KR20020051316A

KR20020051316A - 아크 용접용 플럭스코드 와이어

Info

Publication number: KR20020051316A
Application number: KR1020000080089A
Authority: KR
Inventors: 이종봉; 남기옥
Original assignee: 이구택; 주식회사 포스코
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-06-29

Abstract

본 발명은 자동차, 선박, 일반 건설분야 등에 사용되는 플럭스 코드 와이어에 관한 것으로서, 외피재의 조성 및 플럭스의 조성을 적절히 제어함으로써, 흄 발생량이 적고, 용접부 저온충격인성을 향상시킬 뿐만 아니라 우수한 아크 안정성을 갖는 아크용접용 플럭스 코드 와이어를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

본 발명은 플럭스와 이 플러스를 에워싸는 외피재로 이루어지는 아크용접용 플럭스 코드 와이어에 있어서.

롤러 신선법으로 제조되고, 그리고

상기 외피재가 중량%로, C : 0.005%이하, Si: 0.007-0.015%, Mn: 0.5-1.2%, P: 0.015%이하, S: 0.008%이하, Ti: 0.025%이하, B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 코드 와이어을 그 요지로 한다.

Description

아크 용접용 플럭스코드 와이어{Flux-Cored Wire For Arc Welding}

본 발명은 자동차, 선박, 일반 건설분야 등에 사용되는 플럭스 코드 와이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흄 발생량이 적고 용접부의 저온충격인성이 우수한 아크용접용 플러스 코드 와이어에 관한 것이다.

플러스코드 와이어는 일반 솔리드 와이어에 비하여 용접작업성이 우수하므로 통상 자동차 생산공장 및 선박 제조회사에서 가장 많이 사용하고 있으며, 기타 일반 건설분야 및 기기 제조 분야에서도 많이 이용하고 있다.

플럭스코드 와이어는 솔리드 와이어나 일반 아크 용접봉에 비하여 고능률 용접이 가능하고, 특히 전자세 용접을 실시할 경우 대전류를 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 스패터가 적고, 비드형상과 비드외관이 미려하기 때문에 많은 작업자들로부터 호평을 받고 있다.

그러나, 종래의 플럭스코드 와이어는 흄 발생량이 많고, 슬래그가 형성되기 쉽기때문에 용접 작업자가 오랜시간 작업을 할 경우 흄에 노출되어 진폐증 등을 일으킬 가능성이 높고, 슬래그가 많이 형성됨에 의한 아크의 불안정 및 용접작업시간의 지연을 가져오는 단점을 가지고 있다.

따라서 각 나라에서는 이러한 단점을 개선하기 위하여 여러 방면으로 연구를 진행하고 있고 있으며, 여러 연구결과가 발표되었다.

그 연구결과 중의 하나로서 일본특개소 59-44256호에 제시되어 있는 아크 용접용 플럭스 코드 와이어를 들 수 있다.

이 일본특허공보에 제시된 아크 용접용 플럭스 코드 와이어는 연강 및 고장력강에 사용되는 것으로서 연강재의 와이어 플럭스를 충진하는 아크 용접용 ◎럭스코드 와이어 외피연강의 C량 및 해당 외피 연강에 부착되어 있는 잔류 신선 윤활제의 C 량의 합을 외피 총 중량에 대하여 0.045wt% 이하로 하여 흄 발생량을 저감시킨 것이다.

그러나, 상기한 플럭스 코드 와이어를 사용하는 경우에는 용접부 저온 충격인성이 좋지 않을 뿐만 아크 안정성이 불안정한 문제점을 가지고 있다.

이에, 본 발명자는 상기한 종래 방법들의 제반문제점을 해결하기 위하여 연구 및 실험을 행하고, 그 결과에 근거하여 본 발명을 제안하게 된 것으로, 본 발명은 외피재의 조성 및 플럭스의 조성을 적절히 제어하므로써, 흄 발생량이 적고, 용접부 저온충격인성을 향상시킬 뿐만 아니라 우수한 아크 안정성을 갖는 아크용접용 플럭스 코드 와이어를 제공하고자 하는데, 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 플럭스 코드 와이어와 종래의 플럭스 코드 와이어의 용접 안정성 시험결과도

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

롤러 신선법으로 제조되고, 그리고

상기 외피재가 중량%로, C : 0.005%이하, Si: 0.007-0.015%, Mn: 0.5-1.2%, P: 0.015%이하, S: 0.008%이하, Ti: 0.025%이하, B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 코드 와이어에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 용착금속이 중량%로, C:0.18이하, Si: 0.90%이하, Mn: 1.75%이하, P: 0.03%이하, S: 0.03이하, Ti: 0.025%이하 및 B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지도록 구성되는 아크용접용 플럭스 코드 와이어에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 부합되는 아크용접용 플럭스 코드 와이어는 롤러신선법을 이용하여 제조되는 것이다.

플럭스 코드와이어를 제조하는 방법으로는 크게 롤러신선법 및 다이신선법이 알려져 있다.

상기 롤러신선법은 순수하게 롤러에 의해서만 신선하는 것이 아니라 일부 단계에서 다이를 사용하는 것이 통상적이다.

상기 롤러신선법은 다이신선법에 비하여 윤활유의 사용량이 현저히 적으며, 이로 인하여 베이킹(baking)공정이 요구되지 않는 반면에, 다이신선법의 경우에는 롤러신선법에 비하여 윤활유를 많이 사용하므로, 베이킹공정이 요구된다.

본 발명에서 플럭스 코드와이어의 제조방법으로 롤러신선법을 택하게 된 것은 적은 윤활유의 사용으로 인한 흄발생량을 적게하기 위함이다.

이하, 본 발명의 플럭스 코드 와이어의 외피재의 조성에 대하여 설명한다.

외피재중의 C이 0.005%를 초과하는 경우에는 용접시 흄 발생량을 증가시키므로, 그 함량은 0.005%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Si은 외피재 및 용착금속에 강도를 부여하기 위하여 첨가되는 성분으로서 그 함량이 너무 적으면 강도부여효과가 미흡하고, 그 함량이 너무 많은 경우에는 외피재 및 용착금속의 인성을 저하시키므로, 그 함량은 0.007-0.015%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Mn은 외피재 및 용착금속의 강도 및 인성을 향상시키기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 함량이 너무 많은 경우에는 강도 및 인성부여효과가 미흡하고, 너무 많은 경우에는 강도 및 인성부여효과의 증가가 미흡하여 비경제적이므로, 그 함량은 0.5-1.2%로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 Ti은 TiN등과 같은 미세하고 균일하게 분포되는 TiN등과 같은 석출물을 형성하는 성분으로서, 그 함량이 너무 많은 경우에는 석출물의 크기가 커져 인성을 저하시키므로, 그 함량은 0.025%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기 B은 소입성을 증가시켜 외피재 및 용착금속의 강도를 향상시키기 위하여 첨가되는 성분으로서, 그 함량이 너무 많은 경우에는 외피재 및 용착금속의 인성을 저하시키고 균열을 발생시키므로, 그 함량은 0.002%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

상기P 및 S는 불순물원소로서 용착금속의 인성을 저하시키고 균열발생을 조장시키므로, P는 0.015%이하로, 그리고 S는 0.008%이하로 제한하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에서는 플럭스로서 통상적으로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있다.

보다 바람직하게는, 용접 후의 용착금속이 중량%로, C:0.18이하, Si: 0.90%이하, Mn: 1.75%이하, P: 0.03%이하, S: 0.03이하, Ti: 0.025%이하 및 B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지도록 플럭스가 조성되는 것이다.

본 발명의 보다 바람직한 플럭스 코드 와이어는 용접시 흄 발생량이 460 mg/min이하이고, 전용착금속의 저온 충격인성 값이 0^oC 에서 120~130(J), -20^oC에서 80~85(J)을 나타내는 것이다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.

실시예

하기 표 1과 같은 조성을 갖는 외피재 및 하기 표 2와 같은 조성을 갖는 플럭스로 이루어진 플럭스코드 와이어를 사용하여 하기 표 3과 같은 조성을 갖는 용착금속을 형성하도록 용접을 행한 후,용착금속의 저온 충격에너지를 조사하고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

외피재	조성(중량%)
외피재	C	Si	Mn	Ti	B	P	S
본발명외피재	0.0040	0.0084	0.7377	0.0201	0.00108	0.0149	0.0073
종래외피재	0.056	0.006	0.41	0.0016	-	0.010	0.007

성분	C	Mn	Si	Al	Mg	F	TiO₂	SiO₂	Na₂O	K₂O	Al₂O₃	ZrO₂
중량%	0.017	2.44	0.67	0.39	0.39	0.09	6.835	0.59	0.092	0.12	0.37	0.54

용착금속	조성(중량%)
용착금속	C	Si	Mn	Ti	B	P	S
본발명용착금속	0.0134	0.6001	1.6823	0.0450	0.00379	0.0160	0.0089
종래용착금속	0.040	0.67	1.43	0.091	-	0.012	0.007

	vE (0℃ 에서)	vE (-20℃ 에서)
본 발명용착금속	122.6 J	80.1 J
종래용착금속	110 J	39 J

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 본 발명의 플럭스 코드 와이어를 사용하여 용접하는 경우가 종래의 플럭스 코드 와이어를 사용하여 용접을 하는 경우에 비하여 용착금속부의 충격인성값이 우수함을 알 수 있다.

한편, 상기 용접시 흄 발생량을 측정한 결과, 종래의 플럭스 코드 와이어를 사용하는 경우에는 흄 발생량이 약 450 mg/min정도 이고, 본 발명의 플럭스 코드 와이어를 사용하는 경우에는 약460 mg/min정도 이였다.

따라서, 흄 발생량 면에서는 본 발명의 플럭스 코드 와이어는 종래의 플럭스 코드 와이어와 거의 비슷한 수준을 갖는다.

상기 흄 발생량은 자체 제작한 흄 발생 측정장치를 이용하여 여러 차례에 걸쳐 실험을 하여 평균 값을 구한 것으로서 피용접재는 SS400강재의 표면을 그라인딩한 재료를 사용하였다.

또한, 본 발명의 플럭스 코드 와이어와 종래의 플럭스 코드 와이어에 대하여 아크 안정성실험을 행하고, 그 결과를 도 1에 나타내었다.

도 1의(a)는 종래의 플럭스 코드 와이어를 나타내고, 도 1의(b)는 본 발명의 플럭스 코드 와이어의 아크 안정성결과를 나타낸다.

상기 실험은 자체에서 제작한 아크현상 분석 시스템을 사용하여 측정한 아크전류, 아크전압, 송급전류의 변화를 비교하여 평가하였다.

이 때 용접조건은 전류 280A-전압 32V-용접속도 30㎝/min의 조건하에서 측정한 전형적인 용적이행현상의 변화를 나타낸 것이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 상기 두 플럭스 코드 와이어 모두 글로블러 이행형태를 나타내는 부분과, 단락이행 및 순간단락과 같은 단락현상이 많이 관찰되고 있으나, 본 발명의 플럭스 코드 와이어가 종래의 플럭스 코드 와이어에 비하여 용적이행현상이 상당히 안정되어 있음을 알 수 있다.

상기 용적이행현상이 안정하다는 것은 아크 안정성이 우수하다는 것을 의미하는 것이다.

또한, 와이어의 송급모터의 부하를 측정하여 와이어의 송급성을 측정한 결과, 본 발명의 플럭스 코드 와이어는 종래의 플럭스 코드 와이어의 것과 동등 이상의 송급성을 갖는 것으로 확인되었다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 흄 발생량을 저감시킴으로써 현장 작업종사자들이 장시간 용접작업을 수행하더라도 흄에 노출되는 경향이 매우 적고, 아크 안정성과 송급성이 우수하여 작업시간의 단축은 물론, 미려한 용접부를 얻을 수 있어 용접부를 2차 가공하지 않아도 될 뿐만 아니라 저온충격인성 값이 우수하므로 조선 분야 등 여러 분야에서 폭 넓게 사용될 수 있는 아크용접용 플럭스 코드 와이어를 제공할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

플럭스와 이 플러스를 에워싸는 외피재로 이루어지는 아크용접용 플럭스 코드 와이어에 있어서.

롤러 신선법으로 제조되고, 그리고

상기 외피재가 중량%로, C : 0.005%이하, Si: 0.007-0.015%, Mn: 0.5-1.2%, P: 0.015%이하, S: 0.008%이하, Ti: 0.025%이하, B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 코드 와이어
제1항에 있어서, 용접시 흄 발생량이 460 mg/min이하가 되도록 구성되는 아크용접용 플럭스 코드 와이어
용착금속이 중량%로, C:0.18이하, Si: 0.90%이하, Mn: 1.75%이하, P: 0.03%이하, S: 0.03이하, Ti: 0.025%이하 및 B: 0.002%이하, 잔부 Fe 및 기타 불가피한 불순물로 이루어지도록 구성되는 아크용접용 플럭스 코드 와이어
제3항에 있어서, 용착금속은 0^oC 에서 120~130(J)의 저온 충격인성 값 및 -20^oC에서 80~85(J)의 저온 충격인성 값을 갖는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스코드 와이어