KR19990023797A - 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어 - Google Patents

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토요다 히로시
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Abstract

직류/양극성 모드의 가스쉴드 아크용접에 사용되는 플럭스를 함유하는 용접 와이어가 실현되어 있는데 그것의 사용으로, 저전류에서 중전류까지의 범위, 또는 한정적으로는 50 내지 300A의 범위내에 있는 용접전류의 인가하에서의 모든 용접 자세에서, 발생되는 스퍼터의 양이 적고 양호한 용접성이 실현되고 우수한 터프니스를 갖는 용접금속이 얻어진다. 플럭스는 0.7 내지 3중량%의 Al, 0.1 내지 1.0중량%의 Mg 및 1.2 내지 5중량%의 BaF2를 함유하고 각 함량은 와이어의 총 중량에 대한 중량%의 값이고 Al의 함량과 Mg의 함량의 3배의 합은 1.3 내지 5중량%의 범위내에 있고 와이어의 총 중량에 대한 플럭스의 충전율은 5 내지 30중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Mn함량은 0.2 내지 1.9중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Si함량은 0.001 내지 0.9중량%의 범위내에 있다.

Description

가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어
(발명이 속한 기술분야)
본 발명은, 용접 와이어가 음극으로서 바이어스되어 있고 모재가 양극으로서 바이어스되어 있는 극성 배열을 갖는 직류 양극성 모드의 가스쉴드 아크용접에 사용되는 플럭스를 함유하는 용접 와이어에 관한 것이다. 좀더 구체적으로는 본 발명은 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어에 관한 것인데, 그것의 사용으로, 저전류에서 중전류까지의 범위 또는 한정적으로는 50 내지 300A의 범위내에 있는 용접 전류의 인가하에서의 아래 보기 용접 자세 뿐만 아니라 수직 보기 용접 자세등과 같은 모든 용접 자세에서, 발생되는 스퍼터의 양이 적고 양호한 용접성(비드 형성성)이 실현되며, 우수한 터프니스를 갖는 용접 금속이 얻어진다.
(종래 기술)
출원인은 아크를 안정화시킴으로써 스퍼터의 양을 감소시키는 것을 목적으로 플루오르화물로서 BaF2이 첨가되는 플루오르화바륨계 플럭스충전와이어를 제안했다(특개평 2-55696호 공보). 플루오르화바륨계 플럭스충전와이어는 직류가 아크 용접에 사용되고 와이어가 음극으로서(모재는 양극) 바이어스되어 있는 직류 양극성 모드에 사용된다. 이러한 직류 양극성 모드의 경우에서, 와이어의 선단에서의 용융물 방울은 양이온에 의한 충격력뿐만 아니라 높은 증기압을 갖는 BaF2등의 증발에 의해 야기되는 큰 반작용력을 받아서 와이어의 선단에서의 용융물 방울은 그러한 힘에 의해 더 작은 용융물 입자로 변형되고 그럼으로써 모재로의 매끄러운 이동이 실현된다. 그래서 아크의 안정화와 스퍼터의 양의 감소가 달성된다.
제안된 종래의 직류 양극성 모드의 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어는 와이어가 필수성분으로서 BaF2, Al, Mg, Fe, Mn 및 Si로 이루어지고 발생되는 스퍼터의 양이 100 내지 200A의 범위에서의 낮은 용접 전류의 인가하에서 적게 발생되는 형태를 갖는다.
그러나 종래의 와이어를 사용하면 해결되어야하는 문제점들이 있는데 그것들은 저전류에서 중전류까지의 범위내 또는 한정적으로는 50 내지 300A의 범위내에 있는 용접 전류의 인가하에서의 수직 보기, 수평 보기 및 위 보기와 같은 중력의 영향에 의해 용융 금속이 아래로 매달리게 되는 모든 용접 자세에서 1) 스퍼터의 양의 감소, 2) 용접성(양호한 비드 형상을 실현하는 능력)의 개선 3) 용접 금속의 터프니스의 개선이다.
(개요)
따라서 본 발명의 목적은 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어를 제공하는 것인데 그것의 사용으로, 저전류에서 중전류까지의 범위내 또는 한정적으로는 50 내지 300A의 범위내의 용접전류의 인가하에서의 아래 보기 용접 자세, 위 보기 용접자세등과 같은 모든 용접 자세에서, 발생되는 스퍼터의 양이 적고 양호한 용접성이 실현되며 우수한 터프니스를 갖는 용접 금속이 얻어진다.
도 1a 내지 도 1d는 모델로서 본 발명에 따른 플럭스충전와이어의 구조의 예를 나타내는 단면도이다.
본 발명의 제 1 측면은 강제 외피; 및 강제 외피에 충전되는 플럭스로 이루어지는, 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스는 0.7 내지 3중량%의 Al, 0.1 내지 1.2중량%의 Mg 및 1.2 내지 5중량%의 BaF2를 함유하고 각 함량은 와이어의 총 중량에 대한 중량%의 값이고 Al의 함량과 Mg의 함량의 3배의 합은 1.3 내지 5중량%의 범위내에 있고 와이어의 총 중량에 대한 플럭스의 충전율은 5 내지 30중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내의 총 Mn함량은 0.2 내지 1.9중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내의 총 Si함량은 0.001 내지 0.9중량%의 범위내에 있는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어에 향해있다.
본 발명의 제 2 측면은 강제 외피; 및 강제 외피에 충전되는 플럭스로 이루어지는, 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스는 0.9 내지 2.5중량%의 Al, 0.1 내지 0.8중량%의 Mg 및 1.2 내지 4중량%의 BaF2를 함유하고 각 함량은 와이어의 총 중량에 대한 중량%의 값이고 Al의 함량과 Mg의 함량의 3배의 합은 1.6 내지 4중량%의 범위내에 있고 와이어의 총 중량에 대한 플럭스의 충전율은 7 내지 20중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내의 총 Mn함량은 0.4 내지 1.6중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내의 총 Si함량은 0.001 내지 0.6중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내의 총 C함량은 0.005 내지 0.08중량%의 범위내에 있고 여기서 페라이트 형성 원소에 대한 오스테나이트 형성 원소의 비율 X＝(4Ni＋7Mn＋20C)／(2Al＋Si)≥0.7이고, 이식에서 원자기호는 각각 대응하는 원소의 함량을 나타내고, 와이어로부터의 용접 금속내 산소의 함량은 200ppm이하인 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어에 향해있다.
본 발명의 제 3 측면은 제 1 측면과 제 2 측면중 어느 하나에 따르는 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스가 0.1 내지 3중량%의 Ni를 더 포함하고, 중량%은 와이어의 총 중량에 대한 것인 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어에 향해있다.
본 발명의 제 4 측면은 제 1 측면 내지 제 3 측면중 어느 하나에 따르는 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스가 1.5중량%이하의 산화물을 더 포함하고 중량%는 와이어의 총 중량에 대한 것인 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어에 향해있다.
상기한 구성을 갖는 본 발명에 관련된 직류 양극성 모드의 가스쉴드 아크용접에 사용되는 플럭스충전와이어로, 아래 보기 용접 자세, 위 보기 용접 자세 등과 같은 모든 용접 자세에서 발생되는 스퍼터의 양이 적고 양호한 용접성이 실현될 뿐만 아니라 우수한 터프니스를 갖는 용접 금속이 얻어질 수 있고 그러한 것들은 또한 저전류에서 중전류까지의 범위내에 있는 50 내지 300A의 범위내의 용접전류의 인가하에서 얻어질 수 있다.
(발명의 상세한 설명)
본 발명에 관련된 플럭스충전와이어는 Al, Mg, BaF2등과 같은 플럭스 성분들이 적절하게 균형을 이루는 조성물을 가지며 그럼으로써 저전류에서 중전류까지의 범위, 또는 한정적으로는 50 내지 300A의 범위내에 있는 용접전류의 인가하에서의 모든 용접 자세에 대하여 스퍼터의 양이 적은 양으로 유지될 수 있고 양호한 비드형상이 실현될 수 있다. 즉 Al 및 Mg와 같은 강 탈산제는 용융금속내에서 산소함량을 줄어들게 하여 용융 금속의 점도를 증가시키고 이것은 중력의 영향에 대항하여 양호한 비드 형상을 실현시키는 역할을 한다. 또한 플루오르화물인 BaF2는 직류 양극성 모드에서 아크를 안정하게 만들며 그럼으로써 스퍼터의 양이 감소되고 동시에 용융금속내 산소함량이 증가하는 것을 방지하고 그럼으로써 비드 형상을 양호한 상태로 만드는 슬래그 형성제로 쓰인다. 와이어로부터의 용접금속내 산소함량은 200ppm이하이고 용융금속의 점도는 현저하게 증가되고 이것은 모든 용접 자세에 대하여 용접성(비드 형성성)이 개선되도록 만든다. Ni, Mn 및 C의 오스테나이트 형성 원소와 Al 및 Si의 페라이트 형성 원소의 함량은 와이어내 Al 및 Si의 페라이트 형성 원소에 대한 Ni, Mn 및 C의 오스테나이트 형성 원소의 비율이 적절한 값을 취하도록 결정되고 우수한 터프니스를 갖는 용접금속이 얻어진다. 본 발명에 따른 플럭스충전와이어가 연강 및 고장력강에 대한 용접에 적용되고 상기한 바와 같이 용융 금속이 고점도를 갖고 그래서 아래로 매달려 있는 것이 어렵기 때문에 아래 보기 용접, 수직 보기 용접 자세등과 같은 모든 용접 자세에서 종래와는 다른 방법으로 백킹 금속(비드가 떨어지는 것이 발생하는 것을 방지하고 백비드를 형성할 목적으로 쓰임)의 사용없이 백 비드가 형성되면서 그루브내 루트 갭을 갖는 버트 이음매가 용접되어 편면 용접을 완성할 수 있는 이점을 가지고 있다.
하기에 왜 본 발명에 따른 와이어의 조성물이 상기한 와이어의 조성물로 제한되는지에 대한 이유가 설명될 것인데 여기서 성분들의 함량은 각각 와이어의 총 중량에 대한 중량퍼센트로 표현되어 있다.
Al은 플럭스 및 강 탈산제내에 포함되는 필수성분이다. Al은 용융금속의 점도를 증가시켜 모든 용접 자세에서 비드의 형상을 개선시키고 또한 직류 양극성 모드에서 아크를 안정화시키는 효과를 갖는다. 그러나, Al의 함량이 0.7중량%보다 적으면, 아크가 불안정하게 되고 스퍼터의 양이 많아지며 한편 Al의 함량이 3중량%를 넘으면 용접금속내 Al의 함량이 과량으로 되고 이것은 용접금속의 구조가 더 거칠게 되도록 야기하여 용접금속의 터프니스가 줄어든다. 따라서 Al의 함량은 0.7 내지 3중량%의 범위내로 설정되는 것이 바람직하고 함량이 아크의 안정화와 터프니스의 개선의 관점에서 0.9 내지 2.5중량%의 범위내로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
Mg는 플럭스 및 강 탈산제내에 포함되는 필수성분이다. Mg는 용융 금속의 점도를 증가시켜 모든 용접 자세에서 비드의 형상을 개선시키고 또한 직류 양극성 모드에서 아크를 안정화시키는 효과도 갖는다. 그러나 Mg의 함량이 0.1중량%보다 적으면 아크가 불안정해지고 스퍼터의 양이 많아지며, 한편 Mg의 함량이 1.2중량%를 넘으면 아크의 집중성이 불량해지고 그것으로 인하여 스퍼터의 양이 증가하고 비드의 형상이 돌출부로서 형상이 나쁘게 된다. 따라서 Mg의 함량은 0.1 내지 1.2중량%의 범위내로 설정되고 또는 더욱 바람직하게는 비드의 형상이 나쁘게 되지 않는다는 관점에서 0.1 내지 0.8중량%의 범위내로 설정된다. Mg가 Al과 비슷한 역할을 하는 반면, Mg는 용융금속의 점도에서의 증가 정도가 Al보다 크지만 만약 Mg가 과량으로 첨가되면, Al의 경우에 비하여 스퍼터의 양이 증가되고 비드의 형상이 나쁘게 된다는 두 금속간의 차이가 있다.
Al과 Mg 각각은 강 탈산제이고 용융 금속의 점도를 증가시켜 모든 용접 자세에서 비드의 형상을 개선시키고 또한 직류 양극성 모드에서 아크를 안정화시킨다. 그러나 Al과 Mg가 원소 기호에 대응하는 금속의 함량을 중량%로 나타내는 Al＋3Mg의 합의 값이 1.3중량%보다 적으면, 효과는 충분하지 않고 용접금속내 산소의 함량이 200ppm을 넘고 그것으로 인해 용융금속이 아래로 매달려있게 되는 것이 쉬워지고 한편 값이 5중량%를 넘으면 용융금속의 점도가 과도하게 높아지고 비드가 돌출의 형상으로 형성되어 비드의 형상을 나쁘게 만든다. 따라서 Al＋3Mg의 합의 값은 바람직하게는 1.3 내지 5중량%의 범위내에 있도록 설정되고 더욱 바람직하게는 용접성에서의 개선 및 아크의 안정화의 관점에서 1.6 내지 4중량%의 범위내에 있도록 설정된다.
BaF2는 플럭스에 포함되는 필수성분이고 직류 양극성 모드에서 아크를 안정화시키고 그럼으로써 스퍼터의 양을 감소시키는 효과를 갖는다. 그러나 BaF2의 함량이 1.2중량%보다 적으면 그러한 효과는 발휘되지 않게 되고 한편 BaF2의 함량이 5중량%보다 많으면 와이어의 선단의 용융물 방울이 커지고 이것은 방울이 매끄럽게 이동하는 것을 막고 반대로 스퍼터링 입자의 크기가 커져 스퍼터의 양이 증가한다. 따라서 BaF2의 함량이 1.2 내지 5중량%의 범위내로 설정되는 것이 바람직하고 스퍼터링 입자의 크기가 증가하는 것을 억제하는 관점에서 BaF2의 함량이 1.2 내지 4중량%의 범위내로 설정되는 것이 더욱 바람직하다.
Mn은 필수성분이고 오스테나이트 형성 원소인 Mn의 함량이 조합된 강제 외피 및 플럭스내 Mn의 총함량이 0.2 내지 1.9중량%의 범위내에 있게 제한되는 이유는 Al을 함유하는 용접 금속의 터프니스가 확보되기 위해서이다. 만약 Mn의 총함량이 0.2중량%보다 적으면, 그러한 효과가 발휘되지 못하고 한편 Mn의 총함량이 1.9중량%보다 많게 되면 용접금속의 강도가 과도하게 강하게 되고 이것은 반대로 터프니스를 열화시킨다. 따라서 Mn의 총함량은 바람직하게는 0.2 내지 1.9중량%의 범위내로 설정되고 또는 더욱 바람직하게는 터프니스의 확보의 관점에서 0.4 내지 1.6중량%의 범위내로 설정된다.
Si는 필수성분이고 Si의 함량이 조합된 강제 외피 및 플럭스내 Si의 총함량이 0.001 내지 0.9중량%의 범위내로 있게 제한되는 이유는 모재와 용접 금속 사이의 친숙성이 개선되기 위해서이다. 만약 Si의 총함량이 0.001중량%보다 적으면 그러한 효과는 발휘되지 않는다. 한편 Si의 총함량이 0.9중량%보다 많으면 용접 금속의 터프니스가 감소된다. 따라서 Si의 총함량은 바람직하게는 0.001 내지 0.9중량%의 범위내로 설정되고 더욱 바람직하게는 터프니스의 확보의 관점에서 0.001 내지 0.6중량%의 범위내로 설정된다.
C는 오스테나이트 형성 원소이고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 C함량이 0.005 내지 0.08중량%의 범위로 설정되는 이유는 Al을 함유하는 용접 금속의 터프니스를 확보하기 위해서이다. 만약 C의 총함량이 0.005중량%보다 적으면, 그러한 효과는 발휘되지 못하고 한편 C의 총함량이 0.08중량%보다 많으면 용접 금속의 강도가 과도하게 강하게 되어 반대로 터프니스를 감소시킨다. 따라서 C의 총함량은 바람직하게는 0.005 내지 0.08중량%의 범위내에 있거나 또는 더욱 바람직하게는 터프니스의 확보의 관점에서 0.005 내지 0.06중량%의 범위내에 있다.
와이어의 총 중량에 대한 플럭스 충전율이 5 내지 30중량%의 범위내로 설정되는 것이 바람직하다. 즉 플럭스 충전율이 5중량%보다 작으면, 플럭스의 각 성분의 함량이 부족하게 되고 그럼으로써 만족할 만한 효과가 얻어질 수 없고 한편 플럭스 충전율이 30중량%보다 크면 강제 외피는 두께가 작아야만 하고 이것은 과도하게 높은 전류밀도가 와이어를 통하여 흐르도록 야기하고 차례로 아크를 불안정하게 하여 스퍼터의 양을 증가시킨다. 따라서 플럭스 충전율은 바람직하게는 5 내지 30중량%의 범위내에 있고 또는 더욱 바람직하게는 각 플럭스 성분의 효과 발휘 및 아크 안정화의 관점에서 7 내지 20중량%의 범위내에 있다.
본 발명에 따라, 와이어로부터의 용접 금속내 산소 함량은 바람직하게는 200ppm이하의 범위내에 있다. 용융금속의 점도와 금속내 산소 함량 사이에는 강한 상관 관계가 설립되고 산소 함량이 적어질수록 용융 금속의 점도는 더 높아지고 그것으로 인하여 만약 와이어로 부터의 용접 금속내 산소 함량이 200ppm보다 적어지면 모든 용접 자세에 대한 용접성(비드 형성성)이 개선된다. 용접 금속내 산소 함량과 플럭스 성분 사이의 상관 관계는 분명히 정의할 수 없는데 왜냐하면 산소 함량이 Al, Mg등과 같은 강 탈산제의 양에 비례하여 감소되는 경향이 있고 또한 산소 함량을 결정하는 다른 인자로서 탈산제와 플루오르화물 사이의 균형, 탈산제와 산화물 사이의 균형, 슬래그의 염기도등이 있기 때문이다. 본 발명에서 Al＋3Mg의 값과 용접 금속의 산소 함량 사이의 가장 강한 상관 관계가 있는 것으로 생각된다. 물론 Al 및 Mg와는 다른 강 탈산제로서 Ca, Ti등이 플럭스 또는/및 강제 외피에 혼입될 수 있다.
본 발명에 따라, Ni 및 산화물이 만약 필요하다면 부가 성분으로서 첨가될 수 있다. 오스테나이트 형성 원소인 Ni는 비교적 고가인 반면 이 원소는 Al을 함유하는 용접 금속의 터프니스를 확보하는 데에 효과적이다. 그러나 Ni의 함량이 0.1중량%보다 적으면 그러한 효과는 발휘되지 못하고 한편 Ni의 함량이 3중량%보다 많으면 용접 금속의 강도가 과도로 강하게 되고 터프니스가 반대로 감소하게 된다. 따라서 Ni의 함량이 0.1 내지 3중량%의 범위내로 설정되는 것이 바람직하다. 산화물은 비드의 형상을 개선시키는등의 역할을 하는 슬래그 형성제로서 효과적인 성분이다. 그러나 산화물의 함량이 1.5중량%보다 많으면 스퍼터의 양이 극적으로 증가하게 된다. 따라서 산화물의 함량은 바람직하게는 1.5중량% 이하로 되도록 설정된다. 산화물중 철산화물 및 Mn 산화물과 같은 중성 산화물, 및 Mg 산화물 및 Al 산화물과 같은 염기성 산화물이, 스퍼터의 증가 정도에 비교적 적게 영향을 끼치는 산화물이다. Zr은 특히 모든 용접 자세의 관점에서 첨가될 수 있는 금속이고 Zr의 함량이 0.001중량%보다 적으면 그러한 효과가 적어지고 한편 Zr의 함량이 1중량%보다 많으면 용접 금속의 터프니스가 열화된다.
페라이트 형성 원소에 대한 오스테나이트 형성 원소의 비율 X＝(4Ni＋7Mn＋20C)／(2Al＋Si)≥0.7인 이유는 페라이트 형성 원소 Al 및 Si에 대한 오스테나이트 형성 원소 Ni, Mn 및 C가 X＝0.7이상으로 첨가될 때, 우수한 터프니스를 갖는 용접 금속이 얻어질 수 있다. 값 X는 바람직하게는 1.2이상이 되도록 설정된다.
본 발명의 특징으로서, 0.2중량%의 Ti 또는/및 0.001 내지 0.02중량%의 B가 저온에서 터프니스를 확보하기 위하여 플럭스 또는/및 강제 외피에 포함될 수 있다.
단면 구조는 특별히 제한되지 않고 도 1a 내지 1d에서 예시된 다양한 구조가 쓰일 수 있다. 도 1d의 이음매 없는 구조의 경우에서 Cu 도금이 와이어의 표면에 적용될 수도 있다. 쉴드 가스로서 탄산가스 또는 탄산가스와 아르곤의 혼합가스가 사용될 수 있다.
(실시예)
표 3과 4에 나타낸 플럭스충전와이어를 표 2에 나타낸 강제 외피(JIS G 3141 SPCC-SD에 상당)를 사용하여 제조하였다. 와이어들은 1.6㎜의 와이어 직경과 10%의 플럭스 충전율의 동일한 파라미터를 갖고 각 와이어의 단면구조는 도 1b에 나타낸다.
모든 용접 자세의 대표로서 선택된 수직 보기 용접자세에서 V-그루브 버트 이음매에 대한 다층/다패스 용접을 표 1에 타나낸 용접조건에서 플럭스충전와이어의 사용으로 실시하고 결과물을 용이한 비드 형성성(용접성), 스퍼터의 양 및 용접 금속의 터프니스(JIS Z 3313에 기준함)에 대하여 평가하였다. 본 발명에 따른 실시예 23에서 쉴드 가스로서 CO2가스 대신에 20%의 CO2와 80%의 Ar의 혼합가스를 사용하였다.
용접 시험의 결과를 표 5에 나타냈고 여기서 평가는 다음 기호로 나타냈다. 모든 용접 자세(대표로서 위 보기 용접)에 대한 용접성의 열에서: ◎은 비드의 형상이 매우 평평하다는 것을 의미하고(용이하게 평평하게 됨) ○은 비드의 형상이 거의 평평하다는 것을 의미하고 △은 비드의 형상이 다소 돌출하는 성향이 있는 것을 의미하고 ×은 어떠한 용접도 수행될 수 없거나 비드의 형상이 급격히 돌출하는 성향이 있는 것을 의미하고, 스퍼터의 열에서: ◎은 스퍼터의 양이 매우 적은 것을 의미하고, ○은 스퍼터의 양이 적고 스퍼터에는 0.5㎜이하의 직경의 작은 입자가 포함되는 것을 의미하고, △은 스퍼터의 양이 어느정도 적지만 스퍼터가 0.5 내지 1.0㎜의 범위내의 직경의 중간 크기 입자를 포함하는 기회가 종종 있는 것을 의미하고 ×은 직경이 1.0㎜이상인 큰 입자의 스퍼터가 큰 확률로 발생하는 것을 의미하고, 터프니스 열(용접 금속)에서: ◎은 0℃ Charpy 시험에서의 흡수된 에너지가 120J이상인 것을 의미하고 ○은 0℃ Charpy 시험에서의 흡수된 에너지가 70J이상인 것을 의미하고 △은 0℃ Charpy 시험에서의 흡수된 에너지가 40J이상인 것을 의미하고 ×은 0℃ Charpy 시험에서의 흡수된 에너지가 40J보다 작은 것을 의미한다.
시험결과로부터 보여질 수 있는 바와 같이 비교예 1 내지 12는 본 발명의 필수 특성들중 적어도 하나가 부족하기 때문에 이 비교예들에서는 다음의 문제점들이 있었다. 비교예 1에서는 Al의 함량이 하한보다 적었고 그럼으로써 아크가 안정하지 못하였기 때문에 스퍼터의 양이 많았고 반대로 비교예 2에서는 Al의 함량이 상한 보다 많았고 과량이었기 때문에 용접 금속의 터프니스가 열화되었다. 비교에 3에서는 Mg의 함량이 하한보다 적었고 그럼으로써 아크가 불안정하였기 때문에 스퍼터의 양이 많았다. 비교예 4에서는 Al＋3Mg의 값이 하한보다 낮았기 때문에 비드는 아래로 매달려 있는 경향이 있었고 비드의 형상이 불량했으며 아크가 불안정하였고 그럼으로써 스퍼터의 양이 많았다. 비교예 4에서는 용접 금속내 산소 함량이 정의된 상한인 200ppm을 넘었다. 비교예 5에서는 Al의 함량과 Al＋3Mg의 값이 각각 상한보다 컸기 때문에 비드의 형상이 급격히 돌출하는 성향이 있었고 불량하였으며 스퍼터의 양이 많았다.
비교예 6에서는 BaF2의 함량이 하한보다 적었기 때문에 아크는 불안정하였고 그럼으로써 스퍼터의 양이 많았고 반대로 비교예 7에서는 BaF2의 함량이 상한보다 많았기 때문에 큰 직경의 입자의 스퍼터가 큰 확률로 발생되었다. 비교예 8에서는 Mn의 총 함량이 하한보다 적었고 비교예 9에서는 Mn의 총 함량이 상한보다 많았고 두 비교예에서 용접 금속의 터프니스는 불량하였다. 비교예 10에서는 Si의 총 함량이 하한보다 적었기 때문에 비드의 형상은 양호하였지만 비드와 모재의 친숙성이 불량하였다. 한편 비교예 11에서는 Si의 총함량이 상한보다 많았기 때문에 용접 금속의 터프니스가 감소되었다. 비교예 12에서는 Mn의 총함량이 제안된 값보다 적었기 때문에(X＝0.57＜0.7) 비드의 형상이 다소 돌출하는 성향이 있었고 용접 금속의 터프니스가 불량하였다.
상기한 결과와 반대로 표 5로부터 보여지는 바와 같이, 본 발명의 실시예(No.13 내지 23)중 어떠한 것에서도 스퍼터의 양이 적었고 양호한 형상의 비드 및 터프니스가 우수한 용접 금속이 모든 용접 자세의 대표인 수직 보기 용접 자세에서 얻어졌다. 수직적으로 아래 보기 용접에서도 양호한 결과가 얻어지는 것이 당연히 입증된다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따라, 직류 양극성 모드의 가스 쉴드 아크 용접에 대하여 사용된 플럭스를 함유하는 용접 와이어가 제공되어 있고 그것의 사용으로 저전류 내지 중전류의 범위내 또는 한정적으로 50 내지 300A의 범위내 용접 전류의 인가하에 아래 보기 용접 자세뿐만 아니라 수직 보기 용접 자세등과 같은 모든 용접 자세에서, 발생되는 스퍼터의 양이 적고 양호한 용접성이 실현되며 우수한 터프니스를 갖는 용접 금속이 얻어진다.

Claims (5)

  1. 강제 외피; 및 강제 외피에 충전되는 플럭스로 이루어지는, 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스가 0.7 내지 3중량%의 Al, 0.1 내지 1.2중량%의 Mg 및 1.2 내지 5중량%의 BaF2를 함유하고 각 함량은 와이어의 총 중량에 대한 중량%의 값이고 Al의 함량과 Mg의 함량의 3배의 합은 1.3 내지 5중량%의 범위내에 있고 와이어의 총 중량에 대한 플럭스의 충전율은 5 내지 30중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Mn함량은 0.2 내지 1.9중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Si함량은 0.001 내지 0.9중량%의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어.
  2. 강제 외피; 및 강제 외피에 충전되는 플럭스로 이루어지는, 직류 양극성 모드에 사용되는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어로서, 플럭스가 0.9 내지 2.5중량%의 Al, 0.1 내지 0.8중량%의 Mg 및 1.2 내지 4중량%의 BaF2를 함유하고 각 함량은 와이어의 총 중량에 대한 중량%의 값이고 Al의 함량과 Mg의 함량의 3배의 합은 1.6 내지 4중량%의 범위내에 있고 와이어의 총 중량에 대한 플럭스의 충전율은 7 내지 20중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Mn함량은 0.4 내지 1.6중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 Si함량은 0.001 내지 0.6중량%의 범위내에 있고 조합된 강제 외피 및 플럭스내 총 C함량은 0.005 내지 0.08중량%의 범위내에 있고 여기서 페라이트 형성 원소에 대한 오스테나이트 형성 원소의 비율 X＝(4Ni＋7Mn＋20C)／(2Al＋Si)≥0.7이고, 이 식에서 원자기호는 대응하는 원소들의 각각의 함량을 나타내고, 와이어로부터의 용접 금속내 산소의 함량은 200ppm이하인 것을 특징으로 하는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 플럭스가 0.1 내지 3중량%의 Ni를 더 포함하고, 중량%은 와이어의 총 중량에 대한 것임을 특징으로 하는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서, 플럭스가 1.5중량%이하의 산화물을 더 포함하고 중량%는 와이어의 총 중량에 대한 것임을 특징으로 하는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 플럭스가 0.01 내지 1중량%의 Zr을 더 포함하고 중량%는 와이어의 총 중량에 대한 것임을 특징으로 하는 가스쉴드 아크용접용 플럭스충전와이어.
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