KR20020077599A - Arc welding wire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 아크 용접에 사용되는 와이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와이어의 송급성을 향상시키기 위하여 표면 가공 처리한 가스 아크 용접용 무도금 와이어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire used for gas arc welding, and more particularly, to a non-plated wire for gas arc welding, which has been subjected to a surface treatment in order to improve wire feeding properties.
근래들어 용접이 반자동화되거나 자동화됨에 따라, 가스 아크 용접용 와이어의 수요가 비약적으로 증가하고 있으며 주로 철골, 자동차, 조선, 건설자재산업 등에서 광범위하게 사용되고 있다. 이와 같이 다량으로 사용되고 있는 가스 아크 용접용 와이어의 표면에는 동도금이 실시되고 있다. 이러한 동도금을 실시하는 목적은 아크 용접시의 통전을 용이하게 하기 위한 것이기 때문에 동도금층은 반드시 필요한 것으로 인식되어 왔다. 그러나, 와이어 표면에 동도금층을 형성시킴으로 인하여 발생되는 하기와 같은 문제점들이 꾸준히 제기되어 왔다.In recent years, as welding is semi-automated or automated, the demand for wires for gas arc welding is rapidly increasing, and is widely used in steel, automobile, shipbuilding, construction materials industries, and the like. Thus, copper plating is given to the surface of the gas arc welding wire used in large quantities. Since the purpose of performing such copper plating is to facilitate the energization during arc welding, the copper plating layer has been recognized as necessary. However, the following problems have been steadily raised due to the formation of a copper plating layer on the wire surface.
우선, 와이어 표면에 동도금층을 형성시킨 후 신선(drawing)과정을 거치게 되면, 동도금층의 일부분이 탈락되어 미소동분이 발생되며 발생된 미소동분은 와이어 표면의 미세한 요철부에 잔류하게 된다. 잔류하는 미소동분은 용접팁 내에서 와이어와 팁 내벽이 마찰됨에 따라 와이어 표면의 미세한 요철부로부터 다시 탈락되며, 이렇게 탈락된 미소동분은 팁 내부에 남아 막힘 현상을 유발시키게 된다. 또한 미소동분이 팁을 막음으로써 와이어의 송급성뿐만 아니라 용접 아크의 불안정화 같은 문제점들이 발생된다.First, when the copper plating layer is formed on the surface of the wire and then drawn, a portion of the copper plating layer is dropped to generate minute copper, and the generated minute copper remains in minute uneven portions of the wire surface. The remaining micropowder is removed again from the fine concavo-convex portion of the wire surface as the wire and the inner wall of the tip friction in the welding tip, and the thus removed microcopper remains inside the tip to cause clogging. In addition, the microblocking of the tip causes problems such as the wire feeding ability as well as instability of the welding arc.
또한 상기와 같은 미소동분이 존재하지 않는다고 하더라도 동 자체가 갖고 있는 특성으로 인하여 동도금이 쉽게 박리되는 문제점이 있다. 즉 동도금된 용접용 와이어가 용접 팁과의 마찰에 의해 탈락됨으로써 통전성 향상이라는 소정의 목적을 달성하기 어려우며, 동의 융점이 1083℃ 정도로 낮은 편이기 때문에 용접 아크 중의 초고온화에서 가스화되기 쉬워 용접흄이 많이 발생된다는 약점도 갖고 있다.In addition, even if the above minute copper powder does not exist, there is a problem that copper plating is easily peeled off due to the characteristics of copper itself. That is, the copper-plated welding wire is dropped by friction with the welding tip, which makes it difficult to achieve a predetermined purpose of improving the electrical conductivity. Since the melting point of copper is as low as 1083 ° C, it is easy to be gasified at high temperature in the welding arc, resulting in many welding fumes. It also has a weakness.
이와 함께, 와이어의 표면에 동도금층을 형성시키기 위하여는 도금공정을 거쳐야 하는데 도금용액은 환경적인 측면에서 심각한 문제를 야기하며 도금공정에 사용되는 설비 역시 생산단가를 높이는데 기여하게 된다. 요즘과 같은 환경규제에 대응하기 위하여서는 도금공정을 생략하는 것이 여러가지 측면에서 유리하게 된다.In addition, in order to form a copper plating layer on the surface of the wire to go through the plating process, the plating solution causes a serious problem in terms of the environment and the equipment used in the plating process also contributes to increase the production cost. In order to cope with such environmental regulations, it is advantageous in many aspects to omit the plating process.
이와 같은 결점을 해소하기 위하여 무도금 와이어가 등장하게 되었으나, 이로 인하여 모든 문제점이 쉽게 해결되지는 않았다. 즉, 무도금 와이어는 송급성이 도금와이어에 비하여 상대적으로 불안정하여 아크 용접시 아크가 불안정해지며, 이에 따라 용접에 소요되는 시간이 크게 증가하여 정상적인 용접이 곤란해지는 문제점이 발생되는 것이다.In order to solve this drawback, the unplated wire appeared, but this did not solve all the problems easily. In other words, the non-plating wire is relatively unstable compared to the plating wire, the arc becomes unstable during arc welding, thereby increasing the time required for welding, which is a problem that normal welding is difficult.
따라서 무도금 와이어의 표면에 각종 표면처리를 행하여 무도금 와이어의 송급성을 향상시키려는 시도가 계속되어지고 있다.Accordingly, attempts have been made to improve the supplyability of the non-plated wire by performing various surface treatments on the surface of the non-plated wire.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 우수한 송급성을 갖는 용접용 무도금 와이어를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a non-plating wire for welding having excellent feeding properties.
본 발명의 다른 목적은, 우수한 송급성을 갖는 용접용 무도금 와이어를 제조하는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a non-plating wire for welding having excellent feeding properties.
본 발명의 또다른 목적은 우수한 송급성을 갖는 용접용 무도금 와이어를 제조하는 장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a non-plating wire for welding having excellent feedability.
도 1a는 본 발명에 사용되는 미세공 부여용 롤러를 도시한 개략도이다.Fig. 1A is a schematic diagram showing a roller for applying fine pores used in the present invention.
도 1b는 본 발명의 실시예를 제조하는 방법을 나타낸 예시(例示)도이다.1B is an exemplary view showing a method of manufacturing an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 와이어의 용접결과를 나타낸 그래프이다.2 is a graph showing a welding result of a wire according to the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예와 종래와이어의 평균 흄 발생량을 나타낸 도면이다.3 is a view showing an average fume generation amount of the embodiment of the present invention and the conventional wire.
도 4는 본 발명의 실시예와 종래와이어의 평균 용접 팁 막힘 발생량을 나타낸 도면이다.4 is a view showing the average weld tip clogging generation amount of the embodiment of the present invention and the conventional wire.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 무도금 와이어의 표면에 미세공을 형성시키되, 무도금 와이어의 표면 1㎠ 당 100 내지 600개의 미세공 분포 밀도를 갖도록 제어한 무도금 와이어에 의해서 달성된다.The object of the present invention as described above is achieved by the unplated wire formed by forming micropores on the surface of the unplated wire, and having a density of 100 to 600 micropores per 1 cm 2 of the unplated wire.
이하, 상기와 같은 기술적 사상에 입각하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the technical spirit described above.
본 발명에 적용되는 용접용 무도금 와이어는 하기와 같은 표면가공에 그 특징이 있는 것으로서 도 1a 및 도 1b를 참고로 설명한다. 연신(drawing)과정의 마지막 단계를 거친 후, 도 1a와 같이 몸통부(5)에 미세한 요철(2)이 부여된 장구형 롤러(1)로 도 1b와 같은 방법으로 무도금 와이어(10)의 표면에 미세공(11)을 부여하게 된다. 한쌍의 롤러(1)는 톱니바퀴식 나사산(4)에 의해 맞물려 회전하면서 무도금 와이어 관통공(3)으로 무도금 와이어(10)를 진행시킨다. 롤러쌍의 갯수에 제한을 두는 것은 아니나, 무도금 와이어(10) 주변에 배치되는 롤러(1)의 갯수는 한쌍 내지 두쌍이면 충분하며, 두쌍의 롤러(1)를 배치시에는 각 쌍의 롤러가 서로 90°각을 이루도록 하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 방법 이외에도 무도금 와이어(10)의 표면에 미세공(11)을 부여하는 방법에는 제한이 없다. 한편, 본 발명의 출원인이 수차례의 실험을 반복한 결과, 롤러(1)에 부여되는 미세한 요철(2)의 크기는 무도금 와이어의 송급성과 무관한 것으로 나타났으나, 롤러(1)의 요철(2)에 의해 무도금 와이어(10)의 표면에 부여된 미세공(11)의 분포 밀도에 따라 무도금 와이어의 송급성이 영향을 받는 것으로 나타났다.The non-plating wire for welding applied to the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B as being characterized by the following surface processing. After the last step of the drawing process, as shown in Figure 1a of the long-rolled roller (1) is given a fine concavo-convex (2) to the body portion 5 as shown in Figure 1b of the unplated wire 10 The micropores 11 are imparted to the surface. The pair of rollers 1 are engaged by the cogwheel threads 4 and rotate to advance the unplated wire 10 to the unplated wire through hole 3. Although the number of roller pairs is not limited, the number of rollers 1 arranged around the unplated wire 10 may be one to two pairs, and when the two pairs of rollers 1 are arranged, each pair of rollers It is preferable to make a 90 degree angle with each other. In addition to the above-described method, there is no limitation on the method of imparting the micropores 11 to the surface of the unplated wire 10. On the other hand, the applicant of the present invention repeated several experiments, the size of the fine concavo-convex (2) imparted to the roller (1) was found to be independent of the supply of the unplated wire, It was shown that the feedability of the unplated wire was affected by the distribution density of the micropores 11 applied to the surface of the unplated wire 10 by the unevenness 2.
이하, 무도금 와이어의 표면에 부여된 미세공의 분포 밀도에 따른 송급성에의 영향을 하기의 실시예를 들어 보다 상세히 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 사용된 무도금 와이어의 규격을 중량%로 표 1에 나타내었으며, 표 2에는 본 발명에 따라 미세공이 부여된 무도금 와이어의 용접 작업성, 즉 실시예의 용접 작업성 및 종래 무도금 와이어의 용접 작업성, 즉 비교예의 용접 작업성을 나타내었다.Hereinafter, the following examples will be described in more detail with reference to the following examples which affect the supplyability according to the distribution density of the micropores provided on the surface of the unplated wire, but the present invention is not limited thereto. Table 1 shows the specifications of the unplated wire used in the present invention in weight percent, and Table 2 shows the welding workability of the unplated wire provided with micropores according to the present invention, that is, the welding workability of the embodiment and the conventional unplated wire. Welding workability, that is, welding workability of the comparative example.
또한, 무도금와이어의 제조방법은 보통 하기의 두가지 방법이 사용되며 본 발명의 시험에 사용된 무도금 와이어는 두번째의 방법에서 미세공을 형성시켜 제조하였다.In addition, the following two methods are generally used for the production of unplated wire, and the unplated wire used in the test of the present invention was prepared by forming micropores in the second method.
첫번째 방법은 선재→산세 또는 기계적인 스케일링(mechanical descaling)→신선→탈지→권체(완제품)하는 것이며, 두번째 방법은 선재→산세 또는 기계적인 스케일링→신선→탈지→스킨패스(skinpass)→권체(완제품)하는 방법이다.The first method is wire rod → pickling or mechanical descaling → fresh → degreasing → winding (finished product). The second method is wire rod → pickling or mechanical scaling → fresh wire → stripping → skin pass → winding (finished product). )
표 2를 살펴보면, 실시예 4, 8, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 24, 25 및 26의 경우가 용접 팁 내의 금속분의 막힘량이 적으며, 용접 중 아크 발생에 소모되는 전류의 진동폭의 변화가 적었으며, 비드의 사행 발생에 있어 전혀 문제가 없는 것으로 나타났다. 상기한 실시예들은 모두 본 발명에 따라 요철이 있는 롤러를 사용하여 무도금 와이어의 표면에 미세공을 부여한 것이며, 미세공의 크기는 1.0, 0.5, 0.35및 0.25㎜φ로 각각 다르나 미세공의 밀도가 100 내지 600개/㎠로 제어된 실시예들이다. 반면, 비교예는 실시예와 동일한 규격의 무도금 와이어에, 실시예와 동일한 요철이 있는 롤러를 사용하여 무도금 와이어의 표면에 미세공을 부여하였으나 그 미세공의 밀도가 본 발명의 범위를 벗어나는 것으로서, 미세공의 밀도 제어가 무도금 와이어의 송급성을 향상시킬 수 있는 중요한 요인임을 말해주고 있다. 와이어의 송급성은 표 1의 용접 중 전류의 진동폭으로 평가할 수 있으며, 용접 중 전류의 진동폭이 작을수록 와이어의 송급성이 우수하다고 말할 수 있다. 용접 중 전류의 진동폭과 와이어 송급성의 상관관계는, 용접 중 와이어 송급능이 저하되면, 아크 길이의 길고 짧은 장단(長短)이 발생되고 이에 따라 용접 중의 전류량이 계속 변화되는 현상이 발생하므로 용접 중 전류의 진동폭을 측정함으로써 와이어의 송급성을 평가할 수 있는 것이다. 더불어 용접 중 전류량이 계속적으로 변화하면 스패터(spatter)의 발생량이 증가되며, 와이어의 송급량이 일정치 않으면 와이어가 부분적으로 부족한 현상이 발생되어 부분적으로 얇아진 비드(bead)가 형성되며 이에 따라 비드의 사행이 일어나 용접불량이 발생되는 것이다.Referring to Table 2, in Examples 4, 8, 9, 10, 14, 15, 16, 17, 24, 25, and 26, the amount of clogging of the metal powder in the welding tip was small, and the amount of current consumed for arc generation during welding was low. The change in vibration width was small and there was no problem in meandering of beads. The above embodiments are all provided with micropores on the surface of the unplated wire using the roller with the unevenness according to the present invention, the size of the micropores are 1.0, 0.5, 0.35 and 0.25mmφ, respectively, but the density of the micropores Are embodiments controlled to 100 to 600 / cm 2. On the other hand, the comparative example was given a fine hole on the surface of the non-plated wire using a roller having the same unevenness as the Example to the unplated wire of the same specification as the Example, but the density of the fine hole is outside the scope of the present invention As a result, the density control of the fine pores is said to be an important factor that can improve the feedability of the unplated wire. The supplyability of the wire can be evaluated by the vibration width of the current during welding in Table 1, and it can be said that the smaller the vibration width of the current during welding, the better the supplyability of the wire. The correlation between the oscillation width of the electric current during welding and the wire feeding ability is that when the wire feeding ability decreases during welding, a long and short length of arc length occurs and thus the amount of current during welding is continuously changed. By measuring the vibration width of the wire can be evaluated for supplyability. In addition, if the amount of current continuously changes during welding, the amount of spatter generated increases, and if the amount of wire feeding is not constant, the phenomenon of partial shortage of wire occurs, thereby forming a partially thinned bead. This causes meandering of the welding defect.
도 2는 상기와 같은 결과를 한 눈에 알아볼 수 있도록 그래프화 한 것으로서, 미세공의 크기에 상관없이 미세공의 분포 밀도에 따라 사행비드의 형성, 용접중 전류의 진동폭 및 1㎜이상의 스패터 발생량이 영향을 받게 됨을 알 수 있다. 본 발명이 제안한 미세공의 분포 밀도인 100 내지 600개/㎠의 범위를 만족하여 안정한 송급성이 보장됨으로써, 전반적인 용접 작업성 및 용접 불량이 감소됨을 확인할 수 있다.Figure 2 is a graph so that the above results can be seen at a glance, the formation of meander beads according to the distribution density of micropores regardless of the size of the micropores, the oscillation width of the current during welding and the amount of spatter generated more than 1 mm It can be seen that this is affected. By satisfying the range of the distribution density of the micro-pores proposed by the present invention in the range of 100 to 600 pieces / cm 2, stable supplyability is ensured, and thus, overall welding workability and welding failure are reduced.
한편, 본 발명에 따른 무도금 와이어와 종래의 동도금 와이어의 용접 작업중 발생되는 흄의 양을 측정하였을때, 도 3과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 즉 무도금 와이어이기 때문에 용접 작업중 발생되는 흄의 양을 동도금 와이어와 비교해볼때, 발생되는 흄의 양이 적은 것으로 나타났다. 또한 무도금 와이어 100㎏과 동도금 와이어 100㎏을 각각의 용접 팁을 이용하여 용접을 행한 후, 용접팁의 막힘정도를 비교한 결과를 도 4에 도시하였다. 도 4를 보면 무도금 와이어의 막힘정도가 동도금 와이어의 막힘정도에 비하여 현저하게 감소되었음을 알 수 있다.On the other hand, when the amount of fume generated during the welding operation of the non-plated wire according to the present invention and the conventional copper plating wire, it was possible to obtain the result as shown in FIG. In other words, when compared with copper plating wire, the amount of fume generated during welding operation was found to be less because it is unplated wire. In addition, after welding 100kg of unplated wire and 100kg of copper plating wire using respective welding tips, the result of comparing the degree of clogging of the welding tip is shown in FIG. 4. 4, it can be seen that the degree of blockage of the unplated wire is significantly reduced compared to the degree of blockage of the copper plated wire.
상기와 같은 본 발명은 무도금 와이어 표면에 미세공을 부여하되 미세공의 분포 밀도를 제어함으로써, 동에 의한 흄의 발생이 없어 쾌적한 작업 환경을 조성할 수 있고, 또한 용접용 무도금 와이어의 우수한 송급성을 확보함에 따라 용접 작업성을 향상시키며 용접 불량을 크게 감소시키는 실제적인 효과가 있다.As described above, the present invention provides fine pores to the surface of the non-plated wire, but controls the distribution density of the fine pores, thereby making it possible to create a pleasant working environment without generating fumes by copper, and also excellent in the unplated wire for welding. As the supplyability is secured, there is a practical effect of improving welding workability and greatly reducing welding defects.
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