KR102114091B1 - 고온균열성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어 - Google Patents

고온균열성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어 Download PDF

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Abstract

고온균열성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어가 제공된다.
본 발명은, 금속 외피 내에 플럭스가 충전된 플럭스 충전 와이어에 있어서, 와이어 자체 중량%로, C: 0.02~0.07%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 1.5~3.0%, TiO2: 4.0~9.0％이고, Ti: 0.05~0.25%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3: 0.1~0.4%, Mg: 0.3~1.2%, F: 0.05~0.3%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 관계식 1에 의해 정의되는 C(X) 값이 1.0~4.0를 만족하도록 조성된 고온균열성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.

Description

고온균열성이 우수한 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어{Titania Based Flux Cored Wire of Gas Shielded Arc Welding for excellent hot cracking resistance}
본 발명은 티타니아계 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 용접에 따른 전자세 작업성과 Groove에서의 고온 균열성을 확보할 수 있는 티타니아계 용접용 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다.
일반적으로 고온 균열성은 강재 두께, 구속력, 세라믹 벡킹제 사용, 그리고 용접조건(전류/전압/용접속도)에 따라 민감하게 반응한다. 최근 대형 컨테이너선 및 벌크선 증가로 후물강재 사용 개소가 증가함에 따라 고온균열 발생 빈도도 증가하고 있는 실정이다. 조선소에서는 이러한 균열을 방지하기 위하여 용접조건을 낮추거나 강재 개선각을 넓히는 등 다양한 시공 방법을 모색하고 있다. 하지만 낮은 용접조건 사용에 따른 생산성, 경쟁성이 저하되는 문제가 있으며, 시공적인 측면도 개소에 따라 극히 제한되어 있는 부분도 많다.
상기 문제점을 해결하고자 특허문헌 1에서는 아크 안정제 역할을 하는 Na, K 비율에 따라 양호한 작업성 및 내 고온균열성을 갖는 와이어 제조을 도모하고 있다. 그러나 상기한 종래 기술은 아크 안정으로 작업성은 양호할 수 있으나 고온균열을 방지하는 데에는 부족한 점이 많다. 또한 Ca 원소가 CaS의 형성에 의해 저융점 개재물 생성을 방지하여 내고온 균열 성능이 향상된다고 추정하였으나 소량으로 첨가했을 경우 균열 방지에 도움이 되지 않으며, 다량으로 첨가했을 경우에는 CO2 가스와 반응하여 스패터 증가 및 작업성이 저하되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2008-0088470호
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 플럭스 코어드 아크 용접에서 생산효율을 향상하기 위한 고속화, 고효율화를 도모할 수 있는 고온 균열 저항성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공함을 그 목적으로 한다.
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 자체 중량%로, C: 0.02~0.07%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 1.5~3.0%, TiO2: 4.0~9.0％이고, Ti: 0.05~0.25%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3: 0.1~0.4%, Mg: 0.3~1.2%, F: 0.05~0.3%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 C(X) 값이 1.0~4.0를 만족하도록 조성된 고온균열성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어에 관한 것이다
[관계식 1]
Figure 112019109518132-pat00001
본 발명에 의하면, 플럭스 충전 와이어의 조성성분을 제어함과 동시에, 이들의 조성 성분비를 제어함으로서, 우수한 작업성 및 고온균열성을 갖는 가스실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어를 효과적으로 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 설명한다.
본 발명자들은 고온균열을 조장시키는 저융점 원소를 배제하고 치밀한 용접금속 형성을 통하여 균열의 전파를 방지할 수 있는 방안을 모색하였으며, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제시하는 것이다.
본 발명의 플럭스 충전 와이어는, 와이어 자체 중량%로, C: 0.02~0.07%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 1.5~3.0%, TiO2: 4.0~9.0％이고, Ti: 0.05~0.25%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3: 0.1~0.4%, Mg: 0.3~1.2%, F: 0.05~0.3%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 상기 관계식 1에 의해 정의되는 C(X) 값이 1.0~4.0를 만족한다.
이하, 본 발명의 플락스 충전 와이어의 조성성분 및 그 함량 제한사유를 설명한다. 한편 여기에서 기재하는 "%"는 "중량%"를 의미한다.
·탄소(C): 0.02~0.07%
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 역할도 한다. 그러나 만일 C 함량이 0.02% 미만이면 용접 금속의 인성 및 강도가 열화 되며, 0.07%를 초과하면 강도 증가와 함께 균열감수성 증가로 고온 균열이 발생하기 쉬우며, 스패터 발생이 증가하고 작업성이 저하된다. 따라서 본 발명에서는 탄소(C)의 함량을 0.02~0.07%로 제한함이 바람직하다.
·실리콘(Si):0.1~0.5%
실리콘(Si)은 용접금속 내 산소량을 낮추며, 용접금속의 강도를 유지함과 아울러, 적정량 첨가시 슬래그 유동성과 비드 외관을 향상시키는 역할을 한다. 그러나 Si의 함량이 0.1% 미만이면 용접금속의 인장 강도 및 충격 인성이 저하되며 비드 외관 향상 효과가 미흡해 진다. 반면에 그 함량이 0.5%를 초과하면 슬래그 유동성이 떨어지고, 용접부 내 도상 마르텐사이트(M-A constituent) 변태를 촉진시켜 충격인성을 낮추고 균열감수성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서 본 발명에서는 Si의 함량을 0.1~0.5% 범위로 제한함이 바람직하다.
·망간(Mn): 1.5 ~ 3.0%
본 발명에서 망간(Mn)은 1.5~ 3.0% 범위로 제한함이 바람직하다. 만일 Mn 함량이 1.5%미만에서는 용접금속의 강도가 저하하고 소입성 부족에 따라 용접금속의 조대화가 촉진되어 충격 인성이 저하될 수 있다. 한편 Mn은 탈산제 역할뿐만 아니라 저융점 원소인 S와 반응하여 FeS보다 MnS를 먼저 형성하기 때문에, S의 편석에 의한 저융점 화합물의 형성을 방지할 수 있으나, 1.5% 미만에서는 효과가 미비하여 균열을 방지할 수 없다. 반면에 Mn함유량이 3.0%를 초과하면, 용융성이 저하되고, 슬라그 응고가 느려지고 비드 외관이 나빠질 수 있으며, 나아가, 용접부에 강도 증가 및 고온 균열성 저하를 야기할 수 있다.
·마그네슘(Mg): 0.3~1.2%
본 발명에서 Mg은 강탈산제로서 용융금속 내의 산소와 반응하여 비금속 개재물의 생성을 억제하여 용접금속의 청정도를 향상시키고 충 격인성을 향상시킨다. 또한 조직 균일화 및 미세화에 따른 균열전파를 크게 방지할 수 있다. 그러나 그 함유량이 0.3%미만에서는 탈산 역할이 미비하여 충격 인성 및 균열 저하를 가져올 수 있다. 반면에 1.2%를 초과하면, 용접 흄 및 스패터 발생량이 증가하고 아크 집중이 증가하여 작업성이 저하되며, 합금 이행을 증가시켜 강도 증가 및 균열을 조장할 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 망간(Mn) 함량을 0.3~1.2%로 제한함이 바람직하다.
·티타늄(Ti): 0.05~0.25%
본 발명에서 Ti(금속 Ti)는 산소 및 Si, Mn, S와 결합하여 미세한 Ti 복합산화물을 형성하여 용접금속 내 핵생성 사이트 역할을 하며, 나아가, 상기 Ti 복합산화물들이 성장하여 용접금속조직을 미세화시켜 충격 인성 향상시키고 균열 민감성 낮추는 역할을 한다. 상기 미세한 Ti 복합산화물 효과를 얻기 위해서는 Ti(금속 Ti) 함량범위를 0.05~0.25%로 하는 것이 바람직하다. 상기 Ti(금속 Ti)의 함량이 0.05% 미만에서는 산화물의 산소와 반응할 Ti(금속 Ti) 함량이 적기 때문에, Ti복합 산화물들을 통한 용접금속의 응고 조직의 미세화 효과가 작아 용접금속의 충격 인성 및 균열성이 저하되고, 0.25%를 초과하면 용접 금 속내 Ti(금속 Ti) 함량의 증가로 인해 용접금속의 강도가 높아지게 되어 균열 발생이 증가할 수 있다.
·TiO2: 4.0~9.0%
본 발명에서 TiO2는 아크 안정성을 향상시키고, 비드 표면을 균일하게 하여 비드 외관을 향상시키는 역할을 한다. 그러나 그 함량이 4.0% 미만이면, 슬래그량이 부족하게 되어 슬래그의 포피성 및 박리성이 나빠져 비드 외관이 열악해진다. 반면에, 그 함량이 9.0%를 초과하면, 슬래그 과다로 슬라그 유동성이 저하되며, 비드 외관이 열악해질 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 TiO2의 함유량을 4.0~9.0%로 제한함이 바람직하다.
·SiO2: 0.1~0.4%
본 발명에서 SiO2는 슬라그 유동성과 비드형상을 향상시키는 역할을 한다. 본 발명에서는 SiO2는 0.1 ~ 0.4%로 제한함이 바람직하다. 만일 그 함량이 0.1% 미만이며, 슬라그 점성이 저하되어 슬라그 유동 및 비드의 외관, 박리성이 저하될 수 있는 반면에, 0.4%를 초과하면 용접금속 내의 도상 마르텐사이트(M-A constituent) 및 2차 상 (Secondary phase) 변태를 촉진시켜 저온 충격 인성을 낮출 수 있기 때문이다.
·Al2O3: 0.1~0.4%
본 발명에서 Al2O3는 입향 상진 자세 용접에서 비드 퍼짐성을 향상시키기 위해 첨가된다. Al2O3의 함량이 0.1% 미만에서는 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 인성 및 고온균열성이 저하될 수 있다. 이를 고려하여, 본 발명에서는 Al2O3 함량을 0.1~0.4%로 제한함이 바람직하다.
·F(불소): 0.05~0.3%
불소(F)는 강력한 탈수소제로서 기능을 발휘하여 용접금속의 확산성 수소함량을 낮추어 기공 및 균열 등의 용접결함을 방지하는 역할을 한다. 그러나 그 함량이 0.05% 미만이면 상기 역할을 기대하기 어렵고, 0.3%를 초과하는 경우에는 아크가 격렬해져 아크 안정성과 비드 형상이 저하되므로, 그 함량을 0.05~0.3%로 하는 것이 바람직하다. 이러한 불소(F) 원으로는 MgF2, K2SiF6, Na2SiF6, Na3AlF6, KF, CaF, LiF, NaF 등을 들 수 있다.
한편 본 발명자는 양호한 작업성, 충격 인성 및 우수한 고온 균열성 확보를 위해서는 용접금속 내에 미세한 침상형 페라이트 생성을 촉진시켜야 하는 것을 연구를 통하여 확인하였다.
구체적으로, Mn은 오스테나이트 안정화 원소로 조직의 침상형 페라이트 생성 촉진과 더불어 저융점 원소인 S와 반응하여 FeS, Fe3P 또는 FeS-Fe보다 MnS를 먼저 형성하기 때문에 S의 편석에 의한 저융점 화합물의 형성을 방지하여 고온균열을 예방할 수 있다. 또한 Ti 복합산화물의 핵 생성을 통해 생성되는 침상형 페라이트는 충격인성 향상 및 고온 균열에 대한 저항성을 향상시키는 용접금속 미세조직으로 알려져 있다. 그리고 용접금속 내에서 침상형 페라이트 미세조직 생성을 촉진하기 위해서는 Mg함량 제어를 통해 가능한데, 용접부 내 Mg함량이 높을수록 용접금속 내 인성 향상 및 균열의 전파를 억제하는 침상형 페라이트 분율을 증가시킬 수 있다. 나아가, 적정한 비율의 SiO2및 Al2O3 산화물을 첨가함으로써 전자세 작업성도 확보할 수 있게 하여 준다.
따라서 본 발명자는 용접 작업성, 충격 인성 및 고온 균열성에 미치는 각 원소들의 역할을 고려하여 하기 관계식 1을 제안하게 되었으며, 그 관계식 1에 의해 정의되는 C(X)갑이 1.0~4.0을 만족할 때, 전술한 용접 작업성 및 고온 균열성이 개선됨을 확인하였다.
[관계식 1]
Figure 112019109518132-pat00002
구체적으로, 상기 C(X)값이 1.0 미만이면 산화물의 증가로 용접 작업성은 양호해지나 용접금속 내에 미세한 침상형 페라이트 생성을 촉진할 수 없어 고온 균열성 및 충 격인성이 나빠질 수 있다. 반면에 C(X)값이 4.0을 초과하면, Mn, Mg, Ti성분의 강 탈산 역할에 따른 합금이행이 높아져 조직 조대화와 함께 강도 및 경도 증가로 고온 균열성이 저하되는 현상을 일으키며 작업성 및 충격 인성도 저하할 수 있다. 즉, 상기 관계식 1에 의해 정의되는 C(X)값이 상술한 본 발명 범위를 벗어나는 경우, 용접 작업성, 충격 인성 저하와 함께 고온 균열성이 문제가 초래될 수 있는 것이다.
본 발명에서 상기 조성 이외에 나머지는 강재 외피 중의 Fe, 플럭스 중의 철분 및 불가피하게 첨가되는 불순물을 포함하며, 이 외 다른 성분이 첨가되는 것을 배제하는 것이 아니다.
또한 본 발명의 와이어는 금속외피 내에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 충전 와이어로서, 이때 그 충전율은 10~20% 범위인 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.
(실시예)
와이어 조성(중량%) C(X)
C Si Mn Mg Ti TiO2 SiO2 Al2O3 F
발
명
예		 1 0.021 0.15 1.5 1.15 0.24 5.8 0.14 0.12 0.06 2.22
2 0.068 0.44 2.9 0.31 0.12 6.2 0.25 0.26 0.28 1.53
3 0.038 0.49 3.0 1.18 0.09 7.4 0.12 0.13 0.14 3.81
4 0.049 0.28 2.5 1.05 0.19 8.8 0.16 0.31 0.09 3.18
5 0.058 0.34 1.8 1.2 0.25 4.1 0.36 0.11 0.27 2.50
6 0.061 0.26 2.7 1.14 0.09 8.9 0.39 0.25 0.3 2.12
7 0.041 0.34 1.9 0.88 0.05 5.8 0.29 0.17 0.12 1.06
8 0.025 0.48 2.3 1.11 0.23 5.1 0.28 0.34 0.25 2.84
9 0.069 0.34 2.9 0.65 0.24 6.3 0.14 0.18 0.07 3.95
10 0.033 0.27 2.4 1.14 0.2 7.1 0.2 0.31 0.14 3.11
11 0.039 0.22 1.7 1.08 0.17 8.4 0.13 0.13 0.15 2.37
12 0.034 0.16 2.8 0.79 0.06 6.8 0.32 0.34 0.27 1.47
13 0.058 0.12 3.0 1.14 0.23 4.6 0.24 0.38 0.11 3.80
14 0.024 0.31 2.5 0.58 0.19 7.2 0.38 0.36 0.29 1.88
비
교
예		 1 0.012 0.34 3.0 0.85 0.19 5.7 0.15 0.27 0.19 3.62
2 0.079 0.28 1.6 1.18 0.09 8.4 0.31 0.33 0.26 1.02
3 0.028 0.05 2.4 1.15 0.17 6.3 0.28 0.24 0.3 2.86
4 0.036 0.65 2.8 0.33 0.2 7.9 0.32 0.11 0.05 2.15
5 0.049 0.18 1.2 1.1 0.24 8.8 0.11 0.12 0.28 1.04
6 0.068 0.41 3.4 1.08 0.23 4.1 0.32 0.36 0.11 3.93
7 0.054 0.21 2.3 0.21 0.19 6.4 0.14 0.27 0.08 1.38
8 0.028 0.28 1.5 1.41 0.24 5.8 0.16 0.11 0.12 2.41
9 0.055 0.31 2.9 1.2 0.02 6.4 0.11 0.18 0.24 1.63
10 0.061 0.48 2.4 0.96 0.26 4.3 0.28 0.39 0.29 2.84
11 0.027 0.4 2.7 0.75 0.18 3.3 0.21 0.11 0.17 3.43
12 0.038 0.27 2.4 1.1 0.19 10.1 0.12 0.21 0.26 3.71
13 0.062 0.33 2.1 1.19 0.07 5.2 0.01 0.28 0.24 2.12
14 0.048 0.32 1.9 0.82 0.14 5.9 0.39 0.53 0.09 1.21
15 0.034 0.14 3 0.94 0.17 7.1 0.24 0.26 0.01 3.30
16 0.021 0.42 2.7 0.41 0.09 5.4 0.38 0.39 0.37 1.16
17 0.049 0.37 1.5 0.35 0.11 6.1 0.37 0.34 0.25 0.50
18 0.068 0.24 2.3 0.24 0.05 4.9 0.15 0.11 0.3 0.95
19 0.037 0.12 2.6 1.04 0.21 6.1 0.16 0.17 0.25 4.13
20 0.064 0.19 2.9 1.15 0.24 4.5 0.14 0.19 0.3 5.18
* 상기 표에서 잔여분은 철 및 불가피한 불순물임
고온 균열성
강제 외피에 플럭스가 10%~20%의 충전율로 충전되어 있는 상기 표 1과 같은 직경 1.4mm 티타니아계 플럭스 충전 와이어를 각각 마련하였으며, 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 EH-36(35TX600mm) 강재를 이용하여 표 2에 나타내는 용접 조건으로 편면 용접(하향 맞댐 용접)을 실시하였다.
본 실험에서는 고온 용접균열 길이 판정방법으로 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 (600mm)에 대한 백분율로 계산하였으며[균열 발생율(%)=(균열 길이)/(용접 길이)×100%], 그 계산 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 본 실험에서는 상기 결과치가 2% 이하이면 고온균열 저항성이 우수한 것으로 판단하였다.
보호가스 및 유량 극성 용접자세 용접전류/전압 용접속도 기타
100%CO2
(20-25L)/min.		 직류 역극성
(DC+)		 하향 (1G) 280A/32V 20~25CPM 개선각: 34°
Root Gap: 5mm
Stick Out:20-25mm
용접방법: 후퇴법
충격 인성
전술한 "고온 균열성" 실험에서와 동일한 용접용 와이어를 각각 이용하여, 조선소에서 많이 사용되는 용접 구조용 강재 AH36를 용접하였으며, 이때 강재는 업체 요구조건에 따라 두께는 25T, 개선각은 35°, Root gap은 5mm로 지정하였으며, 구체적인 용접조건은 하기 표 3과 같다.
그리고 상기 용접 결과, 얻어진 용접부의 0℃ 충격 인성 값을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다. 구체적으로, 상기 측정값이 용접부의 표면부(Surface), 이면부(Root) 모두에서 47J 이상이 나왔을 경우 합격이라고 평가하였다.
모재 루트갭 개선각도 전류 전압 적층수 입열량 용접자세
AH36 5㎜ 34도 210A 26V 6layer
7pass		 20~30kJ/㎝ 입향상진
(V-UP)
용접 작업성
전술한 "고온 균열성" 실험에서와 동일한 용접용 와이어를 각각 이용하여, SS400강재에 12T H-필렛을 적용하여 입향 상진 용접을 하였을 때의 용접 작업성을 테스트하였다. 구체적으로, 비드 퍼짐성, 용융성, 슬라그 박리성 및 아크성을 육안으로 비교 관찰하여 평가하였으며, 구체적으로, 그 정도에 따라 양호, 보통, 미흡의 3단계로 분류하여 평가하여 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
한편 본 실예에서의 종합평가는 용접 작업성, 내균열성, 충격 인성을 종합적으로 고려하여 비교 판단한 것으로서 우수(◎), 보통(○), 미흡(△), 불량(X)의 4단계로 구분하여 평가하였다. 여기에서, 우수 및 보통은 합격으로 미흡 및 불량은 불합격으로 간주하였다.
입향상진
용접 작업성		 초층균열성 발생 여부 충격인성(J) at 0℃ 종합평가
총 길이(mm) 발생율(%) 표면부 이면부
발명예 1 보통 0 0 148 69 ◎
2 양호 0 0 121 48 ◎
3 보통 5 0.8 98 55 ○
4 양호 0 0 101 44 ○
5 양호 10 1.7 139 74 ◎
6 양호 0 0 110 58 ◎
7 양호 4 0.7 84 49 ○
8 양호 0 0 92 55 ◎
9 보통 6 1.0 129 61 ○
10 양호 0 0 105 53 ◎
11 보통 0 0 109 74 ○
12 양호 0 0 93 49 ◎
13 양호 0 0 90 53 ◎
14 양호 3 0.5 128 64 ○
비교예 1 양호 0 0 45 21 △
2 미흡 41 6.8 78 36 X
3 미흡 0 0 68 41 △
4 보통 66 11.0 45 17 X
5 양호 74 12.3 50 19 X
6 미흡 31 5.2 112 54 X
7 보통 24 4.0 40 14 X
8 미흡 78 13.0 141 78 X
9 양호 10 1.7 64 33 X
10 보통 37 6.2 131 64 X
11 미흡 0 0 92 46 △
12 미흡 0 0 68 34 △
13 미흡 0 0 86 45 △
14 양호 40 6.7 52 19 X
15 보통 24 4.0 84 51 X
16 미흡 0 0 76 49 △
17 양호 0 0 59 27 △
18 보통 0 0 61 30 △
19 양호 14 2.3 70 44 △
20 보통 22 3.7 85 56 △
상기 표 1 및 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 범위를 만족하는 발명예 1 내지 14의 가스실드 아크 용접용 플럭스 충전 와이어는 용접 작업성과 충격 인성을 안정하게 확보함과 동시에 우수한 고온 균열성을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이에 반해, 비교예 1-2는 C함량이 본 발명 범위를 벗어나 용접 작업성, 충격 인성 및 고온 균열성이 저하되었고, 비교예 3-4는 Si함량이 본 발명 범위를 벗어나 용접 작업성, 충격 인성 및 고온 균열성이 저하되었다.
또한 비교예 5-6은 Mn 함량이 본 발명 범위를 벗어나 충격 인성 및 고온 균열성이 저하되었고, 비교예 7은 Mg함량이 너무 적어 탈산 역할을 하지 못하여 충격 인성이 저하되었으며, 그리고 비교예 8은 Mg 함량이 너무 많아 탈산 작용을 과도하게 하여 고온 균열성을 유발시켰다.
비교예 9-10은 Ti 함량이 본 발명 범위 보다 적거나 많이 함유한 경우로서, Ti 복합물 형성의 불충분 또는 Ti 복합산화물이 과도하게 분포하여 충격 인성 및 고온 균열성이 저하되었다. 그리고 비교예 11-12는 TiO2 함량이 본 발명 범위를 벗어나 용접작업성이 저하되었다.
또한 비교예 13-14는 산화물로 분류되는 SiO2와 Al2O3함량이 본 발명 범위를 벗어나 용접 작업성 및 충격 인성이 저하되는 것을 볼 수 있다. 그리고 비교예 15-16은 F 함량이 본 발명 범위를 벗어나 고온 균열성 및 용접 작업성이 저하되는 것을 볼 수 있다.
한편 비교예 17-20는 와이어의 조성성분은 본 발명의 범위를 만족하지만 관계식 1에 의해 정의되는 C(X)값이 본 발명의 범위를 벗어난 경우로서, 모두 내균열성 및 충격 인성이 저하됨을 볼 수 있다.
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.

Claims (2)

  1. 금속 외피 내에 플럭스가 충전된 플럭스 충전 와이어에 있어서,
    와이어 자체 중량%로, C: 0.02~0.07%, Si: 0.1~0.5%, Mn: 1.5~3.0%, TiO2: 4.0~9.0％이고, Ti: 0.05~0.25%, SiO2: 0.1~0.4%, Al2O3: 0.1~0.4%, Mg: 0.3~1.2%, F: 0.05~0.3%, 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 관계식 1에 의해 정의되는 C(X) 값이 1.0~4.0를 만족하도록 조성된 고온균열성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어.
    [관계식 1]
    Figure 112019109518132-pat00003

  2. 제 1항에 있어서, 상기 플럭스의 충전율은 10~20% 범위인 것을 특징으로 하는 고온 균열성이 우수한 가스 실드 아크 용접용 티타니아계 플럭스 충전 와이어.
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