KR20040009321A - Welding wire and thereby using method for high efficiency one side automatic welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 곡면부 판계작업시 작업이 용이하고 품질불량이 적으면서 용착량이 높아 적용강재의 두께 증대는 물론 입열(HEAT INPUT) 감소에 따른 용접품질이 우수하여 생산성 증대를 꾀할 수 있는 고효율 일면 자동 용접을 위한 용접와이어 및 그것을 이용한 용접 방법에 관한 것이다.According to the present invention, it is easy to work during the curved sheet plate work, and the welding amount is high due to the low welding quality, and the welding quality is excellent due to the increase of the thickness of the applied steel as well as the reduction of heat input. It relates to a welding wire for and a welding method using the same.
일반적으로, 용접법중 모재를 서로 맞댄 후 그 양측면에서 용접을 행하는 것이 가장 완전한 용입(PENETRATION)을 얻을 수 있어 우수한 용접법이 될 수 있으나 구조물의 형상에 따라 상기 용접법이 불가능한 경우가 있을 수 있고, 또한 용접장소, 공수, 공장스페이스, 설비비 및 용접단가 등에 따라 이러한 용접법이 불리할 경우가 있다.In general, welding the base materials to each other and then welding on both sides of the welding method can be the most complete penetration (PENETRATION) can be an excellent welding method, but the welding method may be impossible depending on the shape of the structure, and also welding The welding method may be disadvantageous depending on the location, air handling, factory space, equipment cost, and welding cost.
이를 보완할 수 있는 방법중 하나는 일면(편면) 용접법이 있는 바, 이는 백킹에 따라 동종금속 백킹법, 구리 백킹법, 용제 백킹법 등으로 대별된다.One method to compensate for this is the one-side (one-sided) welding method, which is roughly divided into the same metal backing method, copper backing method, solvent backing method, etc. depending on the backing.
이러한 일면 용접법은 모재의 배면에 아크의 비산을 막아주는 백킹제(동종금속, 구리, 용제중 어느 하나)를 부착시킨 후 통전되는 용접와이어를 하강시켜 모재와의 사이에서 아크를 형성시킴으로써 모재를 용접시키게 된다.This one-side welding method attaches a backing agent (any of the same metal, copper, or solvent) that prevents the arc from scattering on the back of the base, and then lowers the energized welding wire to form an arc between the base and the base. Let's go.
이때, 사용되는 용접와이어는 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 심선(1)의 외주면에 플럭스(FLUX)(2)가 피복되어 용접시 스패터(SPATTER)의 발생량은 적으면서 아크가 안정되고 부드러워 작업성이 우수한 피복아크용접봉(3)을 사용하였다.At this time, the welding wire used is as shown in (a) of Figure 1, the flux (FLUX) (2) is coated on the outer peripheral surface of the core wire (1), the amount of spatter (SPATTER) during the welding while the arc is small A coated arc welding rod (3) was used that was stable and smooth and had excellent workability.
그러나, 상기 피복아크용접봉(3)은 릴(REEL)에 감을 수 없어 자동화가 불가능하기 때문에 단편적인 작업에는 그 활용도가 높았으나 연속작업에는 불리하였다.However, since the coated arc welding rod 3 cannot be wound on a reel and cannot be automated, its utilization is high for fragmentary work, but it is disadvantageous for continuous work.
이를 개선하기 위해, (b)와 같이 플럭스(2)를 제거하고 심선(1)만으로 된 솔리드와이어(SOLID WIRE)(4)가 제안되어 자동화를 가능하게 함으로써 연속작업을 가능하게 하였으며, 플럭스(2) 도포상태에서 잠호 용접되는 서머지드 아크웰딩(SAW:Submerged arc welding)이 개발되어 사용하고있다.In order to improve this, as shown in (b), the solid wire (SOLID WIRE) 4 having only the core wire 1 was removed and the flux 2 was proposed to enable the continuous operation by allowing the automation, and the flux 2 Submerged arc welding (SAW) has been developed and used.
최근에는, 이와 같은 종래 용접와이어가 갖는 문제를 감안하여 노력을 경주한 결과 피복아크용접봉(3)과 솔리드와이어(4)의 장점은 살리면서 단점은 억제시킨 (c)와 같은 플럭스코어드와이어(FLUX CORED WIRE)(6)가 공개된 바 있다.In recent years, efforts have been made in view of such problems of conventional welding wires, and as a result, fluxcored wires such as (c) which suppress the disadvantages while maintaining the advantages of the coated arc welding rod 3 and the solid wire 4 ( FLUX CORED WIRE) 6 has been published.
상기 플럭스코어드와이어(6)는 원통형상의 튜브(5) 내부에 플럭스(2)를 심가공하여 권취 용이하게 함과 동시에 플럭스(2)를 갖추도록 함으로써 연속용접작업이 가능하고 스패터의 발생을 억제시켜 용접작업성을 현저히 개선한 것이다.The fluxcored wires 6 can be easily welded and provided with a flux 2 while deeply processing the flux 2 inside the cylindrical tube 5 to enable continuous welding operation and to generate spatters. By suppressing the welding workability is significantly improved.
부가적으로, 이러한 플럭스코어드와이어(6)를 통해 용접작업시 분말형 충전재(IRON POWDER) 혹은 절선형 충전재(CUT WIRE)를 용제로 하여 병행함으로써 용접속도 향상과 갭 유지 완화 성능을 가일층 향상시키도록 하였다.In addition, through the flux cored wire 6, powder filler (IRON POWDER) or cut wire filler (CUT WIRE) is used in parallel to improve welding speed and gap retention relaxation performance. It was made.
그런데, 이러한 플럭스코어드와이어(6)는 단위면적당 용융량이 적어 용착량에 한계를 유발하게 되고, 이로 인해 모재의 개선 측벽부의 용입이 좁게 일어남으로써 용접결함 내지는 용접불량을 유발하는 또다른 문제가 파생되었다.However, the flux cored wire 6 has a small amount of melt per unit area, which causes a limitation in the amount of welds. As a result, a narrow penetration of the improved side wall portion of the base material causes weld defects or poor welding. It became.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 본출원인이 선출원한 특허출원 제2001-87383호 "절선형 충전재를 이용한 일면 자동용접방법"을 더욱 효과있게 개선코자 창출한 것으로, 분말형 충전재 혹은 절선형 충전재를 용접 용제로 하고 여기에 용착량이 우수한 용접와이어를 병행하여 사용함으로써 모재의 측벽부 용입을 크게하여 용접품위를 향상시킴은 물론 수분흡습을 억제하면서 용접속도 및 갭 유지 완화 성능을 갖추도록 하여 적용강재의 두께 증대는 물론 입열 감소에 따른 우수한 용접품질로 생산성 증대를 도모할 수 있는 고효율 일면 자동 용접을 위한 용접와이어 및 그것을 이용한 용접 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to more effectively improve the patent application No. 2001-87383 "one side automatic welding method using a line-shaped filler" in consideration of all the problems of the prior art as described above, powder By using welding fillers or cutting-edge fillers in parallel with welding wires with excellent welding amount, the penetration of the side wall of the base material is increased, which improves the welding quality and reduces moisture absorption while reducing welding speed and gap retention performance. The purpose of the present invention is to provide a welding wire and a welding method using the same for high-efficiency automatic welding, which can increase productivity by increasing the thickness of the applied steel as well as excellent welding quality according to heat reduction.
도 1은 종래 용접와이어의 일 예를 보인 예시도.1 is an exemplary view showing an example of a conventional welding wire.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접와이어의 단면도.2 is a cross-sectional view of a welding wire according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 방법 설명을 위한 일면 용접의 예시도.Figure 3 is an illustration of one side welding for explaining the method according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 용접와이어를 이용한 용입 정도를 종래 예와 대비한 비교도.Figure 4 is a comparison of the degree of penetration using a welding wire according to the present invention compared with the conventional example.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 심선 2 :플럭스1: core wire 2: flux
3 : 피복아크용접봉 4 : 솔리드와이어3: coated arc welding rod 4: solid wire
5 : 튜브 6 : 플럭스코어드와이어5: tube 6: fluxcored wire
10 : 모재 20 : 백킹제10: base material 20: backing agent
30 : 베이스 40 : 절선형 충전재30 base 40 cut-off filler
50 : 용접와이어 60 : 메탈코어드와이어50: welded wire 60: metal cored wire
62 : 스트립튜브 64 : 메탈파우더62: strip tube 64: metal powder
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 일면 자동 용접에 사용되는 용접와이어에 있어서, 상기 용접와이어는 원통형상의 강재로 된 스트립튜브와; 상기 스트립튜브의 내부에 충전되는 형태로 심가공된 메탈파우더를 포함하여 구성되는 고효율 일면 자동 용접을 위한 용접와이어를 제공함에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is a welding wire used for one side automatic welding, the welding wire is a strip tube of cylindrical steel; It is characterized in that it provides a welding wire for high-efficiency one-sided automatic welding comprising a metal powder deep-processed in the form of being filled in the strip tube.
또한, 본 발명은 용접할 모재를 일정간격을 두고 서로 맞대는 형태로 배설하는 과정과; 맞대어진 모재의 배면에 면접촉되어 모재간의 간극을 밀폐하도록 백킹제를 배치하는 과정과; 상기 백킹제의 배면에 일정장력을 갖고 이를 긴밀하게 밀착시키도록 알루미늄 테이프형태의 베이스를 점착시키는 과정과; 상기 백킹제에 의해 밀폐된 간극 상측인 모재 사이로 분말형 충전재 혹은 절선형 충전재를 채워넣는 과정과; 권취 배설되어 있는 상기 스트립튜브와 그에 심가공된 메탈파우더로 이루어진 형태의 용접와이어를 풀어 상기 분말형 충전재 혹은 절선형 충전재측으로 근접하강시키면서 설정된 전압과 전류를 인가하여 아크를 유발시켜 모재를 용착시키는 용접을 개시하는 과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 일면 자동 용접을 위한 용접와이어를 이용한 용접 방법을 제공함에 그 특징이 있다.In addition, the present invention and the process of excreting the base material to be welded in a form facing each other at a predetermined interval; Arranging a backing agent to be in surface contact with the rear surface of the butted base material to close the gap between the base materials; Attaching a base in the form of an aluminum tape to have a certain tension on the back surface of the backing agent and to closely adhere it; Filling a powder-type filler or a cut-off filler between the base materials above the gap sealed by the backing agent; The welding wire which consists of the wound stripping tube and the metal powder deep-processed thereon is released, and the welding is performed by applying the set voltage and current while causing the arc to be welded to the powder filler or the filler filler, thereby welding the base metal. It is characterized by providing a welding method using a welding wire for high-efficiency one-sided automatic welding, characterized in that comprises a process for starting.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 용접와이어의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a welding wire according to an embodiment of the present invention.
도 2에 따르면, 본 발명에 따른 용접와이어(60)는 원통형상의 강재로 된 스트립튜브(62) 내부에 메탈파우더(64)를 충전하는 형태로 심가공하여 이루어진다.According to Figure 2, the welding wire 60 according to the present invention is made by deep-processing in the form of filling the metal powder 64 inside the strip tube 62 made of cylindrical steel.
상기 스트립튜브(62)는 종래 기술에서 제시하고 있는 플럭스코어드와이어의 튜브와 동일한 두께를 갖도록 형성함이 바람직하다.The strip tube 62 is preferably formed to have the same thickness as the tube of the fluxcored wire proposed in the prior art.
또한, 상기 메탈파우더(64)는 메탈을 몇 마이크로미터의 크기를 갖는 분말형태로 메쉬가공하여 형성된 것으로 플럭스코어드와이어의 플럭스를 대체하는 심재이다.In addition, the metal powder 64 is formed by meshing metal into powder having a size of several micrometers, and is a core material that replaces the flux of fluxcored wire.
도 3은 본 발명을 설명하기 위해 상술한 선출원 제2001-87383호 "절선형 충전재를 이용한 일면 자동용접방법"에서 제시하고 있는 것과 동일한 예시도이다.FIG. 3 is an exemplary view similar to the one described in the above-described Application No. 2001-87383 "One-Sided Automatic Welding Method Using Lined Filler" to explain the present invention.
도 3를 참고하면, 먼저 용접대상인 모재(10)가 맞대기 형태로 구비되고, 상기 모재(10)의 맞대어진 간극 배면에는 누설 방지를 위한 백킹제(20)가 부착된다.Referring to FIG. 3, first, a base material 10 to be welded is provided in a butt shape, and a backing agent 20 for preventing leakage is attached to a rear surface of the base material 10 that is joined to each other.
상기 백킹제(20)는 통상, 동종금속이나 구리 혹은 내열성 용제중 어느 하나이거나 이들의 조합으로 이루어진다.The backing agent 20 is usually made of one of the same metals, copper, or a heat resistant solvent, or a combination thereof.
백킹제(20)의 배면에는 베이스(30)가 부착된다.The base 30 is attached to the back surface of the backing agent 20.
상기 베이스(30)는 알루미늄 테이프 형태의 것으로, 상기 백킹제(20)를 그배면에서 신축적으로 일정한 장력을 가하며 고정하여 준다.The base 30 is in the form of an aluminum tape, and the backing agent 20 is fixed while applying a constant tension elastically on its back.
특히, 베이스(30)의 양단은 모재(10)의 배면에 각각 점착된다.In particular, both ends of the base 30 are adhered to the back surface of the base material 10, respectively.
상기 백킹제(20)에 의해 밀폐된 모재(10)의 맞대어진 공간상에는 용접용 용제인 절선형 충전재(40)가 채워진다.In the butt space of the base material 10 sealed by the backing agent 20, the filler filler 40, which is a welding solvent, is filled.
상기 용제는 분말형 충전재도 무방하다.The solvent may be a powdered filler.
상기 절선형 충전재(40)는 컷 와이어(CUT WIRE) 형태이다.The cutting line filler 40 is in the form of a cut wire.
특히, 상기 절선형 충전재(40)의 경우 용제로서 절선형태를 이루기 때문에 수분흡수력은 분말형에 비해 현저히 떨어지므로 용접부위의 저온크랙현상이 억제되는 장점이 있다.In particular, in the case of the filler-type filler 40, since the moisture-absorbing power is considerably inferior to that of the powder type, since it forms a cutting-edge shape as a solvent, the low temperature crack phenomenon of the welded portion is suppressed.
따라서, 용접 대상 모재나 용접 부위에 따라 그 용접 특성에 맞는 용제를 적절히 선택하여 사용함이 바람직하다.Therefore, it is preferable to select and use the solvent suited to the welding characteristic suitably according to a welding target base material and a welding site | part.
본 발명 방법은 상술한 과정을 통해 모재(10) 사이에 절선형 충전재(40)가 채워진 상태에서 스트립튜브(62)와 그에 심가공된 메탈파우더(64)로 이루어진 용접와이어(60)를 하강시킴과 동시에 정해진 전압 및 전류값을 그에 인가시켜 모재와의 사이에서 아크가 유발되도록 함으로서 그 아크열에 의해 용접하게 된다.The method of the present invention lowers the welding wire (60) consisting of the strip tube (62) and the metal powder (64) deeply processed in the state in which the line filler (40) is filled between the base material 10 through the above-described process. At the same time, by applying a predetermined voltage and current value to it to cause an arc between the base material and the welding by the arc heat.
상술한 본 발명의 용접와이어를 이용한 일면 자동 용접 방법은 V형상의 용접에 국한되지 않고 X, Y, K형상의 용접에도 용이하게 활용될 수 있음은 물론이다.The one-sided automatic welding method using the welding wire of the present invention described above is not limited to the welding of the V-shape, it can be easily utilized in the welding of the X, Y, K-shape.
이하, 본 발명이 시험예에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention demonstrates a test example.
[시험예][Test Example]
본 발명의 시험예에서는 용접 대상 강재의 두께별 용접 조건중 전류, 전압,속도, 입열 측면에서 기존 솔리드와이어와 절선형 충전재를 사용할 경우와 본 발명에 따른 메탈코어드와이어와 절선형 충전재를 사용할 경우를 대비 검토하였다.In the test example of the present invention, when using the conventional solid wire and the line filler in terms of current, voltage, speed, heat input in the welding conditions for each thickness of the steel to be welded, and the metal cored wire and the line filler according to the present invention A comparison was made.
이를 위해, 사용되는 용접와이어만 변경한 채 나머지 조건은 동일하게 하였으며, 각 적용강재의 두께별 용접 조건을 대비하여 하기와 같이 표 1로 나타내었다.To this end, the rest of the conditions were the same while changing only the welding wire used, and is shown in Table 1 below to prepare the welding conditions for each thickness of the applied steel.
상기 표 1에서와 같이, 본 발명에 따른 메탈코어드와이어를 용접와이어로 사용하였을 때 입열이 현저히 감소되고 속도는 현저히 상승됨을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, when the metal cored wire according to the present invention is used as a welding wire, the heat input is significantly reduced and the speed is significantly increased.
따라서, 용착력이 높고 용접품질이 우수하여 생산성 증대를 꾀할 수 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the welding strength was high and the welding quality was excellent, thereby increasing productivity.
아울러, 높은 용착력에 따른 용입이 크게 나타나는 것을 도 4에 모식적으로 나타내었으며, 도 4를 참조하면 기존재인 솔리드와이어나 플럭스코어드와이어에 비해 본 발명 메탈코어드와이어가 훨씬 큰 용입을 가짐을 알 수 있다. 그러므로, 용접결함이나 용접불량이 극소화되게 된다.In addition, the appearance of large penetration according to the high welding force is shown schematically in FIG. 4, referring to FIG. 4, the metal cored wire of the present invention has much larger penetration than the conventional solid wire or fluxcored wire. Able to know. Therefore, welding defects and welding defects are minimized.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 스트립튜브내에 메탈파우더를 함침시킨 메탈코어드와이어를 용접와이어로 사용함과 동시에 절선형태의 충전재를 용제로 사용함으로써 용착량이 높아 적용강재의 두께 증대는 물론 입열 감소에 따른 용접품질이 우수하여 생산성 증대를 꾀할 수 있음은 물론 용착 관리 및 취급이 용이하고, 수분흡수력이 적어 저온크랙의 발생을 방지하며, 용접속도가 높고, 용접불량이 억제되어 곡면부 판계작업에 용이한 장점을 제공한다.As described in detail above, according to the present invention, by using a metal cored wire impregnated with a metal powder in a strip tube as a welding wire and using a filler in the form of a cutting line as a solvent, the deposition amount is high and the heat of the applied steel is increased. Excellent welding quality due to the reduction can increase productivity as well as easy welding management and handling, low water absorption ability prevents the occurrence of low temperature crack, high welding speed, and poor welding, curved surface plate work Provides an easy advantage to.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |