KR102088500B1

KR102088500B1 - 후열처리 저온 충격인성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어

Info

Publication number: KR102088500B1
Application number: KR1020180019963A
Authority: KR
Inventors: 조진환; 김용덕; 유철; 최현석; 김봉석
Original assignee: 현대종합금속 주식회사
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2018-02-20
Publication date: 2020-03-12
Also published as: KR20190099908A

Abstract

후열처리 저온 충격 인성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어가 제공된다.
본 발명의 플럭스 충전 와이어는, 와이어 전중량에 대한 중량%로, C:0.03~0.08%, Si:0.1~0.5%, Mn:0.5~2.0%, B:0.002~0.008%, Ni:1.5~3.0%, Mg:0.4~1.0%, TiO₂:3.0~8.0％이고, SiO₂:0.1~0.4%, Al₂O₃:0.1~0.4%, Nb:0.02%이하, V: 0.02%이하, Ti:0.1~0.4%. 잔여 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 관계식 1에 의해 정의되는 F(X) 값이 2.0~4.0를 만족하도록 조성되어 있다.

Description

후열처리 저온 충격인성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어{Titania Based Flux Cored Wire of Gas Shielded Arc Welding for excellent impact value in post weld heat treatment}

본 발명은 티타니아계 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용접에 따른 균열 감수성을 평가하고 용접 그대로의 재료사양(이하, AW라 한다) 및 용접후 열처리를 요하는 재료사양(이하, PWHT 한다)에서 -75℃ 저온 충격인성을 안정하게 확보할 수 있는 티타니아계 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.

일반적으로 LPG 호선의 Cargo tank에 적용되는 용접재료는 충격 보증 범위가 -60℃까지가 일반적이다. 그러나 LPG호선의 종류가 다양해지고 강재 두께가 증가함에 따라 후열 처리가 요구되어 지는 개소가 증가하는 추세이다. 일반적으로 후열처리에 따라 용접부는 응력제거로 인하여 연신율 증가와 함께 균열발생 빈도도 개선되지만 조직 조대화로 인하여 저온에서 충격 인성이 저하될 수 있다.

한편 티타니아계 플럭스 충전 와이어에 있어서 우수한 충격 인성을 확보하기 위하여 용접 금속 내의 산소 함량을 낮추는 것이 효과적임에 종래부터 알려져 있다. 따라서 상기 문제점을 해결하기 위하여 일본 특개평 8-10982호에서는 용접 금속 중의 미량 원소를 한정하여 용접금속의 우수한 저온인성 확보를 꾀하고 있으며, 대한민국 공개특허공보 1999-015625호에서는 미량원소 제어를 통하여 저온 인성이 우수한 와이어의 제작을 도모하고 있다.

그런데 상술한 종래기술은 용접금속의 저온인성을 향상시킬 수는 있으나, 지나치게 산소량의 저감에 치중함으로써 강도증가와 함께 후열처리에서 충격 인성이 저하될 수 있다. 즉, 상기 기술은 오스테나이트 입계에서 생성되는 입계 페라이트의 성장을 억제하는 데는 효과적이나, 오스테나이트 입내에서 생성되는 베이나이트변태로 인해 용접부, 특히 용접열영향부의 경화를 유발하여 강도 및 경도 증가와 함께 후열처리 충격 인성을 저하시키는 문제가 있다.

따라서 용접작업성 및 내균열성이 우수하고 AW 및 PWHT에서도 저온 충격 인성이 우수한 플럭스 충전 와이어에 대한 개발 요구가 지속되고 있는 실정이다.

본 발명은 플럭스 코어드 아크 용접에서 용접성 및 내 균열 저항성이 우수하고 극저온 (-75℃)에서도 후열 처리 저온 충격 인성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공함에 그 목적이 있다.

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.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

금속 외피 내에 플럭스가 충전된 플럭스 충전 와이어에 있어서,

와이어 전중량에 대한 중량%로, C:0.03~0.08%, Si:0.1~0.5%, Mn:0.5~2.0%, B:0.002~0.008%, Ni:1.5~3.0%, Mg:0.4~1.0%, TiO₂:3.0~8.0％이고, SiO₂:0.1~0.4%, Al₂O₃:0.1~0.4%, Nb:0.02%이하, V: 0.02%이하, Ti:0.1~0.4%, 잔여 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 F(X) 값이 2.0~4.0를 만족하도록 조성된 후열처리 저온 충격인성이 우수한 가스실드 아아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.

[관계식 1]

본 발명에 의하면, 플럭스 충전 와이어의 조성 성분을 제어함과 동시에, 이들의 성분 관계를 제어함으로서, 우수한 내균열성 및 극저온 (-75℃)에서도 후열 처리 충격치가 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어를 효과적으로 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 관계식 1의 F(X)값과 저온 충격인성(AW, PWHT)의 상관관계를 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명의 플럭스 충전 와이어는, 중량%로, C:0.03~0.08%, Si:0.1~0.5%, Mn:0.5~2.0%, B:0.002~0.008%, Ni:1.5~3.0%, Mg:0.4~1.0%, TiO₂:3.0~8.0％이고, SiO₂:0.1~0.4%, Al₂O₃:0.1~0.4%, Nb:0.02%이하, V: 0.02%이하, Ti:0.1~0.4%, 잔여 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 관계식 1에 의해 정의되는 F(X) 값이 2.0~4.0를 만족하도록 조성된다.

먼저, 본 발명의 플럭스 충전 와이어의 조성 성분 및 그 함량 제한사유를 설명한다. 여기에서, %는 달리 설명한 바가 없다면 와이어 전체 중량에 대한 중량%를 의미한다.

·C(탄소)

탄소(C)는 본 발명 와이어의 강재 외피 및 플럭스에 함유되는 것으로 용접금속의 강도를 유지하고 입계 페라이트의 생성을 억제하여 저온 충격 인성을 향상시킨다. 또한 아크력을 증대시켜 용입을 충분하게 함으로서 용입 부족을 막아주는 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 탄소(C)의 함량은 0.03~0.08%로 제한함이 바람직하다. 만일 C의 함량이 0.03%미만이면 소입성 부족으로 용착 금속의 충격 인성 및 인장특성이 나빠지며, 0.08%를 초과하면 강도 증가와 흄 및 스패터가 다량 발생하게 되기 때문이다.

·TiO₂

본 발명에서 TiO₂는 용접시 주된 슬래그 형성제로서 대기로부터 용융금속을 보호하는 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 TiO₂의 함유량을 3.0~8.0%로 제한함이 바람직하다. 만일 그 함량이 3.0% 미만이면 그 첨가에 따른 효과가 미미하여 슬라그 포피성이 저하되며, 8.0%를 초과하면 응고가 빨라져 슬라그 박리 및 유동성이 저하되기 때문이다.

·Mn

본 발명에서 Mn은 비교적 약한 탈산제로서 S와 반응하여 FeS보다 MnS를 먼저 형성하기 때문에 S의 편석에 의한 저융점 화합물의 형성을 방지할 수 있다.

본 발명에서는 Mn을 0.5 ~ 2.0%로 제한함이 바람직하다. 만일 그 함량이 0.5% 미만이면 용접금속의 강도가 저하하고 소입성 부족에 따라 용접금속의 조대화가 촉진되며 저온인성 열화를 가져올 수 있다. 반면에 2.0%를 초과하면 용융성이 저하되며, 슬라그 응고가 느려지고 비드 외관이 나빠질 수 있으며 용접부에 강도 증가 및 충격 인성 저하를 야기할 수 있다.

·Si

본 발명에서 Si는 용접금속내 산소량을 저감시키며, 용접금속의 강도를 유지함과 아울러, 적정량 첨가시 슬래그 유동성과 비드 외관을 향상시키는 역할을 한다. 상기 Si의 함량이 0.1% 미만에서는 용접금속의 인장 강도 및 충격 인성이 저하되며 비드 외관 향상 효과가 미흡할 수 있다. 반면에 0.5%를 초과하면 슬래그 유동성이 떨어지고, 용접부 내 도상 마르텐사이트(M-A constituent)의 변태를 촉진시켜 저온 충격 인성을 저하시키고 균열감수성에 나쁜 영향을 미치기 때문에 그 함량을 0.1~0.5%로 제어함이 바람직하다.

·Ni

본 발명에서 Ni은 용착금속 오스테나이트 안정화 원소로 충격 인성의 천이온도를 낮춤과 동시에 저온 충격 인성의 안정화를 도모할 수 있는 원소로서, 그 함량범위를 1.5~3.0%로 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 상기 Ni 함량이 1.5% 미만에서는 저온 충격 인성의 안정화 효과를 나타낼 수 없고, 3.0%를 초과하면 N의 포화용해도가 저하되어 균열발생 가능성을 증가시키며, 용융성 저하로 용접성도 저하하기 때문이다.

·Mg

본 발명에서 Mg은 강탈산제로서 용융 금속 내의 산소와 반응하여 비금속 개재물 생성을 억제하여 용접금속의 청정도를 향상시킨다. 그런데 그 함유량이 0.4% 미만에서는 탈산 역할이 미비하여 충격인성 저하를 가져올 수 있으며, 1.0%를 초과하면 용접 흄 및 스패터 발생량이 증가하고 합금 이행을 증가시켜 강도증가와 함께 충격 인성 저하를 일으킬 수 있으므로 본 발명에서는 그 함유량을 0.4~1.0%로 제한함이 바람직하다.

·Ti(금속 Ti)

본 발명에서 Ti(금속 Ti)는 산소 및 Si, Mn, S와 결합하여 미세한 Ti 복합산화물을 형성하여 용접 금속 내 핵생성 사이트 역할을 하며, 상기 Ti 복합산화물들이 성장하여 용접금속조직을 미세화시켜 저온 충격 인성 향상시키고 균열 민감성 낮추는 역할을 하는 원소이다. 상기 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% 미만에서는 산화물의 산소와 반응할 Ti(금속 Ti) 함량이 적기 때문에, Ti 복합 산화물들을 통한 용접금속의 응고 조직의 미세화 효과가 작아 용접금속의 저온 충격 인성이 저하되고, 0.4%를 초과하면 용접 금속 내 Ti(금속 Ti) 함량의 증가로 인해 용접금속의 강도가 높아지게 되어 저온 충격 인성 저하되고 균열 발생이 증가하게 되기 때문이다.

·B

본 발명에서 B는 오스테나이트 입계에 편석되어 입계 페라이트의 생성을 억제하고 조직을 미세화함으로써 용접부의 강도 및 인성을 증가시킨다. 본 발명에서는 B의 함유량을 0.002~0.008%로 제한함이 바람직한데, 그 함량이 0.002% 미만에서는 충격인성 효과를 나타내지 못하고, 0.008%를 초과하면 붕화물이 연속적인 망상으로 형성되어 경화에 의한 충격치 감소가 일어나며, 인성도 나빠질 뿐만 아니라 용융성 저하 및 균열이 발생할 수 있기 때문이다.

·SiO₂

본 발명에서 SiO₂는 슬라그 유동성과 비드형상을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서는 SiO₂ 함량을 0.1 ~ 0.4%로 제한함이 바람직하다. 만일 그 함량이 0.1% 미만이면 슬라그 점성이 저하되어 슬라그 유동, 비드의 외관 및 박리성이 저하될 수 있다. 반면에 0.4%를 초과하면 용접금속내의 도상 마르텐사이트(M-A constituent) 및 2 차상 (Secondary phase) 변태를 촉진시켜 저온 충격 인성을 저하시킬 수 있다.

·Al₂O₃

본 발명에서 Al₂O₃는 입향 상진 자세 용접에서 비드 퍼짐성을 향상시키기 위해 첨가된다. Al₂O₃의 함량이 0.1% 미만이면 하향 용접에서 비드 외관이 저하되고, 입향 상진 용접에서 비드 처짐이 발생하여 전반적인 용접작업성이 저하될 수 있다. 반면에 0.4%를 초과하면 슬래그 박리성 및 고융점 산화물로 인한 충격 인성이 저하되므로, 그 함량을 0.1~0.4%로 제한함이 바람직하다.

·V 및 Nb

본 발명에서 V 및 Nb는 용접금속부에서 V(C,N), Nb(C,N)의 미세석출물을 형성하기 위해서 필요한 원소로서, V 및 Nb의 함량은 각각 0.02%이하로 제한하는 것이 바람직하다. 만일 그 함량이 각각 0.02%를 초과하게 되면 용접부의 후열처리(550℃ x 2hr)진행 시 용접금속부에 입계 페라이트 형성을 조장하고 용접 금속부에 탄화물과 같은 경화상을 형성시켜 용접금속부의 충격 인성에 나쁜 영향을 미친다. 따라서 각각의 성분 첨가 한계량을 0.02%이하로 제한한다.

한편, 본 발명에서는 저온 충격 인성 및 내균열성에 미치는 각 원소들의 역할을 고려하여 하기 관계식 1에 의해 정의되는 값 F(X)가 2.0~4.0 범위를 만족하도록 Ni. B, Nb, V, SiO₂ 및 Al₂O₃의 함량을 제어함을 특징으로 한다.

[관계식 1]

만일 상기 F(X)가 2.0 미만이면 산화물의 증가로 용접 작업성은 양호하나 용접 금속 내에 미세한 침상형 페라이트 생성을 촉진할 수 없어 충격 인성을 나빠질 수 있다. 그런데 후열처리 시행시 용접부 침상형 페라이트는 Ni, B 적정함유량과 동시에 Nb, V의 제어를 통하여 그 생성을 촉진할 수 있으므로 저온 충격 인성을 확보할 수 있다. 그러나 만일 상기 F(X)가 4.0 을 초과하면 강도 및 경도증가로 인하여, 베이나이트 및 마르텐사이트 조직으로 변태되어 균열을 조장할 수 있으며, 아울러 충격 인성도 저하되는 현상을 일으킬 수 있다.

즉, 상기 관계식 1에 의해 정의되는 F(X) 값이 본 전술한 범위를 벗어날 경우 용접성, 저온 충격 인성 저하와 함께 내균열성이 나빠질 수 있으므로, 상기 값 F(X)가 2.0~4.0 범위를 만족하도록 Ni. B, Nb, V, SiO₂ 및 Al₂O₃의 함량을 제어하는 것이다.

한편 도 1은 용접용 와어어들의 F(X)값과 저온 충격 인성(AW, PWHT)의 상관 관계를 나타낸 그래프이다. 도 1을 참조하면, 관계식 1에 의해 정의되는 F(X)값과 충격 인성의 변화를 관찰할 수 있으며, 특히, 관계식 F(X)값이 2.0 이상 4.0 이하의 값에서 우수한 충격 인성의 최적 범위를 확인할 수 있다.

상기 조성 이외에 나머지는 강재 외피 중의 Fe, 플럭스 중의 철분 및 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 이는 다른 성분이 첨가되는 것을 배제하는 것이 아니다.

다음으로, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예)

강제 외피에 플럭스가 10%~20%의 충전율로 충전되어 있는 표 1과 같은 직경 1.2mm 티타니아계 플럭스 충전 와이어를 각각 마련하였다. 이때, 강제 외피는 C :0.03%, Si:0.002%, Mn:0.20%, P:0.010% 및 S:0.008%을 포함하는 연강재를 이용하였다. 이렇게 마련된 각각의 와이어를 ASTM E-36(35TX500mm) 강재를 이용하여 표 2에 나타내는 용접조건으로 편면 용접(하향 맞댐 용접)을 실시하였다.

본 실시예에서는 고온 용접균열 길이 판정 방법으로 먼저 하기 표 2와 같은 용접조건에 따라 세라믹 백킹제를 이용하여 용접 모재에 편면 초층 용접을 실시하고, 그 이후 용접 비드 표면에 발생한 균열의 길이를 전체 용접길이 (500mm)에 대한 백분율로 계산하였다.

고온균열 측정시험을 하기 위하여, 두께 35mm × 길이 500mm의 EH-36 용접 모재를 시행하였으며, 저온균열은 고온균열 테스트 후 동일 시료에 다층 용접을 실시하여 용접 완료 후 48hr이후에 UT를 실시하여 균열 유, 무를 확인하였다. 이와 같은 내균열성의 측정 결과가 하기 표 4에 나타나 있다.

또한 용접용 와이어의 저온 충격 인성과 후열처리 충격 인성을 측정하기 위하여, 용접 모재인 강재는 조선 및 해양개소에서 많이 사용되는 저온용 강재 FH36을 사용하였으며 두께는 18T, 개선각은 34°, Root gap은 5mm로 지정하였다. 그리고 용접부 AW 와 PWHT(550℃×2hr)으로 구분하였고, 이들의 충격 인성 값은 -75℃에서 측정하여, 그 결과치가 47J(Joule) 이상이 나왔을 경우 합격이라고 평가하였다. 자세한 용접조건 사항은 하기 표 3에 나타나 있다.

한편 용접용 와이어의 용접성을 평가하기 위해, SS400강재에 12T H-필렛을 적용하여 입향 상진 용접으로 용접성을 테스트하였다. 비드 퍼짐성 및 용융성, 슬라그 박리성, 아크성을 통하여 용접성을 평가하였다.

본 실험에서의 종합평가는 작업성, 내균열성, 충격 인성을 고려하여 비교 판단한 것으로서 우수(◎), 보통(○), 미흡(△), 불량(X)의 4단계로 구분하여 평가하였다. 우수 및 보통은 합격으로 미흡 및 불량은 불합격으로 간주하였다.

		와이어 조성(중량%)												F(X)
		C	Si	Mn	B	Ni	Mg	TiO₂	SiO₂	Al₂O₃	Nb	V	Ti	F(X)
발 명 예	1	0.035	0.12	0.6	0.0028	1.6	0.41	3.4	0.12	0.14	0.01	0.01	0.13	2.06
	2	0.041	0.26	1.2	0.0074	1.8	0.48	4.8	0.25	0.32	0.02	0.01	0.22	2.51
	3	0.049	0.25	1.4	0.0051	2.8	0.62	6.4	0.11	0.19	0.02	0.02	0.35	3.54
	4	0.051	0.37	0.7	0.0051	2.9	0.91	7.8	0.37	0.3	0.01	0.01	0.39	2.48
	5	0.044	0.44	1.8	0.0061	2.3	0.63	4.4	0.12	0.13	0.02	0.02	0.21	3.84
	6	0.034	0.32	1.5	0.0029	2.4	0.88	3.9	0.18	0.22	0.01	0.01	0.31	2.14
	7	0.067	0.21	1.4	0.0064	1.8	0.95	7.7	0.21	0.26	0.02	0.02	0.18	2.51
	8	0.08	0.28	0.7	0.0078	2.8	0.49	6.3	0.22	0.18	0.01	0.01	0.24	3.93
	9	0.062	0.44	0.6	0.0029	3	0.53	5.2	0.12	0.11	0.01	0.01	0.36	3.19
	10	0.071	0.5	1.9	0.0044	1.9	0.74	5.9	0.11	0.13	0.01	0.01	0.33	3.05
	11	0.054	0.17	0.8	0.0073	2	0.62	6.1	0.19	0.11	0.01	0.02	0.27	3.63
	12	0.0058	0.39	1.7	0.0039	2.5	0.57	3.9	0.22	0.23	0.01	0.01	0.15	2.43
비 교 예	1	0.019	0.44	0.8	0.0038	1.9	0.65	4.5	0.18	0.24	0.01	0.02	0.18	2.07
	2	0.098	0.21	1.4	0.0058	2.9	0.21	7.1	0.24	0.14	0.02	0.02	0.22	3.44
	3	0.039	0.36	0.2	0.0028	2.7	0.79	6.4	0.15	0.25	0.01	0.01	0.19	2.24
	4	0.052	0.44	2.5	0.0077	2.5	0.91	7.2	0.38	0.39	0.01	0.02	0.36	2.63
	5	0.067	0.19	1	0.0013	2.9	0.75	6.5	0.12	0.1	0.01	0.01	0.12	2.02
	6	0.041	0.29	1.4	0.0092	1.9	0.46	6.9	0.21	0.28	0.01	0.02	0.37	3.13
	7	0.049	0.33	1.9	0.0065	1.1	0.88	7.8	0.13	0.14	0.02	0.02	0.28	2.49
	8	0.031	0.4	0.6	0.0057	3.6	0.49	4.3	0.31	0.31	0.01	0.01	0.39	3.06
	9	0.034	0.16	1.3	0.0075	2.7	0.25	3.6	0.24	0.21	0.01	0.01	0.12	3.57
	10	0.051	0.33	0.7	0.0078	2.9	1.32	7.9	0.14	0.28	0.01	0.01	0.29	3.91
	11	0.078	0.28	1.4	0.0027	2.8	0.55	4.8	0.03	0.12	0.02	0.01	0.32	3.56
	12	0.032	0.31	1.9	0.0067	1.6	0.89	3.7	0.16	0.52	0.02	0.01	0.14	2.04
	13	0.044	0.4	0.6	0.0044	2.9	0.97	7.4	0.27	0.38	0.03	0.02	0.25	2.22
	14	0.038	0.12	0.8	0.0065	2.8	0.45	6.9	0.15	0.18	0.01	0.03	0.28	3.86
	15	0.051	0.48	1.2	0.0034	2.9	0.73	5.2	0.21	0.31	0.01	0.01	0.02	2.27
	16	0.071	0.42	1	0.0048	2	0.81	4.5	0.33	0.17	0.02	0.02	0.49	2.19
	17	0.059	0.43	1.3	0.0046	1.9	0.42	4.8	0.31	0.31	0.02	0.01	0.39	1.90
	18	0.038	0.15	1.8	0.0021	1.6	0.57	3.3	0.28	0.21	0.02	0.02	0.24	1.07
	19	0.032	0.38	1.6	0.0065	2.8	0.69	3.7	0.2	0.11	0.01	0.01	0.12	4.07
	20	0.042	0.21	0.7	0.0078	2.9	0.67	7.6	0.13	0.2	0.01	0.01	0.33	4.41

* 상기 표에서 잔여분은 철 및 불가피한 불순물임

그리고 F(X)는 관계식 1에 의해 정의되는 값임

보호가스 및 유량	극성	용접자세	용접전류/전압	용접속도	기타
100%CO2 (20-25L)/min.	직류 역극성 (DC+)	하향 (1G)	270A/32V	18CPM	개선각: 34° Root Gap: 5mm Stick Out:20-25mm 용접방법: 후퇴법

모재	루트갭	개선각도	전류	전압	적층수	입열량	용접자세
FH36	5㎜	34°	210A	26V	4layer 5pass	17~27kJ/㎝	입향상진 (V-UP)

		입향상진 용접성	내 균열성 발생여부		충격인성		종합평가
		입향상진 용접성	초층균열	저온균열	AW	PWHT	종합평가
발명예	1	보통	무	무	81	52	○
	2	양호	무	무	128	64	◎
	3	보통	무	무	87	61	○
	4	양호	무	무	78	54	○
	5	양호	무	무	94	75	◎
	6	양호	무	무	113	109	◎
	7	양호	무	무	73	50	○
	8	양호	무	무	108	61	◎
	9	양호	무	무	91	68	◎
	10	양호	무	무	106	91	◎
	11	보통	무	무	139	78	○
	12	양호	무	무	76	52	○
비교예	1	양호	무	무	28	19	X
	2	보통	유	유	141	75	X
	3	미흡	무	무	53	37	X
	4	양호	유	유	38	22	X
	5	양호	무	무	21	14	X
	6	미흡	유	유	148	65	X
	7	보통	무	무	84	31	△
	8	양호	유	유	130	79	X
	9	양호	무	무	56	29	△
	10	미흡	무	무	125	84	△
	11	미흡	무	무	73	40	△
	12	양호	무	무	55	35	△
	13	미흡	무	무	71	21	X
	14	양호	무	무	99	26	△
	15	보통	무	무	37	24	X
	16	보통	유	유	87	64	X
	17	양호	무	무	43	36	△
	18	양호	무	무	30	17	X
	19	미흡	유	유	96	80	X
	20	미흡	유	유	124	105	X

상기 표 1 및 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 조성성분과 F(X)값을 충족하는 발명예 1-12의 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는 용접 그대로의 재료사양 및 용접후 열처리를 요하는 재료사양에서 모두 -75℃ 저온 충격인성을 안정하게 확보함과 동시에 우수한 내균열성 및 용접성 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.

이에 반하여, 비교예 1-2은 C 함량이 본 발명 범위를 벗어나 충격 인성 및 내균열성이 저하되었고, 비교예 3-4는 Mn함량이 본 발명 범위를 벗어나 작업성, 충격 인성 및 내균열성이 저하되었다.

비교예 5-6은 B 함량이 본 발명 범위를 벗어나 충격 인성 및 내균열성이 저하되었고, 비교예 7-8도 Ni함량이 본 발명 범위를 벗어나 충격 인성 및 내균열성이 저하되었다.

비교예 9-10은 강탈산제 역할을 하는 Mg 함량이 본 발명 범위를 벗어나 충격인성 및 작업성이 저하되었다. 그리고 비교예 11-12는 산화물로 분류되는 SiO₂와 Al₂O₃함량이 본 발명 범위를 벗어나 작업성 및 충격인성이 저하되는 것을 볼 수 있다. 또한 비교예 13-14는 용접부의 입계 페라이트 형성을 조장하고 용접 금속부에 탄화물과 같은 경화상을 형성시키는 Nb, V이 적정함량을 벗어나 후열처리 충격 인성이 크게 저하되는 것을 볼 수 있다. 아울러, 비교예 15-16은 Ti 함량이 본 발명 범위를 벗어난 경우로서 충격 인성 및 내균열성이 저하되는 것을 볼 수 있다.

아울러, 비교예 17-20은 용접용 와이어의 조성성분이 본 발명의 범위를 만족하지만 관계식 F(X)값이 본 발명의 범위를 벗어난 경우로서, 내균열성 및 충격 인성이 저하됨을 확인할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예 및 발명예 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

금속 외피 내에 플럭스가 충전된 플럭스 충전 와이어에 있어서,
와이어 전중량에 대한 중량%로, C:0.03~0.08%, Si:0.1~0.5%, Mn:0.5~2.0%, B:0.002~0.008%, Ni:1.5~3.0%, Mg:0.4~1.0%, TiO₂:3.0~8.0％이고, SiO₂:0.1~0.4%, Al₂O₃:0.1~0.4%, Nb:0.02%이하, V: 0.02%이하, Ti:0.1~0.4%, 잔여 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 F(X) 값이 2.0~4.0를 만족하도록 조성된 후열처리 저온 충격인성이 우수한 가스실드 아아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어.
[관계식 1]