KR20030093330A - 탄산가스 실드 아크용접용 강(鋼) 와이어 및 이를 이용한용접 방법 - Google Patents
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Abstract
CO2가스를 주성분으로 하는 실드가스를 사용하는 탄산가스 실드 아크용접에 있어서，용적의 스프레이 이행을 가능하게 하고，고속용접을 행하여도 스패터 발생의 절감뿐만 아니라，우수한 비드형상을 얻을 수 있는 용접 와이어 및 그 용접 와이어를 이용한 용접 방법을 제안한다．
그 구체적인 수단은，정극성 탄산가스 실드 아크용접에서 사용되는 용접용 강 와이어로서，C:0.003∼0.20질량%, Si:0.05∼2.5질량%, Mn:0.25∼3.5질량%, REM(희토류 원소):0.015∼0.100질량%, P:0.001∼0.05질량% 이하, S:0.001∼0.05질량% 이하를 함유하며，또는 추가로 0:0.0100질량% 이하, 또는 추가로 Ti:0.02∼0.50질량%，Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상，또는 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하고，또는 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하이고，나머지가 Fe 및 불가피한 불순물인 조성의 강소선으로 이루어지는 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어를 이용한다．
Description
실드 가스로서 CO2가스를 사용하는 가스 실드 아크용접은 탄산가스가 저가인 동시에 능률이 높은 용접 방법이기 때문에，철강재료의 용접에 폭넓게 이용된다. 특히 자동용접의 급속한 보급에 의해 조선, 건축, 교량, 자동차, 건설기계 등의 각종 분야에서 사용된다. 조선, 건축, 교량의 분야에서는 후판(厚板)의 고전류 다층용접에 사용되며，자동차, 건설기계의 분야에서는 박판(薄板)의 필렛용접에 사용되는 경우가 많다．
Ar가스와 CO2가스(혼합비율 2∼40부피%)와의 혼합가스를 실드 가스로 사용하는 용접 방법(이른바 혼합가스 아크용접)은 용적이 용접 와이어의 직경보다도 작은 미세한 스프레이 이행이 가능하게 된다．이 용적의 스프레이 이행은 용적 이행 형태 가운데에서 가장 우수하며，스패터의 발생이 적고，용접비드 형상이 우수하며，고속 용접에도 적합한 것으로 알려져 있다．그 때문에 혼합가스 아크용접은 고품질의 용접을 필요로 하는 분야에서 이용된다.
그러나 Ar가스의 비용은 CO2가스의 5 배로 고가이므로，실제의 용접시공에 있어서는 Ar가스의 사용량을 삭감하고，CO2가스의 혼합비율을 50부피% 이상으로 한 혼합가스를 실드 가스로 이용하는 경우가 많다．이와 같은 CO2가스의 혼합비율이 50부피% 이상인 실드가스를 이용하면，Ar-CO2(혼합비율 2∼40부피%)로 이루어지는 실드가스를 사용하는 용접 방법(이른바 혼합가스 아크용접)에 비해 10∼20배의 거칠고 큰 용적이 용접 와이어 선단에 매달리고，아크 힘에 의해 요동하면서 이행(이른바 그로뷸 이행(globule transfer))한다．이와 같은 그로뷸 이행이 발생하면，모재(즉 강판)와의 단락이나 재아크에 의한 스패터가 다량으로 발생하여 비드형상이 안정되지 않는다．특히 고속용접에 있어서，비드형상이 凹凸(이른바, 험핑비드(humping bead))가 되기 쉽다고 하는 문제가 있다．
이 문제점에 대하여，K의 첨가에 의해 스패터 발생량을 절감하는 방법이 특개평 6-218574호 공보에 개시되어 있다．그러나，이 기술으로는 용접속도를 증가하는 경우나 실드가스 중의 CO2를 50부피% 이상으로 증가하는 경우 반드시 스패터 발생량의 경감이나 비드형상의 안정적인 효과를 얻을 수 없다.
또 특개평7-47473호 공보, 특개평7-290241호 공보에는 1용적의 이행시간 내에 1 펄스를 발생시켜서，스패터를 경감하는 탄산가스 펄스 아크용접 방법을 제안된다. Ar-(5∼25부피%)CO2로 이루어지는 혼합가스를 실드 가스로서 사용하는 MAG 용접에서는，1 용적 1 펄스 용접기술이 확립된다. 이는，Ar-(5∼25부피%)CO2용접에 있어서의 용적이 미세하고，강력한 하향의 플라즈마 기류에 의해，피크 기간에서의 용적성장과 베이스 기간에서의 용적 이행을 고효율로 행할 수 있다．또，1용적의 형성에 소모되는 시간도 1∼2ms로 짧고，1 펄스로 1 용적을 이행하지 않는다 해도，다음 펄스로 이행하면 큰 용적이 와이어 선단에 매달리는 일이 없고，펄스에 의해 스패터의 경감효과가 발휘된다．그러나，특개평7-47473호 공보, 특개평7-290241호 공보의 CO2를 주성분으로 하는 실드가스(CO2가스의 혼합비율이 50부피% 이상)를 사용하는 탄산가스 실드 아크용접에서의 용적은 거칠고 크며，하향의 플라즈마 기류는 약하고，용적의 이행은 펄스 피크기간의 전반에서 생긴다．탄산가스 실드 아크펄스 용접에서는 피크기간 중반으로부터 후반에 걸쳐서 용적이 성장하고，베이스 기간에서는 항상 용적이 와이어 선단에 매달린 상태로 되며, 다음의 피크기간 전반에서 용적이 강판측으로 이행하는 것이 이상적이라고 사료된다. 1 용적을 형성하는 시간은 10∼2Oms로 길고，1 펄스로 1 용적을 이행하지 않는 경우，다음의 펄스로 이행하나 그 사이 거칠고 큰 용적이 와이어 선단에 매달리게 되고，단락 등에 의해 거칠고 큰 스패터를 다량으로 발생시킨다．탄산가스 펄스 아크용접 방법으로는 용적의 이행간격이 불안정하며，1 용적의 이행시간에 맞추어서 1 펄스를 안정적으로 발생시키는 것은 곤란하다．
또，발명자들은，본 발명보다도 먼저 US특허 10/107,623(출원일:2002년 3월27일) 「MAG 용접용 강 와이어 및 이를 이용한 MAG 용접 방법」을 개발하고 있으나，용접부에 갭이 있는 박강판의 저전류(25A 이하) 용접을 대상으로 하고，탄산가스 실드 아크에 있어서의 고전류 용접(250A)에 있어서는 충분한 아크안정의 효과를 얻을 수 없다.
또，특개소63-281796호 공보에는，REM 첨가에 의한 탄산가스 실드 아크용접의 아크 안정화 효과가 개시되어 있으나，본 특허의 가장 큰 특징인 용접 와이어를 정극성하는 기술이 없다. 통상，용접 와이어가 정극성 용접은 용접 와이어가 역극성의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서의 용적보다도 더욱 거칠고 큰 용적을 형성하여 큰 단락에 의해 거칠고 큰 스패터를 발생시키고，용적 이행이 거칠기 때문에 비드형상이 고르지 않고，강판측의 발열이 적고 용융이 얕기 때문에 오버랩에 의한 용접결함이 발생하기 쉽다.
이 때문에, 용접기술자라면 용접용 와이어를 정극(즉 마이너스극)측에서 이용하지 않고，항상 역극성(즉 와이어를 플러스극 측)으로 하는 것이 상식이다．그러나，특개소63-281796호 공보에는 극성에 관한 개시가 없다．이 경우의 용접 와이어는 역극성 혹은 정극성의 어느 한쪽으로 생각된다．탄산가스 실드 아크용접 방법에서 통상 사용되는 역극성의 경우，REM 첨가에 의해 아크의 긴축과 반발에 의해 큰 입자의 스패터를 증가하는 것이 알려져 있고，REM 첨가에 의해 아크 안정화 효과를 얻을 수 없다.
또，정극성의 경우，본 발명이 특징으로 하는 아크의 안정화에 필요한 첨가 원소의 P, S 및 정극성에 있어서의 용적 이행의 스프레이화와 아크 안정화 효과를 저하시키는 O에 관한 중요한 기술의 개시가 없고，탄산가스 실드 아크에 있어서 충분한 아크 안정화 효과와 우수한 비드형상은 얻을 수 없다．
상기와 같이，Ar가스에 대한 CO2가스의 혼합비율이 40부피% 초과하는 실드가스를 사용하면，통상의 혼합가스 아크용접(CO2의 혼합비율 2∼40부피%)과 비하여，거칠고 큰 용적이 용접 와이어 선단에 매달리고，아크 힘에 의해 요동한다. 그 결과，고속 용접에서는 모재(즉 강판)와의 불규칙한 단락이나 재아크에 의한 스패터가 증가하고，비드형상이 불안정하게 된다고 하는 문제가 있었다．
CO2가스를 주성분(CO2의 혼합비율 40부피% 초과)으로 하는 실드가스를 사용하는 경우，이와 같은 문제점을 해결하기 위해서 용적의 스프레이 이행을 달성할 필요가 있다．
그런데, 용적의 스프레이 이행은 통상의 혼합가스 아크용접(CO2의 혼합비율 2∼40부피%)로는 가능하나，CO2가스의 혼합비율이 40부피% 초과의 실드가스를 사용하여 용접을 행하는 경우 스프레이 이행을 달성하는 것은 극히 곤란하였다．
본 발명은 상기의 문제점을 감안하여 개발된 것으로，CO2가스를 주성분(본원에서는 특히 CO2의 혼합비율 60부피% 이상에서 효과가 큼)으로 하는 실드가스를사용하는 탄산가스 실드 아크용접에 있어서 용적의 스프레이 이행을 가능하게 하고，고속용접을 행해도 스패터 발생의 경감뿐만 아니라，우수한 비드형상을 얻을 수 있는 용접와이어 및 이 용접 와이어를 이용한 용접 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다．
본 발명에 있어서의 탄산가스 실드 아크용접이란，이른바 혼합가스 아크용접에서 사용하는 Ar가스와 CO2가스를 혼합한 실드가스(CO2의 혼합비율 2∼40부피%)에 비해，CO2가스를 주체로 하는 가스(CO2의 혼합비율 60부피% 이상)를 실드가스로 하는 용접 방법을 가리킨다．또한 본 발명에 있어서의 탄산가스 실드 아크용접은 주로 CO2가스를 사용하는 용접 방법(이른바 탄산가스 아크용접)을 가리킨다.
본 발명은，정극성 탄산가스 실드 아크용접에 사용하는 용접용 와이어에 관한 것으로，특히 용접용 와이어를 정극(즉 마이너스극)측에서 사용하여 가장 안정적인 용적(溶滴)의 이행형태로 되는 스프레이 이행을 얻을 수 있고，스패터의 발생이 적고，더구나 우수한 비드 형상을 얻을 수 있는 탄산가스 실드 아크용접용 와이어(이하，용접용 와이어라 함)에 관한 것이다.
본 발명자들은 CO2를 주성분(즉 CO2:6O부피% 이상)으로 하는 실드가스를 사용하는 탄산가스 실드 아크용접에 있어서，스패터의 경감과 비드형상의 개선에 대해 예의 검토하였다．그 결과，이하에 기술하는 지식을 얻었다.
(1) 용접용 와이어를 마이너스극으로 하는 정극성의 용접을 행함으로써, 용적은 거칠고 크기는 하나，안정된 이행이 가능하게 된다．
(2) 용접용 와이어에 희토(希土)류 원소(이하，REM이라고 한다)를 첨가함으로써，저전압 영역에서의 아크끊김을 방지하고 용적의 안정된 이행이 가능하게 된다．
(3) 용접용 와이어에 REM을 첨가함으로써 침입성을 확보하여 비드의 평활화가 가능하게 된다．
(4) REM을 용접 와이어에 첨가하고，추가로 P, S, O, Ca, K함유량을 규정함으로써 음극에 있어서의 아크 발생점을 집중 및 안정시킬 수 있다.
(5) 강 탈산원소인 Ti, Zr, Al을 용접 와이어에 첨가함으로써 더욱 안정된 용접성을 얻을 수 있음을 발견하였다．본 발명은 이러한 지식에 의거하여 이루어진 것이다．
즉 본 발명은，정극성 탄산가스 실드 아크용접에 사용하는 용접용 와이어로서，C를 0.003∼0.20질량%, Si를 0.05∼2.5질량%, Mn을 0.25∼3.5질량%; REM을 0.015∼0.100질량%, P를 0.001∼0.05질량%, S를 0.001∼0.05질량% 함유하며，나머지가 Fe 및 불가피한 불순물로 되는 탄산가스 실드 아크용접용 와이어이다.
상기한 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어에 있어서는，매우 적합한 상태로서 강소선(鋼素線, bar steel)이 상기한 조성에 더하여 O(산소):0.0100질량% 이하，Ca:0.0008질량% 이하，추가로 Ti:0.02∼0.50질량%, Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다．
또，본 발명은 상기 와이어의 조성이 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하이다．
또 본 발명은，상기한 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어를 사용하여，Ar가스와 CO2가스의 혼합비율 60부피% 이상의 혼합가스 또는，100부피% CO2가스로 아크 점을 실드하고, 정극성으로 용접하는 탄산가스 실드 아크용접 방법이다
또한, 여기서 강소선으로 이루어지는 용접 와이어란 용접용 플럭스를 내장하지 않고，소재로 되는 강소선을 주체로 하는 와이어(이른바 솔리드 와이어)를 가리킨다．또 본 발명은 강소선의 표면에 도금을 실시하거나 또는 윤활제를 도포한 솔리드 와이어에 지장없이 적용할 수 있다．
먼저，본 발명의 용접 와이어의 소재로 된 강소선의 성분을 한정하는 이유에 대해 설명한다．
C:0.003∼0.20질량%
C는 용접금속의 강도를 확보하기 위해 중요한 원소이며, 또한 용접강의 점성을 저하시켜서 유동성을 향상하는 효과가 있다．이 효과를 얻기 위해서 0.003질량% 이상이 필요하다．또，C 함유량이 0.20질량%를 초과하면 용적 및 용융 풀의 거동이 불안정하게 될 뿐만 아니라 용접금속의 인성(靭性) 저하를 초래한다．따라서 C 함유량을 0.20질량% 이하로 한정하였다．따라서 C는 0.003∼0.20질량%의 범위를 만족할 필요가 있다．또한，매우 바람직하게는 0.01∼0.10질량%이다．
Si:0.05∼2.5질량%
Si는 탈산작용을 가지며，용접금속의 탈산을 위해서는 불가결한 원소이다．Si 함유량이 0.05질량% 미만이면 용융메탈의 탈산이 부족하고，용접금속에 블로 홀(blow hole)이 발생한다．또한 정극성 용접에 있어서의 아크의 확산을 억제하고 용적의 이행 회수를 증대시키기 위해서，0.25질량% 이상이 바람직하다．한편，2.5질량%를 초과하면 용접금속의 인성이 현저하게 저하한다．따라서 Si는0.05∼2.5질량%의 범위내를 만족할 필요가 있다．또한，매우 바람직하게 0.25∼2.5질량%이다．
Mn:0.25∼3.5질량%
Mn은 Si와 마찬가지로 탈산작용을 가지며，용융메탈의 탈산을 위해서는 불가결한 원소이다．Mn 함유량이 0.25질량% 미만에서는 용융메탈의 탈산이 부족하며 용접 금속에 블로 홀이 발생한다．매우 바람직하게는 0.45질량% 이상이 바람직하다．한편， 3.5질량%를 초과하면，용접금속의 인성이 저하한다．따라서 Mn은 0.25∼3.5질량%의 범위내를 만족할 필요가 있다． 또한，매우 바람직하게는 0.45∼3.5질량%이다.
REM:0.015∼0.100%
희토류 원소(즉 REM)는 제강 및 주조시의 개재물 미세화，인성 개선에 유용한 원소이다. 단, 통상의 역극성(즉 용접 와이어가 플러스극)의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서，아크 집중에 의해 저 스패터 효과를 얻을 수 없다．그러나，정극성(즉 용접 와이어가 마이너스극)의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서，용적 이행을 안정화하기 위해 불가결한 원소이다．REM 함유량 0.015% 미만에서는 이 효과가 없고 0.100%를 초과하여 첨가하면 와이어 제조공정 중의 균열，용접금속의 인성 저하를 초래한다. 따라서, REM량은 0.015∼0.100%의 범위를 만족할 필요가 있다．또한 바람직하게는 0.025∼0.050%이다．
희토류 원소(즉 REM)는 주기표의 3족에 속하는 원소의 총칭이다．본 발명에서는 원자번호 57∼71의 원소를 사용하는 것이 바람직하며，특히 Ce, La가 매우 적합하다．이들의 원소를 혼합하여 사용하는 경우 Ce:45∼80%，La:10∼45%를 함유하는 혼합물이 바람직하다．
(LEM:원자번호 57∼71，주성분 Ce/45∼80질량%，La/10∼45질량%)
P:0.001∼0.050질량% 이하
P는 강의 융점을 저하시키는 동시에 전기 저항율을 높혀서 용융효율을 향상시키는 원소이다．
또한 정극성의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서 용적을 미세화하여 아크를 안정화시키는 작용도 갖는다．P함유량이 0.001질량% 미만에서 이와 같은 효과는 얻어지지 않는다．P함유량이 0.050질량%를 초과하면，정극성의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서의 용융금속의 점성이 너무 저하되어 아크가 불안정하게 되며，작은 입자의 스패터가 다량으로 발생할 뿐만 아니라 용접금속에 고온 균열이 발생할 위험성이 증가한다．따라서，P는 0.050질량% 이하로 하였다．보다 바람직하게는 0.002질량% 이상，0.030질량% 이하이다．
S:0.001∼0.050질량% 이하
S는 용융금속의 점성을 저하시켜 와이어 선단에 매달린 용적의 이탈을 돕고，정극성의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서 아크를 안정화한다．또，S는 정극성의 용접에 있어서 아크를 넓혀 용융금속의 점성을 저하시켜서 비드를 평활하게 하는 작용을 갖는다．S함유량 0.001질량% 미만에서는 이와 같은 효과를 얻을 수 없다. S함유량이 0.050질량%를 초과하면，작은 입자의 스패터가 발생할 뿐만 아니라 용접금속의 인성이 저하된다．따라서 S는 0.050% 이하로 하였다．보다 바람직하게는 0.002 이상，0.030질량% 이하이다．또한 보다 바람직하게는 0.015∼0.03질량%이다．
0:0.0100질량% 이하
O(산소)는 정극성(용접 와이어:마이너스극)의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서 용접 와이어 선단에 매달린 용적에 발생하는 아크점을 불안정하게 하고, 용적의 요동을 증대시켜서 스패터를 다량 발생시킨다．또，REM의 정극성에 있어서의 용적 이행의 스프레이화와 아크 안정화 효과를 저하시키는 작용을 갖는다.
O량이 0.0100질량% 초과시에는 정극성의 탄산가스 실드 아크용접에 있어서 아크 점을 불안정하게 하고, 필요없는 용적의 요동을 발생시켜 스패터를 증대시킨다. 따라서，O은 0.0100질량% 이하를 만족할 필요가 있다．보다 바람직하게는 0.0030질량% 이하로 조정한다.
Ca:0.0008질량% 이하
Ca는 제강 및 주조시에서 용강에 혼입하거나，또는 신선(伸線:와이어 인발 가공) 가공시에 강소선에 혼입한 불순물이다．그러나 정극성의 탄산가스 실드 아크용접에서는 고전류 용접에 있어서 스프레이 이행의 안정성을 저해하는 작용을 갖는다. Ca 함유량이 0.0008질량%를 초과하면，REM 첨가에 의한 안정적인 스프레이 이행을 저해하는 작용을 갖는다. 따라서 Ca 함유량은，0.0008질량% 이하가 바람직하다．
K:0.0001∼0.0150질량%
K는 정극성의 탄산가스 실드 아크용접에서 아크를 넓히고 저전류라도 용적의스프레이 이행을 가능하게 하는 원소이며，용적 그 자체를 미세화하는 작용을 갖는다. 그래서 필요에 따라 강소선에 K를 첨가한다．단 K를 첨가하는 경우에，K 함유량 0.0001질량% 미만에서는，이들의 효과를 얻을 수 없다．한편，0.0150 량%를 초과하면，용접을 행할 때 아크 길이가 증가하여 용접 와이어의 선단에 매달린 용적이 불안정하게 되고 스패터가 다량으로 발생한다．
따라서 K를 첨가하는 경우, K가 0.0001∼0.0150질량%의 범위내를 만족하는 것이 바람직하다. 또한, 보다 바람직하게는 0.0003∼0.0030질량%이다. 또한, K는 비등점이 약 760℃로 낮으므로 강재를 용제하는 단계에서 K를 첨가하면 수율이 현저하게 낮다．그래서 강소선을 제조하는 단계에서，강소선의 표면에 칼륨염 용액을 도포하여 소둔을 실시함으로써，K를 강소선에 안정적으로 함유시킬 수 있다. 또한 본 발명에서는，강소선의 성분은 상기한 조성에 더하여 Ti:0.02∼0.50질량%, Zr:0.02∼0.50질량% 및 A:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것이 바람직하다．그 이유에 대하여 설명한다．
Ti, Zr, Al 은，모두 강 탈산제로서 작용하며，또한 용접금속의 강도를 증가하는 원소이다．또한 용융메탈의 탈산에 의한 점성 향상으로 인해 비드형상을 안정화(즉 험핑 비드를 억제)하는 작용도 갖는다. 이와 같은 효과를 갖기 때문에 300A 이상의 고전류 용접에 있어서 유효한 원소이며，필요에 따라 첨가한다．Ti 함유량이 0.02질량% 미만, Zr 함유량이 0.02질량% 미만, A1 함유량이 0.02질량% 미만이면 이 효과를 얻을 수 없다．
한편，Ti 함유량이 0.50질량%를 초과하는 경우, Zr 함유량이 0.50질량%를 초과하는 경우, Al 함유량이 3.00질량%를 초과하는 경우는，용적이 조대화하여 큰 입자의 스패터가 다량으로 발생한다．따라서 Ti, Zr, A1을 첨가하는 경우，Ti:0.02∼0.50질량%, Zr:0.02∼0.50질량%, Al:0.02∼3.00질량%의 범위내를 만족하는 것이 바람직하다．
또한 필요에 따라 이하의 원소를 함유시켜도，본 발명의 효과를 감소시키는 것은 아니다．
Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량%이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하
Cr, Ni, Mo, Cu, B, Mg는 모두 용접금속의 강도를 증가시키고，또한 내후성을 향상시키는 원소이다．이들 원소의 함유량이 미소한 경우 이와 같은 효과를 얻을 수 없다．한편，과잉으로 함유시키면 용접금속의 인성 저하를 초래한다．따라서 Cr, Ni, Mo, Cu, B, Mg를 함유시키는 경우는，각각 Cr:0.02∼3.0질량%, Ni:0.05∼3.0질량%, Mo:0:05∼1.5질량%, Cu:0.05∼3.0질량%, B:0.0005∼0.0l5질량%, Mg:0.001∼0.20질량%의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. Nb, V는，모두 용접금속의 강도, 인성을 증가시키며，또한 아크의 안정성을 향상시키는 원소이다．이들 원소의 함유량이 미소한 경우 이와 같은 효과를 얻을 수 없다．한편，과잉으로 함유시키면 용접금속의 인성 저하를 초래한다．따라서 Nb, V를 함유시키는 경우는，각각 Nb:0.005∼0.5질량%, V:0.005∼0.5질량%의 범위를 만족하는 것이 바람직하다．
상기한 강소선의 성분 이외의 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물이다．예를 들면，대표적인 불가피한 불순물로서, 강재를 용제하는 단계나 강소선을 제조하는 단계에서 불가피하게 혼입되는 N은 0.020질량% 이하로 절감하는 것이 바람직하다．그 다음 본 발명의 용접 와이어의 제조방법에 대하여 설명한다．
전로(轉爐) 또는 전기로 등을 사용하여，상기한 조성을 가지는 용강을 용제한다．이 용강의 용제방법은，특정한 기술로 한정하지 않고，종래부터 알려져 있는 기술을 이용한다．이어서，얻어진 용강을 연속 주조법이나 조괴법(造塊法)등에 의해 강재(예를 들면 빌릿 등)를 제조한다．이 강재를 가열한 후，열간압연을 행하고，추가로 건식의 냉간압연(즉 신선)을 실시하여 강소선을 제조한다．열간압연이나 냉간압연의 조업조건은 특정한 조건으로 한정하지 않고，원하는 치수형상의 강소선을 제조하는 조건이면 된다．
또한 강소선은 소둔-산 세정-동 도금-신선 가공-윤활제 도포의 공정을 필요에 따라 행하여，소정의 제품 즉 용접 와이어로 된다．
정극성의 탄산가스 실드 아크용접에서는，역극성과 비교하여 급전 불량에 기인하여 아크가 불안정하게 되기 쉽다．그러나，강소선의 표면에 두께 0.6μm 이상의 Cu 도금을 행함으로써，급전 불량을 방지할 수 있다．또한 Cu 도금의 두께 0.8μm 이상으로 하면，급전 불량 방지의 효과가 현저하게 되므로 한층 바람직하다．이와 같이 Cu 도금을 두껍게 함으로써, 급전 칩의 손실을 경감하는 효과도 얻을 수 있다．
그러나 강소선의 Cu 함유량 및 그 표면의 도금층의 Cu 함유량이 합계 3.0질량%를 초과하면，용접금속의 인성이 현저하게 저하된다．따라서 용접 와이어의 Cu함유량(즉 강소선 중의 Cu와 도금층 중의 Cu의 합계)을 3.0질량% 이하로 하는 것이 바람직하다．
또 급전의 안정성을 높혀서，용적의 스프레이 이행을 촉진하기 위해 용접 와이어 표면의 평탄도(즉 실 표면적/이론 표면적)를 l.01 미만으로 하는 것이 긴요하다．용접 와이어 표면의 평탄도는 강 조성의 신선가공에 있어서의 다이스(dice) 관리를 엄격히 행함으로써 1.01 미만으로 유지할 수가 있다．
강소선의 표면에 윤활유를 도포한 용접 와이어 또는 강소선 표면의 Cu 도금층에 윤활유를 도포한 용접 와이어를 사용하면，용접 와이어의 송급성(送給性)을 향상할 수 있다．윤활제의 도포량은，용접 와이어 10kg당 0.35∼1.7 g의 범위내를 만족하는 것이 바람직하다．
이와 같이 하여 용접 와이어를 제조하는 과정에서，용접 와이어의 표면에 각종 불순물이 부착한다．특히 고체의 불순물의 부착량을 용접 와이어 10kg당 0.0lg 이하로 억제하면，급전의 안정성이 한층 향상한다．
다음에，본 발명의 용접용 와이어를 이용한 경우의 정극성 탄산가스 실드 아크용접 방법의 매우 적합한 용접조건은，실드가스:CO2100부피%, 또는 Ar 40부피% 이하，또한 CO26O부피% 이상의 혼합가스，그 밖의 적성 조건은 용접전류 250∼450A，용접전압 27∼38V(전류와 함께 상승)，용접속도 20∼250cm/분，와이어 돌출길이 15∼30mm，와이어 지름 0.8∼1.6mm，용접 입열 5∼40kJ/cm의 조건에서 행하는 것이바람직하다．판 두께가 10mm 이상의 두꺼운 판의 경우 다층용접도 적용 가능하다．
용접되는 강재는 특별히 한정되지 않으나，Si-Mn계의 JIS G3106에 규정된 용접 구조용 압연강재(SM재)나， JISG3136에 규정된 건축구조용 강재(SN재)가 특히 바람직하다．
실시예 1
연속주조에 의해 제조된 빌릿을 열간 압연하여，직경 5.5∼7.0mm의 선재로 하였다．이어서 냉간압연(즉 신선)에 의해 직경 2.0∼2.8mm의 강소선으로 하고, 또한 2∼30부피%의 구연산 3칼륨 수용액을 강소선 1kg당 30∼50g 도포하였다．
그 후，이 강소선을 노점(露点) －2℃이하, 산소농도 200 부피 ppm 이하, 이산화탄소 농도 0.1부피% 이하의 질소 분위기 속에서 소둔하였다．이 때，강소선의 직경, 구연산 칼륨염 수용액의 농도, 소둔온도, 소둔시간을 조정하고，강소선의 내부 산화에 의한 K 함유량, O 함유량을 조정하였다．
이와 같이 하여 소둔한 후，강소선에 산 세정을 행하고，이어서 필요에 따라 강소선의 표면에 Cu도금을 행하였다．또한 냉간으로 신선가공(습식 신선)을 행하여，직경 0.8∼1.6mm의 용접 와이어를 제조하였다．이 용접 와이어의 표면에 윤활유를 도포(용접 와이어 10kg당 0.4∼0.8g)하였다．신선처리함으로써，충분한 송급성을 확보할 수 있도록 조정하였다．
얻어진 용접 와이어의 강소선의 성분은，표 1, 2 및 3에 나타내는 바와 같다.
이들의 용접 와이어를 사용하여 정극성의 탄산가스 실드 아크용접을 행하고，용적의 이행형태 및 비드형상을 조사하였다．그 결과는 표 4에 나타내는 바와 같다. 또한, 용적의 이행형태 및 비드형상은 이하의 요령으로 평가하였다．
(A) 용적의 이행형태
판두께 19mm, 폭 70mm, 길이 500mm의 강판(JIS C3106:SM490B 상당)을 사용하여，돌출 20mm, 용접속도 40cm/분, 아크전압 30V로 비드온(bead-on) 용접을 행하였다．용접전류 230A로 스프레이 이행을 확인할 수 있었던 것을 우(◎), 용접전류 250A로 스프레이 이행을 확인할 수 있었던 것을 양(O), 용접전류 270A로 스프레이 이행을 확인할 수 있었던 것을 가(△), 용접전류 300A라도 스프레이 이행을 확인할 수 없었던 것을 불가(×)로서 평가하였다．
(B) 비드형상
판두께 19mm,폭 70mm, 길이 500mm의 강판(JIS G3106:SM490B 상당)을 사용하여，돌출 20mm, 용접속도 40cm/분, 아크전압 30V, 용접전류 300A로 비드 온 용접을 행하였다．용접이 종료된 후，용접 비드 중앙길이 방향 10cm의 凹凸을 측정하고，0.5mm 이상의 凹凸이 5회이상 나타난 것을 불가(×), 그 밖을 양(0)으로서 평가하였다.
또한, 이들의 용접시험에서 이용된 공통의 용접조건은 표 5의 실시예 1의 란에 나타내는 바와 같다．
표 4로부터 명백한 것처럼，발명예에서는 안정적인 스프레이 이행이 가능하였다．특히，강소선 중의 REM 함유량을 0.015질량% 이상，0:0.0100질량% 이하로 함으로써，저전류에서의 스프레이 이행이 가능하게 되었다．또，K를 0.0001질량% 이상으로 함으로써，저전류에서의 스프레이 이행이 가능하게 되었다．
강소선중의 Ti, Zr, A1 중 적어도 1종 이상의 함유량을 0.02질량% 이상으로 함으로써，양호한 비드형상을 얻을 수 있었다．한편，강소선의 성분이 본 발명의 범위를 벗어나는 비교예에서는，용접전류 350A라도 스프레이 이행을 확인할 수 없었다．
실시예 2
실시예 1의 표 1 ,2 및 3에 나타내는 강 와이어를 사용하여 정극성 탄산가스 실드 아크용접 시험을 행하여, 스패터의 발생량을 측정하였다．그 결과는 표 4에 나타내는 바와 같다. 또한, 이들의 용접시험에서 이용한 공통의 용접조건은 표 5의 실시예 2의 란에 나타내는 바와 같다．
(1) 스패터 발생량의 측정
강판 SM490B (JIS G3106)，판두께 19mm，폭 70mm，길이 300mm에，돌출 20mm，속도 20cm/분，용접전류 300A，아크전압 30V로 정극성 탄산가스 실드 비드온 플레이트 용접을 행하고, 스패터 발생량을 측정했을 때 스패터 발생량 0.3g/분 이하의 것을 양(O)，0.3g/분 초과 0.6g/분 이하의 것을 양(△)，0.6g/분 초과의 것을 불가(×)로 하여 평가하였다．그 결과를 표 3에 아울러서 나타낸다．
본 발명에 의하면，탄산가스 실드 아크용접에 있어서 불가능으로 되어 왔던 용적 이행의 스프레이화와 극저 스패터화를 달성할 수 있고，안정된 후강판 조인트용접이 가능하게 된다．
표 1
| 와이어 번호 | 강소선의 성분(질량) | |||||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Cu | B | |
| 1 | 0.035 | 0.65 | 1.85 | 0.004 | 0.008 | 0.01 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0002 |
| 2 | 0.054 | 0.55 | 1.42 | 0.003 | 0.006 | 0.05 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0001 |
| 3 | 0.062 | 0.56 | 1.45 | 0.006 | 0.009 | 0.15 | 0.02 | 0.16 | 0.02 | 0.0020 |
| 4 | 0.009 | 0.58 | 1.50 | 0.003 | 0.003 | 0.02 | 0.02 | 0.17 | 0.02 | 0.0035 |
| 5 | 0.004 | 0.53 | 1.44 | 0.001 | 0.001 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0006 |
| 6 | 0.006 | 0.65 | 1.95 | 0.005 | 0.007 | 0.15 | 0.50 | 0.45 | 0.02 | 0.0052 |
| 7 | 0.042 | 0.68 | 2.02 | 0.005 | 0.006 | 0.15 | 0.02 | 0.16 | 0.01 | 0.0021 |
| 8 | 0.044 | 0.72 | 2.25 | 0.006 | 0.004 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0016 |
| 9 | 0.010 | 0.36 | 1.35 | 0.005 | 0.007 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.0001 |
| 10 | 0.055 | 0.88 | 1.85 | 0.003 | 0.018 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.35 | 0.0001 |
| 11 | 0.085 | 0.85 | 1.25 | 0.002 | 0.016 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.0002 |
| 12 | 0.105 | 1.23 | 2.01 | 0.015 | 0.021 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0004 |
| 13 | 0.025 | 2.50 | 2.85 | 0.050 | 0.016 | 0.02 | 0.03 | 0.15 | 0.03 | 0.0006 |
| 14 | 0.052 | 1.24 | 1.85 | 0.005 | 0.001 | 0.10 | 0.02 | 0.15 | 0.03 | 0.0015 |
| 15 | 0.052 | 1.36 | 3.50 | 0.028 | 0.050 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.0007 |
| 16 | 0.042 | 0.70 | 1.70 | 0.003 | 0.008 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0002 |
| 와이어 번호 | 강소선의 성분(질량) | 도금두께(㎛) | 비고 | ||||||||
| K | Ca | N | O | Ti | Zr | Al | REM | Mg,Nb,V | |||
| 1 | <0.0001 | 0.0003 | 0.0024 | 0.0024 | 0.18 | 0.003 | 0.005 | 0.024 | - | 없음 | 발명예 |
| 2 | <0.0001 | 0.0001 | 0.0035 | 0.0026 | 0.10 | - | 0.004 | 0.021 | - | 0.32 | |
| 3 | <0.0001 | 0.0002 | 0.0041 | 0.0027 | 0.09 | - | 0.003 | 0.019 | - | 0.45 | |
| 4 | <0.0001 | <0.0001 | 0.0031 | 0.0033 | 0.12 | - | 0.003 | 0.015 | V=0.02 | 0.58 | |
| 5 | <0.0001 | 0.0002 | 0.0033 | 0.0031 | 0.15 | - | 0.006 | 0.015 | - | 0.42 | |
| 6 | <0.0001 | 0.0006 | 0.0030 | 0.0022 | 0.19 | - | 0.004 | 0.024 | - | 0.60 | |
| 7 | <0.0001 | 0.0004 | 0.0026 | 0.0019 | 0.15 | 0.02 | 0.003 | 0.023 | - | 0.57 | |
| 8 | <0.0001 | 0.0008 | 0.0023 | 0.0030 | 0.18 | 0.001 | 0.007 | 0.017 | Nb=0.01 | 0.55 | |
| 9 | <0.0001 | <0.0001 | 0.0027 | 0.0033 | 0.001 | - | 0.002 | 0.024 | Nb=0.03 | 0.45 | |
| 10 | <0.0001 | 0.0002 | 0.0040 | 0.0024 | 0.15 | - | 0.240 | 0.018 | - | 0.53 | |
| 11 | <0.0001 | 0.0003 | 0.0025 | 0.0015 | 0.01 | - | 0.004 | 0.015 | - | 0.39 | |
| 12 | <0.0001 | 0.0005 | 0.0054 | 0.0012 | 0.13 | - | 0.003 | 0.020 | - | 0.52 | |
| 13 | <0.0001 | 0.0002 | 0.0052 | 0.0010 | 0.25 | - | 0.012 | 0.023 | - | 0.54 | |
| 14 | <0.0001 | 0.0008 | 0.0059 | 0.0016 | 0.30 | - | 0.015 | 0.024 | - | 0.63 | |
| 15 | <0.0001 | 0.0005 | 0.0030 | 0.0024 | 0.20 | - | 0.035 | 0.020 | - | 0.73 | |
| 16 | <0.0001 | 0.0003 | 0.0038 | 0.0022 | 0.20 | - | 0.003 | 0.019 | - | 0.64 |
표 2
| 와이어 번호 | 강소선의 성분(질량) | |||||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Cu | B | |
| 17 | 0.032 | 0.56 | 1.45 | 0.007 | 0.008 | 0.02 | 1.00 | 0.38 | 0.02 | 0.0033 |
| 18 | 0.003 | 0.61 | 1.40 | 0.006 | 0.013 | 0.02 | 0.85 | 0.32 | 0.03 | 0.0029 |
| 19 | 0.041 | 0.58 | 1.42 | 0.004 | 0.021 | 0.25 | 0.43 | 0.28 | 0.01 | 0.0031 |
| 20 | 0.045 | 0.43 | 1.25 | 0.002 | 0.018 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | <0.0001 |
| 21 | 0.112 | 0.63 | 1.45 | 0.006 | 0.007 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0004 |
| 22 | 0.024 | 0.36 | 1.40 | 0.005 | 0.002 | 0.02 | 0.03 | 0.02 | 0.03 | 0.0006 |
| 23 | 0.035 | 0.55 | 1.45 | 0.005 | 0.015 | 0.10 | 0.02 | 0.18 | 0.05 | 0.0025 |
| 24 | 0.085 | 0.05 | 0.25 | 0.008 | 0.002 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.0002 |
| 25 | 0.053 | 0.42 | 2.13 | 0.004 | 0.015 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.01 | 0.0007 |
| 26 | 0.042 | 0.65 | 1.70 | 0.003 | 0.008 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.0002 |
| 27 | 0.045 | 0.55 | 1.25 | 0.005 | 0.017 | 0.02 | 0.02 | 0.35 | 0.01 | 0.0024 |
| 28 | 0.060 | 0.63 | 1.64 | 0.006 | 0.018 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.01 | 0.0003 |
| 29 | 0.035 | 0.56 | 1.42 | 0.005 | 0.003 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.01 | 0.0001 |
| 30 | 0.065 | 0.56 | 1.43 | 0.003 | 0.004 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.0002 |
| 와이어번호 | 강소선의 성분(질량) | 도금두께(㎛) | 비고 | ||||||||
| K | Ca | N | O | Ti | Zr | Al | REM | Mg,Nb,V | |||
| 17 | 0.0002 | 0.0003 | 0.0021 | 0.0063 | 0.13 | - | 0.005 | 0.036 | V=0.05 | 0.81 | 발명예 |
| 18 | 0.0006 | 0.0001 | 0.0025 | 0.0073 | 0.15 | - | 0.005 | 0.042 | - | 0.80 | |
| 19 | 0.0008 | 0.0002 | 0.0026 | 0.0066 | 0.14 | - | 0.003 | 0.033 | - | 0.86 | |
| 20 | 0.0005 | 0.0003 | 0.0023 | 0.0050 | 0.02 | - | 0.012 | 0.045 | - | 0.91 | |
| 21 | 0.0006 | <0.0001 | 0.0054 | 0.0085 | 0.05 | - | 0.003 | 0.031 | - | 0.75 | |
| 22 | 0.0015 | 0.0002 | 0.0052 | 0.0025 | 0.09 | - | 0.012 | 0.033 | - | 0.87 | |
| 23 | 0.0008 | 0.0005 | 0.0038 | 0.0067 | 0.16 | - | 0.005 | 0.065 | - | 0.91 | |
| 24 | 0.0006 | 0.0001 | 0.0036 | 0.0026 | 0.16 | - | 0.042 | 0.052 | - | 0.84 | |
| 25 | 0.0003 | 0.0003 | 0.0030 | 0.0090 | 0.17 | - | 0.035 | 0.026 | - | 0.92 | |
| 26 | 0.0004 | 0.0003 | 0.0038 | 0.0022 | 0.07 | - | 0.003 | 0.028 | - | 0.64 | |
| 27 | 0.0007 | 0.0004 | 0.0036 | 0.0070 | 0.17 | - | 0.024 | 0.040 | - | 0.85 | |
| 28 | 0.0004 | 0.0005 | 0.0015 | 0.0043 | 0.12 | - | 0.006 | 0.066 | - | 0.65 | |
| 29 | 0.0007 | 0.0005 | 0.0044 | 0.0021 | 0.15 | - | 0.500 | 0.078 | - | 0.62 | |
| 30 | 0.0005 | 0.0006 | 0.0042 | 0.0063 | 0.17 | - | 0.008 | 0.100 | - | 0.68 |
표 3
| 와이어번호 | 강소선의 성분(질량) | |||||||||
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Cu | B | |
| 31 | 0.025 | 0.85 | 1.35 | 0.002 | 0.018 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.02 | <0.0001 |
| 32 | 0.080 | 0.95 | 1.45 | 0.003 | 0.012 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 33 | 0.038 | 0.65 | 1.65 | 0.001 | 0.011 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 34 | 0.025 | 0.55 | 1.35 | <0.0005 | 0.024 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 35 | 0.054 | 0.42 | 1.45 | 0.065 | 0.035 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 36 | 0.033 | 0.50 | 1.75 | 0.005 | <0.0005 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 37 | 0.048 | 0.52 | 1.45 | 0.001 | 0.058 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | <0.0001 |
| 와이어번호 | 강소선의 성분(질량) | 도금두께(㎛) | 비고 | ||||||||
| K | Ca | N | O | Ti | Zr | Al | REM | Mg,Nb,V | |||
| 31 | <0.0001 | 0.0002 | 0.0045 | 0.0168 | 0.04 | - | 0.003 | 0.003 | - | 0.44 | 비교예 |
| 32 | <0.0001 | 0.0001 | 0.0035 | 0.0142 | 0.08 | - | 0.005 | 0.003 | - | 0.41 | |
| 33 | <0.0001 | 0.0010 | 0.0045 | 0.0124 | 0.18 | - | 0.004 | 0.014 | - | 0.35 | |
| 34 | <0.0001 | 0.0024 | 0.0065 | 0.0156 | 0.05 | - | 0.007 | 0.017 | - | 0.24 | |
| 35 | <0.0001 | 0.0032 | 0.0042 | 0.0166 | 0.18 | - | 0.004 | 0.019 | - | 0.35 | |
| 36 | <0.0001 | 0.0024 | 0.0048 | 0.0250 | 0.19 | - | 0.007 | 0.020 | - | 0.28 | |
| 37 | <0.0001 | 0.0065 | 0.0024 | 0.0138 | 0.13 | - | 0.004 | 0.021 | - | 0.32 |
표 4
| 와이어 번호 | 스프레이화 | 비드형상평가 | 스패터 | 비고 | ||
| 임계 전류 | 평가 | 발생량(g/분) | 평가 | |||
| 1 | 260 | △ | Ｏ | 0.35 | △ | 발명예 |
| 2 | 270 | △ | Ｏ | 0.41 | △ | |
| 3 | 280 | △ | Ｏ | 0.51 | △ | |
| 4 | 290 | △ | Ｏ | 0.56 | △ | |
| 5 | 300 | △ | Ｏ | 0.58 | △ | |
| 6 | 260 | △ | Ｏ | 0.33 | △ | |
| 7 | 260 | △ | Ｏ | 0.36 | △ | |
| 8 | 270 | △ | Ｏ | 0.50 | △ | |
| 9 | 260 | △ | Ｘ | 0.48 | △ | |
| 10 | 270 | △ | Ｏ | 0.52 | △ | |
| 11 | 300 | △ | Ｘ | 0.57 | △ | |
| 12 | 270 | △ | Ｏ | 0.55 | △ | |
| 13 | 260 | △ | Ｏ | 0.39 | △ | |
| 14 | 270 | △ | Ｏ | 0.33 | △ | |
| 15 | 270 | △ | Ｏ | 0.44 | △ | |
| 16 | 270 | △ | Ｏ | 0.50 | △ | |
| 17 | 240 | Ｏ | Ｏ | 0.27 | Ｏ | |
| 18 | 230 | ◎ | Ｏ | 0.21 | Ｏ | |
| 19 | 240 | Ｏ | Ｏ | 0.26 | Ｏ | |
| 20 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.19 | Ｏ | |
| 21 | 230 | ◎ | Ｏ | 0.22 | Ｏ | |
| 22 | 240 | Ｏ | Ｏ | 0.26 | Ｏ | |
| 23 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.20 | Ｏ | |
| 24 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.21 | Ｏ | |
| 25 | 250 | Ｏ | Ｏ | 0.26 | Ｏ | |
| 26 | 250 | Ｏ | Ｏ | 0.25 | Ｏ | |
| 27 | 230 | ◎ | Ｏ | 0.20 | Ｏ | |
| 28 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.18 | Ｏ | |
| 29 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.24 | Ｏ | |
| 30 | 220 | ◎ | Ｏ | 0.27 | Ｏ | |
| 31 | >350 | Ｘ | Ｘ | 1.54 | Ｘ | 비교예 |
| 32 | >350 | Ｘ | Ｘ | 1.37 | Ｘ | |
| 33 | >350 | Ｘ | Ｘ | 2.58 | Ｘ | |
| 34 | >350 | Ｘ | Ｘ | 2.35 | Ｘ | |
| 35 | >350 | Ｘ | Ｘ | 1.95 | Ｘ | |
| 36 | >350 | Ｘ | Ｘ | 3.24 | Ｘ | |
| 37 | >350 | Ｘ | Ｘ | 1.75 | Ｘ |
표 5
| 실시예 1 | 실시예 2 | |||
| 강판 | 강 종류 | SM490B 상당 | SM490B 상당 | |
| 판 두께 | 19 mm | 19 mm | ||
| 판 폭 | 70 mm | 70 mm | ||
| 판 길이 | 500 mm | 300 mm | ||
| 용접 | 실드 가스 | 종류 | 100%CO2 | 100%CO2 |
| 유량 | 20 리터/분 | 20 리터/분 | ||
| 아크 전압 | 30 V | 30 V | ||
| 용접 전류 | 220~350 A | 300 A | ||
| 용접 속도 | 40 cm/분 | 20 cm/분 | ||
| 돌출 길이 | 20 mm | 20 mm | ||
| 용접 전원 | 인버터 전원 | 인버터 전원 | ||
| 극성 | 정극성(용접 와이어:음극) | 정극성(용접 와이어:음극) |
Claims (24)
- C를 0.003∼0.20질량%，Si를 0.05∼2.5질량%，Mn을 0.25∼3.5질량%，희토류 원소를 0.015∼0.100질량%，P를 0.00l∼0.05질량%，S를 0.001∼0.05질량% 함유하고，나머지가 Fe 및 불가피한 불순물인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제1항에 있어서，상기 와이어가 추가로 0(산소):0.0100질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제1항 또는 제2항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Ca:0.0008질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제1항 또는 제2항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Ti:0.02∼0.50질량%， Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제1항 또는 제2항에 있어서，상기 와이어가 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어.
- 제1항 또는 제2항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제3항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Ti:0.02∼0.50질량%，Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제3항에 있어서，상기 와이어가 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제4항에 있어서，상기 와이어가 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제3항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg: 0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제4항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg: 0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- 제5항에 있어서，상기 와이어가 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg: 0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 정극성 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어．
- C를 0.003∼0.20질량%，Si를 0.05∼2.5질량%，Mn을 0.25∼3.5질량%，희토류 원소를 0.015∼0.100질량%，P를 0.001∼0.05질량%，S를 0.001∼0.05질량% 함유하고，나머지가 Fe 및 불가피한 불순물인 탄산가스 실드 아크용접용 강 와이어를 사용하여，Ar 가스와 CO2가스의 혼합비율 60부피% 이상의 혼합 가스, 또는 100부피% CO2가스로 아크점을 실드하고, 정극성으로 용접하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제13항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 0(산소):0.0100질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제13항 또는 제14항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 Ca:0.0008질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제13항 또는 제14항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Ti:0.02∼0.50질량%，Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제13항 또는 제14항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 K:0.0001∼0.0l50질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법.
- 제13항 또는 제14항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni:3.0질량% 이하, Mo:l.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제15항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Ti:0.02∼0.50질량%，Zr:0.02∼0.50질량% 및 Al:0.02∼3.00질량% 중의 1종 또는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제15항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제l6항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 K:0.0001∼0.0150질량%를 함유하는 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제15항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni: 3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제16항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni: 3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량% 이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
- 제17항에 있어서，상기 용접 와이어의 조성이 추가로 Cr:3.0질량% 이하, Ni: 3.0질량% 이하, Mo:1.5질량% 이하, Cu:3.0질량% 이하, B:0.015질량% 이하, Mg:0.20질량%이하，Nb:0.5질량% 이하, V:0.5질량% 이하，N:0.020질량% 이하인 것을 특징으로 하는 탄산가스 실드 아크용접 방법．
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