr과 동일하게, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과가 있다. Mo 함유량이 2.0질량% 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 한편, Mo 함유량이 6.0질량%를 초과하면, 용접 금속의 인성이 열화됨과 더불어, Mo의 응고 편석이 촉진되어, 내고온균열성이 열화된다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 Mo 함유량은, 와이어 전체 질량당 2.0∼6.0질량%로 한다. Mo 함유량은, 바람직하게는 2.5질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 5.0질량% 이하이다.Mo, like Cr, has the effect of improving the strength of the weld metal. If the Mo content is less than 2.0% by mass, sufficient strength can not be obtained. On the other hand, if the Mo content exceeds 6.0% by mass, the toughness of the weld metal deteriorates, and solidification of Mo is promoted and the high-temperature cracking resistance is deteriorated. Therefore, the Mo content in the flux cored wire is set to 2.0 to 6.0 mass% per mass of the wire. The Mo content is preferably 2.5 mass% or more. Further, it is preferably 5.0 mass% or less.
<Nb: 1.0질량% 이하><Nb: 1.0 mass% or less>
Nb는 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과가 있으므로, 첨가해도 되지만, 1.0질량%를 초과하면 내고온균열성을 열화시킨다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 Nb 함유량은 1.0질량% 이하로 한다. 바람직하게는 0.8질량% 이하이다. 하한은 특별히 규정은 없다.Nb may be added because it has an effect of improving the strength of the weld metal, but if it exceeds 1.0% by mass, the high-temperature cracking resistance is deteriorated. Therefore, the Nb content in the flux cored wire is set to 1.0 mass% or less. And preferably 0.8 mass% or less. There is no specific lower limit.
<N: 0.08∼0.25질량%>≪ N: 0.08 to 0.25 mass%
N은 고용 강화 원소이며, 용접 금속의 강도를 향상시키는 효과가 있다. N 함유량이 0.08질량% 미만이면, 충분한 강도가 얻어지지 않는다. 한편, N 함유량이 0.25질량%를 초과하면, BH가 발생하기 쉬워진다. 따라서, 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 N 함유량은, 와이어 전체 질량당 0.08∼0.25질량%로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.10질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.20질량% 이하이다.N is a solid solution strengthening element and has an effect of improving the strength of the weld metal. If the N content is less than 0.08 mass%, sufficient strength can not be obtained. On the other hand, when the N content exceeds 0.25 mass%, BH tends to occur. Therefore, the N content in the flux cored wire is set to 0.08 to 0.25 mass% per total wire mass. The N content is preferably 0.10 mass% or more. Further, it is preferably 0.20 mass% or less.
또한, 와이어에 포함되는 각 성분의 함유량이, 하기 관계식을 만족시키는 것이 완전 오스테나이트 조직을 얻기 위해서 바람직하다.It is preferable that the content of each component contained in the wire satisfies the following relational expression in order to obtain a complete austenite structure.
A/B≥1.4A / B? 1.4
A=Ni+30×(C+N)+0.5×Mn+12.4A = Ni + 30 x (C + N) + 0.5 x Mn + 12.4
B=Cr+Mo+1.5×Si+0.5×NbB = Cr + Mo + 1.5 x Si + 0.5 x Nb
여기에서 A로 표시되는 식은 Ni 등량을 의미하고, B로 표시되는 식은 Cr 등량을 의미한다. 즉, A/B로 표시되는 값이 1.4 이상이 됨으로써, 완전 오스테나이트 조직이 되기 때문에 바람직하다. 또한, A/B는 1.5 이상이 보다 바람직하고, 1.6 이상이 더 바람직하다.Here, the expression denoted by A means the equivalent amount of Ni, and the expression denoted by B means the equivalent amount of Cr. That is, when the value represented by A / B is 1.4 or more, a complete austenite structure is preferable. Further, A / B is more preferably 1.5 or more, and more preferably 1.6 or more.
또한, 본 발명에 따른 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어에 있어서의 플럭스 중의 각 성분에 대해서, 와이어 전체 질량당 함유량을 이하에 설명한다.The content of each component in the flux in the stainless steel flux cored wire according to the present invention per weight of the wire will be described below.
<TiO2: 플럭스 중에 4.0∼12.0질량%><TiO 2 : 4.0 to 12.0 mass% in the flux>
TiO2는 슬래그 형성제의 주성분이며, 균일하고 피포성(被包性)이 좋은 슬래그를 형성하여, 아크 안정성을 향상시키는 효과가 있다. 또한, TiO2의 첨가는 슬래그 융점을 올려서 전자세 용접에서의 비드 형상을 평탄하게 하는 효과도 있다. TiO2 함유량이 4.0질량% 미만이면, 상기의 효과가 얻어지지 않는다. 한편, TiO2 함유량이 12.0질량%를 초과하면, 플럭스가 매우 녹기 어려워져, 플럭스 기둥이 녹다 남아, 슬래그 혼입의 발생의 원인이 된다. 따라서, 플럭스 중의 TiO2 함유량은, 와이어 전체 질량당 4.0∼12.0질량%로 한다. TiO2 함유량은, 바람직하게는 5.0질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 10.0질량% 이하이다.TiO 2 is a main component of the slag forming agent, and has an effect of improving the arc stability by forming a slag which is uniform and encapsulated. The addition of TiO 2 also has the effect of increasing the slag melting point and flattening the shape of the bead in the electron welder. If the TiO 2 content is less than 4.0 mass%, the above effect can not be obtained. On the other hand, if the content of TiO 2 exceeds 12.0% by mass, the flux hardly melts and the flux column melts and becomes a cause of occurrence of inclusion of slag. Therefore, the content of TiO 2 in the flux is set to 4.0 to 12.0 mass% per mass of the wire. The TiO 2 content is preferably 5.0 mass% or more. Further, it is preferably 10.0 mass% or less.
<SiO2: 플럭스 중에 0.05∼3.0질량%><SiO 2 : 0.05 to 3.0 mass% in the flux>
SiO2는 슬래그의 점성을 높여, 슬래그 덮임을 균일하게 함으로써 슬래그 박리성을 양호하게 하는 효과가 있다. SiO2 함유량이 0.05질량% 미만이면, 상기 효과가 얻어지지 않는다. 한편, SiO2 함유량이 3.0질량%를 초과하면, 슬래그의 응고 온도가 저하되어, 전자세에서 용접 금속이 처지기 쉬워진다. 따라서, 플럭스 중의 SiO2 함유량은, 와이어 전체 질량당 0.05∼3.0질량%로 한다. SiO2 함유량은, 바람직하게는 0.2질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 2.0질량% 이하이다.SiO 2 enhances the viscosity of the slag and uniformizes the slag coverage, thereby improving the slag peeling property. If the SiO 2 content is less than 0.05 mass%, the above effect can not be obtained. On the other hand, when the SiO 2 content exceeds 3.0% by mass, the solidification temperature of the slag is lowered, and the weld metal is liable to sag in the electron beam. Therefore, the content of SiO 2 in the flux is set to 0.05 to 3.0 mass% per mass of the wire. The SiO 2 content is preferably 0.2 mass% or more. Further, it is preferably 2.0 mass% or less.
<ZrO2: 플럭스 중에 0.5∼5.0질량%><ZrO 2 : 0.5 to 5.0 mass% in the flux>
ZrO2는 슬래그 응고를 빠르게 하여, 입향 자세 및 상향 자세에서의 평탄한 비드 형상이 얻어지는 효과가 있다. ZrO2 함유량이 0.5질량% 미만이면, 상기의 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 한편, ZrO2 함유량이 5.0질량%를 초과하면, 슬래그 피포성의 열화를 초래하여, 슬래그 박리성이 현저하게 열화된다. 따라서, 플럭스 중의 ZrO2 함유량은, 와이어 전체 질량당 0.5∼5.0질량%로 한다. ZrO2 함유량은, 바람직하게는 1.0질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 4.0질량% 이하이다.ZrO 2 has the effect of accelerating the solidification of the slag and obtaining a flat bead shape in the inclined posture and the upward posture. If the ZrO 2 content is less than 0.5% by mass, the above effect can not be sufficiently obtained. On the other hand, if the ZrO 2 content exceeds 5.0 mass%, the deterioration of the slag foaming property is caused and the slag peeling property is remarkably deteriorated. Therefore, the content of ZrO 2 in the flux is set to 0.5 to 5.0 mass% per mass of the wire. The ZrO 2 content is preferably 1.0 mass% or more. Further, it is preferably 4.0 mass% or less.
<Al2O3: 플럭스 중에 2.0질량% 이하><Al 2 O 3 : 2.0 mass% or less in the flux>
Al2O3은 슬래그 박리성의 열화를 초래한다. 따라서, 플럭스 중의 Al2O3 함유량은, 와이어 전체 질량당 2.0질량% 이하로 한다. Al2O3 함유량은, 바람직하게는 1.5질량% 이하이다. 한편, 하한값은 특별히 규정은 없지만, Al2O3은 함유하지 않는 편이 바람직하다.Al 2 O 3 causes deterioration of slag releasability. Therefore, the content of Al 2 O 3 in the flux is 2.0 mass% or less per mass of the wire. The Al 2 O 3 content is preferably 1.5 mass% or less. On the other hand, the lower limit value is not specifically defined, but it is preferable that Al 2 O 3 is not contained.
<Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물에 대해서 알칼리 금속 환산값으로의 합계: 플럭스 중에 0.1∼2.0질량%>≪ Total to alkali-metal converted value of alkali metal compound consisting of Na, K and Li: 0.1 to 2.0 mass% in flux >
Na, K, Li 등의 알칼리 금속은 아크 안정성을 향상시키는 효과가 있다. 이들은 불화물이나 복합 산화물로서 첨가할 수 있고, Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물은 알칼리 금속 환산값으로의 합계로 0.1∼2.0질량% 포함하도록 한다. Na, K 및 Li의 합계가 0.1질량% 미만이면, 아크 안정성이 열화된다. 한편, 2.0질량%를 초과하면, 슬래그 융점이 저하되어, 전자세 용접에서의 비드 형상이 열화된다. 따라서, 플럭스 중의 Na, K 및 Li의 합계는 알칼리 금속 환산값으로, 와이어 전체 질량당 0.1∼2.0질량%로 한다. Na, K 및 Li의 합계는, 바람직하게는 1.5질량% 이하이다.Alkali metals such as Na, K, and Li have an effect of improving arc stability. These may be added as a fluoride or a composite oxide, and the alkali metal compound composed of Na, K and Li should be added in a total amount of 0.1 to 2.0 mass% in terms of alkali metal. If the total of Na, K and Li is less than 0.1% by mass, the arc stability is deteriorated. On the other hand, if it exceeds 2.0 mass%, the melting point of the slag is lowered and the bead shape in the electron welder is deteriorated. Therefore, the sum of Na, K and Li in the flux is an alkali-converted value, and is set to 0.1 to 2.0 mass% per mass of the wire. The sum of Na, K and Li is preferably 1.5 mass% or less.
<불화물에 대해서 불소 환산값: 플럭스 중에 0.1∼1.0질량%>≪ Fluorine conversion value to fluoride: 0.1 to 1.0 mass% in flux >
불소는 수분 유래의 기공 결함을 저감하는 효과가 있다. 불화물에 대한 불소 환산값이 0.1질량% 미만이면, 기공 결함의 저감 효과가 얻어지지 않는다. 한편, 불화물에 대한 불소 환산값이 1.0질량%를 초과하면, 아크 안정성이 열화된다. 따라서, 플럭스 중의 불화물의 불소 환산값은, 와이어 전체 질량당 0.1∼1.0질량%로 한다. 불화물의 불소 환산값은, 바람직하게는 0.2%질량% 이상이다. 또한, 바람직하게는 0.8질량% 이하이다.Fluorine has an effect of reducing water-borne pore defects. If the fluorine conversion value to fluoride is less than 0.1% by mass, the effect of reducing pore defects can not be obtained. On the other hand, if the fluorine conversion value with respect to the fluoride exceeds 1.0% by mass, the arc stability is deteriorated. Therefore, the fluoride conversion value of the fluoride in the flux is set to 0.1 to 1.0% by mass based on the total mass of the wire. The fluoride conversion value of the fluoride is preferably 0.2% by mass or more. Further, it is preferably 0.8 mass% or less.
<Bi 화합물에 대한 Bi 환산값: 0.01질량% 이하>≪ Bi conversion value relative to Bi compound: 0.01 mass% or less >
Bi는 용접 금속의 최종 응고역에 편석되어, 용접 금속의 내고온균열성을 열화시킨다. 따라서, Bi 화합물의 함유량은, 와이어 전체 질량당, Bi 환산값으로 0.01질량% 이하로 한다. Bi 화합물의 함유량은, 바람직하게는, Bi 환산값으로 0.001질량% 이하이다. 한편, 하한값은 특별히 규정은 없지만, Bi 화합물은 함유하지 않는 편이 바람직하다.Bi is segregated in the final solidification zone of the weld metal, deteriorating the hot cracking resistance of the weld metal. Therefore, the content of the Bi compound is set to be 0.01 mass% or less in terms of Bi, based on the total mass of the wire. The content of the Bi compound is preferably 0.001 mass% or less in terms of Bi. On the other hand, the lower limit value is not particularly specified, but it is preferable that the Bi compound is not contained.
<플럭스의 잔부><The balance of flux>
기타, 플럭스의 잔부는 Fe가 후프, Fe 합금, 첨부로 첨가되어 있고, 와이어 전체 질량당 30∼65질량%가 된다. 또한, 그 밖에 불가피적 불순물이 포함된다. 플럭스 내의 불가피적 불순물의 함유량은, 와이어 전체 질량당 1.0질량% 이하가 바람직하고, 0.5질량% 이하가 보다 바람직하다.The remainder of the flux is added with Fe and Fe alloy, and the remainder of the flux is 30 to 65 mass% of the total mass of the wire. In addition, other inevitable impurities are included. The content of the inevitable impurities in the flux is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.5 mass% or less, based on the total mass of the wire.
<플럭스 코어드 와이어의 잔부: 불가피적 불순물><Remainder of flux cored wire: inevitable impurities>
플럭스 코어드 와이어 전체로서의 성분의 잔부는, 불가피적 불순물이다. 불가피적 불순물로서는, 예를 들면, P, S, Co, V 등을 들 수 있다. 와이어 내의 불가피적 불순물의 함유량은, 와이어 전체 질량당 1.0질량% 이하가 바람직하고, 0.5질량% 이하가 보다 바람직하다. 특히, P 및 S는 내고온균열성을 개선시키기 위해서 합계로 0.040질량% 이하로 하는 것이 바람직하다.The balance of the components as a whole of the flux cored wire is an inevitable impurity. The inevitable impurities include, for example, P, S, Co, V and the like. The content of unavoidable impurities in the wire is preferably 1.0% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, based on the total mass of the wire. In particular, P and S are preferably 0.040 mass% or less in total in order to improve the high temperature cracking resistance.
또한, 플럭스 코어드 와이어는, 상기 불가피적 불순물에 더하여, 슬래그 형성제로서 Ca 화합물, Ba 화합물을 함유하는 경우가 있지만, 이들 화합물에 대해서, 와이어 전체 질량당, 각각, Ca 환산값, Ba 환산값으로 하기에 나타내는 소정량인 것이 바람직하다.The flux cored wire may contain a Ca compound and a Ba compound as a slag forming agent in addition to the above inevitable impurities. However, for these compounds, the Ca-converted value, the Ba-converted value Is preferably a predetermined amount as shown below.
<Ca 화합물에 대한 Ca 환산값: 1.0질량% 이하>≪ Ca conversion value relative to Ca compound: 1.0 mass% or less >
Ca는 슬래그 융점을 저하시켜, 전자세의 용접 작업성을 열화시킨다. Ca를 저감함으로써, 추가로 슬래그 박리성이 좋고, 전자세에서 평탄한 비드 형상이 얻어진다. 따라서, Ca 화합물의 함유량은, 와이어 전체 질량당, Ca 환산값으로 1.0질량% 이하로 한다. Ca 화합물의 함유량은, 바람직하게는, Ca 환산값으로 0.5질량% 이하이다. 한편, 하한값은 특별히 규정은 없지만, Ca 화합물은 함유하지 않는 편이 바람직하다.Ca lowers the melting point of the slag and deteriorates the workability of welding of the electron beam. By reducing Ca, a bead shape with a good slag releasing property and a flat electron shape can be obtained. Therefore, the content of the Ca compound is set to 1.0 mass% or less in terms of Ca, based on the total mass of the wire. The content of the Ca compound is preferably 0.5% by mass or less in terms of Ca. On the other hand, although the lower limit value is not specifically defined, it is preferable that the Ca compound is not contained.
<Ba 화합물에 대한 Ba 환산값: 1.0질량% 이하>≪ Ba conversion value relative to Ba compound: 1.0% or less >
Ba는 슬래그 융점을 저하시켜, 전자세의 용접 작업성을 열화시킨다. Ba를 저감함으로써, 추가로 슬래그 박리성이 좋고, 전자세에서 평탄한 비드 형상이 얻어진다. 따라서, Ba 화합물의 함유량은, 와이어 전체 질량당, Ba 환산값으로 1.0질량% 이하로 한다. Ba 화합물의 함유량은, 바람직하게는, Ba 환산값으로 0.5질량% 이하이다. 한편, 하한값은 특별히 규정은 없지만, Ba 화합물은 함유하지 않는 편이 바람직하다.Ba lowers the melting point of the slag and deteriorates the workability of welding of the electron beam. By reducing Ba, it is possible to obtain a bead shape which is further improved in slag releasing property and flat in electron sheathing. Accordingly, the content of the Ba compound is set to 1.0 mass% or less in terms of Ba, based on the total mass of the wire. The content of the Ba compound is preferably 0.5% by mass or less in terms of Ba. On the other hand, the lower limit value is not specifically defined, but it is preferable that the Ba compound is not contained.
본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 일반적인 제조 공정으로 제조하면 된다. 예를 들면, 스테인리스강의 후프를 U자 형상으로 성형하고, U자 형상 성형 후프에 플럭스를 충전한 후, 플럭스를 내부에 충전한 통 형상 형(型)으로 성형하여, 목적 지름까지 신선하는 공정에 의해 제조하면 된다.The method of producing the flux cored wire according to the present invention is not particularly limited and may be manufactured by a general manufacturing process. For example, a stainless steel hoop is formed into a U-shape, a U-shaped shaping hoop is filled with flux, a flux is molded into a tubular shape filled in the inside, .
외피의 재질은, 스테인리스강의 강종 등 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 플럭스 코어드 와이어 전체 중량에 있어서의 원소 조성을 상기 범위 내로 하면 된다.The material of the sheath can be used without particular limitation, such as a steel type of stainless steel, and the element composition in the total weight of the flux cored wire can be set within the above range.
본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어는, 5% Ni강이나 각종 오스테나이트계 스테인리스강의 저온용 강의 용접 시, 이용되는 실드 가스는, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, Ar 가스, 탄산 가스(이산화탄소, CO2), 산소 가스(O2) 및 그들의 혼합 가스 등을 이용할 수 있다. 이들에는 불가피 불순물로서 산소, 질소, 수소 등이 포함되어 있어도 된다.The flux cored wire according to the present invention is not particularly limited as long as the shield gas used in the welding of the low temperature steel of 5% Ni steel or various austenitic stainless steels is used. For example, Ar gas, carbon dioxide gas (carbon dioxide, CO 2 ), oxygen gas (O 2 ), mixed gas thereof, and the like can be used. These may include oxygen, nitrogen, hydrogen, and the like as inevitable impurities.
그 중에서도 Ar+CO2 혼합 가스를 이용한 가스 실드 아크 용접 등에 적합하게 이용할 수 있다.In particular, it can be suitably used for gas shield arc welding using an Ar + CO 2 mixed gas.
또한, 용접 시에 이용되는 용접 전원이나 용접 토치, 송급기 등은 각각 종래와 마찬가지의 것을, 마찬가지의 방법으로 이용할 수 있다.The same welding power source, welding torch, and feeder used in welding can be used in the same manner as in the conventional art.
<용접물><Welding materials>
본 발명에 따른 플럭스 코어드 와이어는, 저온 용도의 스테인리스강이나 5% Ni강 등의 용접에 있어서 사용되는 것이 바람직하다. 해당 와이어를 이용해서 용접된 용접물의 바람직한 특성은 이하와 같다.The flux cored wire according to the present invention is preferably used for welding stainless steel or 5% Ni steel for low temperature applications. Preferred characteristics of the welded article using the wire are as follows.
(인장 강도)(The tensile strength)
용접물의 AWS B4.0에 준한 시험에서 얻어지는 인장 강도는 570N/mm2 이상인 것이 바람직하고, 600N/mm2 이상인 것이 보다 바람직하다.The tensile strength obtained in the test according to the weldment of the AWS B4.0 is more preferably not less than 570N / mm 2 or greater preferred, and 600N / mm 2.
(저온 인성)(Low temperature toughness)
용접물의 인성은, AWS B4.0에 준한 -196℃의 샤르피 시험에 있어서, 흡수 에너지는 27J 이상이 바람직하고, 34J 이상이 보다 바람직하다.The toughness of the welded material is preferably 27 J or more and more preferably 34 J or more in Charpy test at -196 캜 according to AWS B4.0.
(내결함성)(Fault tolerance)
용접물의 AWS A5.22의 RT 시험에 준한 평가에 있어서, 합격 기준을 만족시키는 것이 바람직하고, 직경 0.8mm 이상의 결함수가 0개이면서 직경 0.4mm 이상 0.8mm 미만의 결함수가 10개 이하인 것이 보다 바람직하다.In the evaluation based on the RT test of AWS A5.22 of the welded product, it is preferable that the acceptance criteria are satisfied. More preferably, the number of defects having a diameter of 0.8 mm or more and the number of defects having a diameter of 0.4 mm or more and less than 0.8 mm is 10 or less .
(내고온균열성)(High temperature cracking resistance)
용접 직후의 비드 표면에 침투 탐상(探傷) 시험을 실시하여, 균열의 유무를 조사함으로써 평가할 수 있다. 구체적으로는, FISCO 균열 시험에 있어서, 용접 전류 180A 및 용접 속도 40cpm으로 한 경우에 균열이 발생하지 않는 것이 바람직하고, 용접 전류 200A 및 용접 속도 40cpm으로 한 경우에 균열이 발생하지 않는 것이 보다 바람직하다.The bead surface immediately after welding can be evaluated by performing a penetration test on the surface of the bead and examining the presence or absence of cracks. More specifically, in the FISCO crack test, it is preferable that no crack is generated when the welding current is 180 A and the welding speed is 40 cpm, and it is more preferable that no crack occurs when the welding current is 200 A and the welding speed is 40 cpm .
(아크 안정성)(Arc stability)
용접 시의 아크 안정성은, 이행 형태가 스프레이 이행에 가까운 용적 이행이고 스패터가 비교적 적은 것이 바람직하고, 용적이 소립이고 스패터가 적은 스프레이 이행이 보다 바람직하다.The arc stability at the time of welding is preferably a volume transition close to the spray transfer and a relatively small spatter. It is more preferable that the volume is small and the spray is less spatter.
(슬래그 박리성)(Slag releasability)
용접 후의 슬래그 박리성은, 가볍게 해머로 두드리는 정도 이하의 힘으로 슬래그가 박리되는 것이 바람직하고, 자연 박리되는 것이 보다 바람직하다.The slag peeling property after welding is preferably such that the slag is peeled off with a force of not more than a degree of hitting with a hammer lightly, and it is more preferable that the slag peel off naturally.
(입향 상진성)(Intrinsic nature)
입향 상진 용접 자세에서 용접을 하는 경우에 있어서, 비드 형상이 AWS A5.22에 준한 필렛의 판정 기준을 만족시키는 것이 바람직하고, 또한 플랫한 비드 형상이 되는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that the bead shape satisfies the acceptance criteria of the fillet in accordance with AWS A5.22, and it is more preferable that the bead shape is a flat bead shape.
실시예Example
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실시하는 것이 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples, and it is possible to carry out the present invention by making changes within the scope of the present invention, And are included in the technical scope of the present invention.
<실시예 1∼14 및 비교예 1∼10>≪ Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 10 &
표 1에 기재된 화학 조성의 외피를 이용해서, 표 2에 나타내는 화학 조성의 플럭스 코어드 와이어를 제작했다.A flux cored wire having the chemical composition shown in Table 2 was produced using the jacket having the chemical composition shown in Table 1.
얻어진 플럭스 코어드 와이어의 선경은 모두 1.2mm이고, 플럭스율은 21∼34질량%였다.The wire diameter of the obtained flux cored wire was all 1.2 mm, and the flux rate was 21 to 34 mass%.
한편, 표 1 및 표 2에 있어서의 화학 조성은, 와이어 전체 질량에 대한 질량%로의 표시이다. 또한, 「Bi」란 Bi 화합물에 대한 Bi 환산값, 「F」란 불화물에 대한 불소 환산값, 「Na+K+Li」란, Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물에 대한 알칼리 금속 환산값으로의 합계를 각각 나타낸다. 또한 「식 A」란 와이어에 포함되는 각 성분의 함유량 중, [Ni+30×(C+N)+0.5×Mn+12.4]로 표시되는 값이고, 「식 B」란 와이어에 포함되는 각 성분의 함유량 중, [Cr+Mo+1.5×Si+0.5×Nb]로 표시되는 값이다.On the other hand, the chemical compositions in Tables 1 and 2 are expressed in mass% with respect to the total mass of the wire. The term " Bi " means a Bi-converted value for a Bi compound, " F " means a fluorine-converted value for fluoride, " Na + K + Li " means an alkali metal converted value for an alkali metal compound composed of Na, K, Respectively. Further, "expression A" is a value represented by [Ni + 30 x (C + N) + 0.5 x Mn + 12.4] among the contents of each component contained in the wire, and "expression B" Of the content of [Cr + Mo + 1.5 x Si + 0.5 x Nb].
얻어진 플럭스 코어드 와이어 및, 해당 와이어를 이용해서 용접된 용접물에 대한 특성 평가를 행했다.The properties of the obtained flux cored wire and the welded material welded using the wire were evaluated.
구체적으로는, 용접 금속 성능으로서, 인장 강도, 저온 인성, 내결함성, 및 내고온균열성에 대해서 평가했다. 또한, 용접 작업성으로서, 아크 안정성, 슬래그 박리성, 및 입향 상진 용접 자세에서의 비드 형상에 대해서 평가했다.Specifically, tensile strength, low temperature toughness, fault resistance, and high temperature crack resistance were evaluated as the weld metal performance. Further, evaluation of arc stability, slag peeling property, and bead shape in the upward and upward welding position was evaluated as welding workability.
한편, 용접 작업성은 입향 상진의 필렛 용접으로 평가했다. 구체적으로는, 실드 가스로 80% Ar-20% CO2를 이용해서, 용접 전류(150∼180A), 아크 전압(24∼27V)에서 용접을 행하여, 용접 작업성을 평가했다.On the other hand, the workability of the welding was evaluated by fillet welding of the upper and lower sides. More specifically, welding workability was evaluated by performing welding at a welding current (150 to 180 A) and an arc voltage (24 to 27 V) using 80% Ar-20% CO 2 as a shielding gas.
각 평가의 구체적 방법은 이하와 같고, 평가 결과를 표 3에 나타낸다.The concrete method of each evaluation is as follows, and the evaluation results are shown in Table 3.
(인장 강도)(The tensile strength)
용접물의 AWS B4.0에 준한 시험에 의해 인장 강도의 평가를 행했다. 인장 강도가 600N/mm2 이상이면 평가를 ◎(극히 양호)로 하고, 570N/mm2 이상 600N/mm2 미만을 ○(양호), 570N/mm2 미만을 ×(불량)로 했다.The tensile strength of the welded product was evaluated by a test in accordance with AWS B4.0. If the tensile strength of 600N / mm 2 or more made by the ◎ (very good), and the evaluation, 570N / mm 2 and less than 600N / mm 2 ○ (good), less than 570N / mm 2 as × (poor).
(저온 인성)(Low temperature toughness)
AWS B4.0에 준한 -196℃의 샤르피 시험에 의해 저온 인성의 평가를 행했다. 흡수 에너지가 34J 이상이면 평가를 ◎(극히 양호)로 하고, 27J 이상 34J 미만을 ○(양호), 27J 미만을 ×(불량)로 했다.Evaluation of low-temperature toughness was carried out by Charpy test at -196 캜 according to AWS B4.0. When the absorbed energy was 34 J or more, the evaluation was evaluated as? (Extremely good), and 27? To less than 34 J was rated? (Good) and less than 27 J was evaluated as? (Poor).
(내결함성)(Fault tolerance)
AWS A5.22에 준한 RT 시험에 의해 내결함성의 평가를 행했다. 합격 기준을 만족시키고, 또한 직경 0.8mm 이상의 결함수가 0개, 직경 0.4mm 이상 0.8mm 미만의 결함수가 10개 이하이면 평가를 ◎(극히 양호)로 하고, 합격 기준을 만족시키는 것을 ○(양호), 합격 기준을 만족시키지 않는 것을 ×(불량)로 했다.Evaluation of fault tolerance was carried out by RT test according to AWS A5.22. When the number of defects having a diameter of 0.8 mm or more and the number of defects having a diameter of 0.4 mm or more and less than 0.8 mm were 10 or less, the evaluation was rated as? (Extremely good) , And those that did not satisfy the acceptance criteria were rated as " poor ".
(내고온균열성)(High temperature cracking resistance)
용접 직후의 비드 표면에 침투 탐상 시험을 실시하여, 균열의 유무를 조사했다. 구체적으로는, FISCO 균열 시험에 있어서, 용접 전류 200A 및 용접 속도 40cpm으로 한 경우에 균열이 발생하지 않으면 평가를 ◎(극히 양호)로 하고, 용접 전류 180A 및 용접 속도 40cpm으로 한 경우에 균열이 발생하지 않으면 ○(양호), 용접 전류 180A 및 용접 속도 40cpm으로 한 경우에 균열이 발생한 것을 ×(불량)로 했다.Immediately after welding, the surface of the beads was subjected to a penetration test to determine whether or not cracks existed. Specifically, in the FISCO crack test, when the welding current is 200 A and the welding speed is 40 cpm, if the crack does not occur, the evaluation is evaluated as? (Extremely good), and when the welding current is 180 A and the welding speed is 40 cpm, (Good), a welding current of 180 A and a welding speed of 40 cpm.
(아크 안정성)(Arc stability)
용접 시의 아크 안정성이, 용적이 소립이고 스패터가 적은 스프레이 이행이면 평가를 ◎(극히 양호)로 하고, 이행 형태가 스프레이 이행에 가까운 용적 이행이고 스패터가 비교적 적은 것을 ○(양호), 글로뷸러 이행이 되어, 용적이 크고 다량의 스패터가 발생한 것을 ×(불량)로 했다.The arc stability at the time of welding was evaluated as ⊚ (extremely good) when the volume was small and the spatter was small and the spatter was small, and the volume of the transition was close to that of the spray and the spatter was relatively small. It was determined that x (bad) was generated when the bulb was transferred and a large amount of spatter was generated.
(슬래그 박리성)(Slag releasability)
용접 후의 슬래그 박리성은, 슬래그가 자연 박리된 것을 ◎(극히 양호)로 하고, 가볍게 해머로 두드림으로써 박리된 것을 ○(양호), 슬래그가 비드 표면에 소부되어서 박리되지 않았던 것을 ×(불량)로 했다.The slag peeling property after welding was determined to be? (Poor) when the slag was naturally peeled off (fairly good), the peeled off by lightly hitting with a hammer was good (good), and the slag was peeled on the bead surface and was not peeled off .
(입향 상진성)(Intrinsic nature)
입향 상진 용접 자세에서 용접을 행했을 때의, AWS A5.22에 준한 필렛의 판정 기준을 만족시키고, 또한 플랫한 비드 형상이 된 것을 ◎(극히 양호)로 하고, 해당 판정 기준을 만족시킨 것을 ○(양호), 해당 판정 기준을 만족시키지 않고, 볼록한 비드가 된 것을 ×(불량)로 했다.(Very good) when the welding was performed in the direction of upward and upward welding, and the case of satisfying the criteria of the fillet according to AWS A5.22, (Good), and those which did not satisfy the determination criteria and became convex beads were evaluated as " poor ".
Claims (3)
와이어 전체 질량당,
C: 0.01~0.04질량%,
Si: 0.2~0.8질량%,
Mn: 0.5∼5.0질량%,
Cu: 3.0질량% 이하,
Ni: 13∼33질량%,
Cr: 15∼29질량%,
Mo: 2.0∼6.0질량%,
Nb: 1.0질량% 이하, 및
N: 0.08∼0.25질량%를 함유하고,
추가로 상기 플럭스 중에, 와이어 전체 질량당,
TiO2: 4.0∼12.0질량%,
SiO2: 0.05∼3.0질량%,
ZrO2: 0.5∼5.0질량%,
Al2O3: 2.0질량% 이하,
Bi 화합물에 대해서 Bi 환산값: 0.01질량% 이하,
Na, K 및 Li로 이루어지는 알칼리 금속 화합물에 대해서 알칼리 금속 환산값으로의 합계: 0.37∼2.0질량%, 및
불화물에 대해서 불소 환산값: 0.1∼1.0질량%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.A stainless steel flux cored wire filled with a flux on the outer surface of a stainless steel,
Per total mass of wire,
0.01 to 0.04 mass% of C,
0.2 to 0.8% by mass of Si,
Mn: 0.5 to 5.0 mass%
Cu: 3.0 mass% or less,
Ni: 13 to 33 mass%
Cr: 15 to 29 mass%
Mo: 2.0 to 6.0 mass%
Nb: 1.0 mass% or less, and
N: 0.08 to 0.25 mass%
In addition, in the flux,
TiO 2 : 4.0 to 12.0 mass%
0.05 to 3.0% by mass of SiO 2 ,
ZrO 2: 0.5~5.0 mass%
2.0% by mass or less of Al 2 O 3 ,
Bi conversion of Bi: 0.01 mass% or less,
0.37 to 2.0% by mass in terms of alkali metal equivalents relative to the alkali metal compound consisting of Na, K and Li, and
0.1 to 1.0 mass% in terms of fluorine with respect to the fluoride, and the balance of Fe and inevitable impurities.
와이어에 포함되는 각 성분의 함유량이 하기 관계식을 만족시키는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.
A/B≥1.4
A=Ni+30×(C+N)+0.5×Mn+12.4
B=Cr+Mo+1.5×Si+0.5×NbThe method according to claim 1,
Wherein the content of each component contained in the wire satisfies the following relational expression.
A / B? 1.4
A = Ni + 30 x (C + N) + 0.5 x Mn + 12.4
B = Cr + Mo + 1.5 x Si + 0.5 x Nb
추가로, 와이어 전체 질량당, (A) Ca 화합물에 대해서 Ca 환산값: 1.0질량% 이하(0%를 포함한다) 및 (B) Ba 화합물에 대해서 Ba 환산값: 1.0질량% 이하(0%를 포함한다) 중 어느 하나 또는 둘 모두를 함유하는 것을 특징으로 하는 스테인리스강 플럭스 코어드 와이어.3. The method according to claim 1 or 2,
(B) a Ba conversion value of not more than 1.0% by mass (not more than 0%) with respect to the Ba compound, (A) a Ca conversion value of not more than 1.0% Or a combination thereof. The stainless steel flux cored wire according to claim 1,
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