KR20090083869A - Solid wire for carbonic acid gas welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연강(軟鋼) 또는 490 내지 520N/㎟급 고장력강을 탄산 가스 실드아크 용접 시에 사용하는 탄산 가스 용접용 솔리드 와이어에 관한 것으로, 특히 고효율로 용접할 수 있는 동시에, 기계적 성능이 양호한 용접 금속을 얻을 수 있는 탄산 가스 실드 아크 용접용 솔리드 와이어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 건축 철골 분야에서는, CO2를 실드 가스로 하는 가스 실드 아크 용접법이 그 고능률성의 이점 때문에 주로 사용되고 있다. 종전, 이 가스 실드 아크 용접법은 사람에 의한 반자동 용접법이 거의 대부분이었지만, 성력화에 의한 비용 절감 및 야간 또는 휴일의 무인 운전에 의한 용접 능률을 더욱더 향상시키기 위해, 로봇에 의한 자동 용접도 보급되고 있다. 한편, 용접 품질의 면에서는 내진성 향상을 주안으로 하여 용접 이음부의 성능 향상을 도모하기 위해, 1997년의 JASS6 개 정 및 1999년의 건축 기준법 개정에서, 용접 시의 입열·패스간 온도에 상한(上限) 관리가 규정되었다. 이러한 동향으로 인해, 용접 와이어도 490N/㎟급 탄소강 강판에 대하여 최대 입열 40kJ/㎝, 패스간 온도 350℃까지, 520N/㎟급 탄소강 강판에 대하여 최대 입열 30kJ/㎝, 패스간 온도 250℃까지 허용할 수 있는 것으로 하여, 대입열·고패스간 온도 대응 와이어가 개발되고, 1999년에 540N/㎟급=YGW18로서 JIS화되었다. 그후, 지금까지, 종전의 와이어보다 대입열·고패스간 온도에서 우수한 기계적 성능이 얻어지는 540N/㎟급 와이어가 급속히 보급되고 있다. 또한, 이 540N/㎟급 와이어는 입열 및 패스간 온도를 관리하기 어려운 반자동 용접에서의 보급이 일찍 되었지만, 최근, 로봇 용접에 의한 전자동 용접에도 540N/㎟급 와이어가 적용되는 경우가 많아지고 있다.In recent years, the field of construction steel, the gas-shielded arc welding method that the CO 2 in the shielding gas is mainly used because of its high efficiency Castle advantage. In the past, this gas shielded arc welding method was almost a human semi-automatic welding method. However, in order to further reduce the cost due to the increase in labor and the welding efficiency by the unmanned operation at night or on holiday, the automatic welding by the robot is also prevalent. On the other hand, in terms of welding quality, in order to improve the performance of welded joints, focusing on the improvement of vibration resistance, the upper limit on the temperature between heat input and pass during welding was revised by JASS6 amendment in 1997 and revision of Building Standard Act 1999. Management is prescribed. Due to this trend, welding wires are also allowed to heat up to 40 kJ / cm for 490N / mm2 grade carbon steel, up to 350 ° C between passes, and up to 30kJ / cm for up to 250 ° C for 520N / mm2 grade carbon steel sheets and to 250 ° C between passes. As it can be done, a wire corresponding to temperature between high heat input and high pass was developed, and in 1999, it was JIS standardized as 540 N /
종래의 탄산 가스 용접용 대전류·고패스간 온도 대응 와이어에 있어서는, 전반적으로, Si, Mn, Ti와 같은 탈산 성분을 종래 와이어보다 많이 함유하고, 또한 Mo, B, Cr, Al, Nb, V, Ni 등을 필요에 따라 첨가하고 있다. 이것에 의해, 강의 소입성(燒入性)을 높여, 결정 입자 미세화에 의한 인성의 향상과 석출 경화 및 고용 경화의 작용을 조합시킴으로써, 강도를 높이고 있다.In the conventional high current / high pass temperature-corresponding wire for carbon dioxide gas welding, in general, it contains more deoxidation components such as Si, Mn, Ti, and Mo, B, Cr, Al, Nb, V, Ni etc. is added as needed. Thereby, the hardenability of steel is raised and the strength is raised by combining the improvement of toughness by refinement | miniaturization of a crystal grain, and the action of precipitation hardening and solid solution hardening.
그러나, 이들 종래의 와이어는 모두 로봇에 의한 용접에 사용하는 것을 고려하여 설계되어 있지 않은 것이 실정이다. 종래의 대전류·고패스간 온도 대응 와이어에서는, 슬래그 발생량이 과잉이고, 또한 박리성이 나쁘다고 하는 결점이 있었다. 슬래그는 절연성 때문에, 퇴적한 슬래그는 아크 안정성을 저해하고, 용입 부족 및 슬래그 혼입과 같은 결함 발생의 직접 원인으로 된다. 또한, 다소라도 슬래 그가 자연 박리되지 않으면, 용접 로봇이 개시(start) 위치를 늦추면서 재아크를 시도하여도 아크 개시 오류를 계속 일으켜, 용접 로봇은 에러 판정하여 정지해 버린다. 용접 로봇은 무인화하는 것에 의해 최대의 장점을 발휘하지만, 단시간에 슬래그가 퇴적하고, 아크의 불안정화를 야기해 버리는 것은, 사람에 의한 슬래그 제거 작업이 높은 빈도로 필요해지거나, 아크 개시 오류로부터 복귀하기 위해 아크 개시부의 슬래그 제거를 해야 하는 등, 그 장점을 발휘할 수 없다. 그래서, 이 문제를 해결하도록, 최대 입열 40kJ/㎝·최고 패스간 온도 350℃의 조건으로 490N/㎟급 강에 필요 충분한 기계적 성능을 갖고, 또한 슬래그 발생량이 적고, 박리성도 양호하며, 연속 적층 높이가 큰 고능률의 용접 와이어가 요망되고 있었다.However, these conventional wires are not all designed in consideration of use for welding by a robot. In the conventional high current / high pass temperature-corresponding wire, there is a drawback that the amount of slag generation is excessive and the peelability is bad. Because slag is insulative, deposited slag impairs arc stability and is a direct cause of defects such as insufficient penetration and slag incorporation. In addition, if the slag does not spontaneously detach to some extent, even if the welding robot tries to re-arc while slowing the start position, the arc start error continues to occur, and the welding robot stops by determining an error. Although the welding robot exhibits its greatest advantage by unmanned welding, it is necessary to deposit slag in a short time and cause instability of the arc in order to require high frequency of human slag removal work or to recover from an arc start error. The advantage cannot be exhibited, such as the slag removal of an arc start part. Therefore, in order to solve this problem, it has sufficient mechanical performance required for 490N / mm2 grade steel under conditions of maximum heat input of 40 kJ / cm and maximum interpass temperature of 350 deg. C, less slag generation, good peelability, and continuous stacking height. A large high efficiency welding wire was desired.
이러한 요망에 대하여, 슬래그 박리성을 개선한 와이어로서, 일본 특허공개 제2006-88187호, 일본 특허공개 제2006-305605호, 일본 특허공개 제2006-150437호에 기재된 와이어가 개발되어 있다. 또한, 슬래그 박리성 개선과 함께 슬래그 생성량도 저감시킨 와이어가 일본 특허공개 제2004-122170호, 일본 특허공개 제2006-26643호에 개시되어 있다.In response to such a demand, wires disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-88187, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-305605, and Japanese Patent Laid-Open No. 2006-150437 have been developed as wires having improved slag peelability. Further, wires having improved slag peelability and reduced slag generation amount are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-122170 and Japanese Patent Laid-Open No. 2006-26643.
그러나, 최근의 로봇 용접 기술의 진화는 현저한 것이 있다. 이 때문에, 개선 각도도 30°의 좁은 개선화(開先化)가 실현되어 있다. 즉, 종래, 개선 각도는 35°가 표준이었지만, 개선 면적의 축소에 의한 패스수 감소와 용접 시간 단축, 용접 와이어의 사용량 삭감, 열 변형의 저감, 패스간 온도 상승의 저감에 의한 강도 및 인성 등의 용접 금속의 기계적 성능 향상을 목적으로 하여, 30° 정도의 좁은 개선화가 실현 가능하게 되었다. 이와 같이, 개선 각도가 작아지면, 토치 노즐이 개선 면에 간섭하기 쉽게 되기 때문에, 필연적으로 칩 선단으로부터 개선 저면까지의 거리, 소위 와이어 돌출 길이가 길어지는 경우가 많아, 아크력 저하에 의한 용입 불량이 발생하기 쉽게 되는 것이 밝혀졌다. 또한, 돌출 길이가 길어지는 것에 의해, 가스 실드성이 열화하여, 용접 금속 중에 대기로부터 질소가 혼입되어, 인성을 저하시키는 경향도 있다.However, the recent evolution of robot welding technology is remarkable. For this reason, the narrow improvement of 30 degree of improvement angle is implement | achieved. That is, while the angle of improvement is 35 ° as a standard, the number of passes is reduced and the welding time is shortened due to the reduction of the improvement area, the amount of weld wire used is reduced, the thermal strain is reduced, the strength and toughness due to the decrease in the temperature rise between the passes, and the like. For the purpose of improving the mechanical performance of the weld metal, the narrow improvement of about 30 ° can be realized. As described above, when the improvement angle becomes smaller, the torch nozzle is more likely to interfere with the improvement surface, and therefore, the distance from the tip of the chip to the improvement bottom and the so-called wire protrusion length are often increased, resulting in poor welding due to a decrease in arc force. It has been found that this is likely to occur. In addition, there is a tendency that the protruding length is deteriorated, the gas shielding property is deteriorated, nitrogen is mixed in the weld metal from the atmosphere, and the toughness is lowered.
종래, 용접 와이어면으로부터 용입 불량을 방지하는 기술을 개시한 것은 없다. 또한, 종래의 우수한 슬래그 박리성과 슬래그량의 최소화를 실현하면서, 강도 및 인성과 같은 기계적 성능이 우수한 용접 와이어는 존재하지 않는다. 그래서, 용입 불량이 방지되고, 기계적 성능도 우수하고, 로봇에 의한 다층 용접에서의 좁은 개선 시공에도 대응할 수 있는 최적의 용접 와이어의 개발이 요망되고 있다.Conventionally, there has not been disclosed a technique for preventing the penetration failure from the welding wire surface. In addition, there are no welding wires excellent in mechanical performance such as strength and toughness while realizing the conventional excellent slag peeling and minimizing slag amount. Therefore, development of the optimum welding wire which prevents a penetration failure, is excellent in mechanical performance, and can cope with narrow improvement construction in multilayer welding by a robot is desired.
본 발명은 이러한 문제점을 감안해서 이루어진 것으로, 좁은 개선 시공에서도 충분한 용입이 얻어지고, 강도 및 인성 등의 기계적 성능이 우수한 용접 금속이 얻어지는 탄산 가스 용접용 솔리드 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of such a problem, and an object of this invention is to provide the solid wire for carbonic acid gas welding by which sufficient penetration is obtained even in narrow improvement construction and the welding metal which is excellent in mechanical performance, such as strength and toughness, is obtained.
본 발명에 따른 탄산 가스 용접용 솔리드 와이어는, C:0.03 내지 0.10질량%, Si:0.67 내지 1.00질량%, Mn:1.81 내지 2.50질량%, S:0.006 내지 O.018질량%, Ti:0.100 내지 0.150질량%, B:0.0015 내지 0.0070질량%, 도금분을 포함하는 Cu:0.10 내지 0.45질량% 이하를 함유하고, 잔부는 Fe 및 불가피 불순물이며, 하기 수학식 1 및 수학식 2로 표시되는 파라미터 PBS 및 PMT가 PBS≤10, PMT≤32를 만족하고, P:0.02 질량% 이하, Nb:0.04질량% 이하, V:0.04질량% 이하, Al:0.04질량% 이하로 규제한다.The solid wire for carbonic acid gas welding which concerns on this invention is C: 0.03-0.10 mass%, Si: 0.67-1.00 mass%, Mn: 1.81-2.50 mass%, S: 0.006--0.018 mass%, Ti: 0.100- 0.150 mass%, B: 0.0015-0.0070 mass%, Cu: 0.10-0.45 mass% or less including plating powder, remainder is Fe and an unavoidable impurity, and the parameter P represented by following formula (1) and (2) BS and P MT satisfy P BS ≤ 10 and P MT ≤ 32, and are regulated to be P: 0.02% by mass or less, Nb: 0.04% by mass or less, V: 0.04% by mass or less, and Al: 0.04% by mass or less.
여기서, []는 그 원소의 와이어 내 함유량(질량%)을 의미한다.Here, [] means content (mass%) in the wire of the element.
이 탄산 가스 용접용 솔리드 와이어에 있어서, Mo:0.25질량% 이하, Cr:0.25질량% 이하 및 Ni:0.25질량% 이하로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 와이어 표면에 MoS2가 와이어 10㎏당 0.01 내지 1.00g 존재하는 것이 바람직하다.In this solid wire for carbon dioxide gas welding, it is preferable to contain at least 1 type selected from the group which consists of Mo: 0.25 mass% or less, Cr: 0.25 mass% or less, and Ni: 0.25 mass% or less. In addition, the wire surface of the MoS 2 is preferably present from 0.01 to 1.00g per
본 발명자들은, 와이어 돌출 길이와 용적(溶滴)의 이행 형태, 그리고 용입 깊이의 관계에 대하여 연구를 행한 결과, 이하의 사실을 해명하였다. 와이어 공급량 일정에 있어서는, 돌출 길이가 길게 되면, 와이어 선단으로부터 칩 내 통전점까지의 사이의 전기 저항이 높아져, 온도 상승에 의해 용융되기 쉬워지기 때문에, 용접기로부터 공급되는 용접 전류가 저하하는 한편, 용접 전압은 상승한다. 용접 전류의 감소 및 용접 전압의 증대의 조건에 있어서는, 와이어 선단이 용융하여 용접부로 낙하하는 용적은, 아크 반력이 작고, 또한 이행 공간(아크 길이)이 길기 때문에, 큰 입자의 완전 글로뷸(globule) 이행으로 되기 쉽다. 아크의 지향성은 약해지고, 와이어를 중심으로 한 동심원 형상의 용적 낙하 영역의 면적은 확대된다. 또한, 이행 주기도 길어져, 모재에 인가되는 아크력은 약해져, 용입 깊이가 얕아진다. 이 현상을 피하기 위해서는, 완전한 글로뷸 용적 이행을 방지하는 것이 가장 효과적이고, 이를 위해서는 용적을 크게 성장시키는 인자를 억제하는 것이 필요하다는 것을, 본 발명자들이 발견하였다. 이 용적의 크기에 가장 영향을 미치는 것이 Ti이며, 와이어 중 Ti 함유량이 적을수록, 용적 성장을 억제하고, 단락 이행으로 되어, 아크의 집중성이 증가하고, 용적 낙하 영역의 면적이 축소되며, 용입 깊이가 깊어진다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors discovered the following fact as a result of studying the relationship between the wire protrusion length, the transition form of a volume, and the penetration depth. In the constant amount of wire supply, when the protruding length is increased, the electrical resistance between the wire tip and the conduction point in the chip becomes high, so that it is easy to melt due to the temperature rise, so that the welding current supplied from the welder decreases, while the welding Voltage rises. Under the conditions of decreasing the welding current and increasing the welding voltage, the volume at which the wire tip melts and falls to the welding portion has a small arc reaction force and a long transition space (arc length), so that a large particle full globule It is easy to become transition. The directivity of the arc is weakened, and the area of the concentric circular volume drop region around the wire is enlarged. In addition, the transition period is also long, the arc force applied to the base material is weakened, and the penetration depth becomes shallow. In order to avoid this phenomenon, the inventors have found that it is most effective to prevent complete globule volume transition, and in order to do so, it is necessary to suppress a factor that greatly increases the volume. It is Ti that most affects the size of the volume, and the smaller the Ti content in the wire, the more the volume growth is suppressed, the shorter the transition is, the more the arc concentration is increased, the area of the volume drop area is reduced, and the penetration Deepens.
도 1은 가로축에 와이어 돌출 길이(㎜)를 취하고, 세로축에 용입 깊이(㎜)를 취하여, Ti 함유량과 와이어 돌출 길이와 용입 깊이의 관계를 나타내는 그래프이다. 단, 와이어 공급량은 10m/분이다. 이 도 1에 나타내는 바와 같이, 와이어 돌출 길이가 길어질수록, 용입 깊이가 작아지지만, 와이어 돌출 길이가 동일한 경우는, Ti 함유량이 적어질수록, 용입 깊이가 커지는 것을 나타내고 있다.1 is a graph showing the relationship between the Ti content, the wire protrusion length and the penetration depth by taking the wire protrusion length (mm) on the horizontal axis and the penetration depth (mm) on the vertical axis. However, the wire supply amount is 10 m / min. As shown in FIG. 1, the penetration depth decreases as the wire projection length is longer, but when the wire projection length is the same, the penetration depth increases as the Ti content decreases.
또한, Ti 산화물은 슬래그 원(源)이며, Ti량을 종래보다 적게 함으로써, 슬래그 퇴적으로 생기는 문제점을 경감시킬 수 있다.In addition, Ti oxide is a slag source, and by reducing the amount of Ti than before, the problem caused by slag deposition can be reduced.
한편, Ti는 질소와의 친화성이 강하고, 실드 불량 시의 질소와 결합하여 블로우 홀의 발생을 방지하고, 금속 취화를 방지하는 효과가 있다. Ti를 적게 하는 것은 블로우 홀의 발생 및 금속 취화의 문제를 생기게 하기 때문에, Ti의 감소에 의한 용입 깊이의 개선과, 블로우 홀의 발생 및 금속 취화의 문제를 상쇄시키기 위해, Mn 및 B의 함유량의 최적화를 행하였다.On the other hand, Ti has a strong affinity with nitrogen, prevents the occurrence of blow holes by combining with nitrogen at the time of shield failure, and prevents metal embrittlement. Since reducing Ti causes problems of blow hole generation and metal embrittlement, optimization of the content of Mn and B is required to improve the penetration depth due to the reduction of Ti and to offset the problem of blow hole generation and metal embrittlement. It was done.
이하에, 본 발명의 탄산 가스 용접용 솔리드 와이어의 성분 첨가 이유 및 조성 한정 이유에 대하여 설명한다.The reason for component addition and the reason for composition limitation of the solid wire for carbonic acid gas welding of this invention are demonstrated below.
「C: 0.03 내지 0.10질량%」"C: 0.03-0.10 mass%"
C는 강도를 확보하기 위해 중요한 첨가 원소이지만, 0.03질량% 미만에서는 대입열·고패스간 온도 용접 시에 필요 강도를 확보할 수 없다. 이 때문에, C는 0.03질량% 이상, 바람직하게는 0.05질량% 이상으로 한다. 한편, C를 과도하게 첨가하면 고온 균열이 쉽게 발생된다. 또한, C를 과도하게 첨가하면, 아크 분위기 중에서 CO 폭발 현상에 의해 스퍼터 발생량도 증가하고, 아크 안정성이 열화한다. 또한, C 함유량이 많으면, 용접 금속의 강도가 과대해져, 인성이 역으로 저하한다. C 함유량이 O.10질량%를 초과하면, 이들의 영향이 현저해지기 때문에, 상한값을 O.10질량%로 한다.C is an important additional element for securing strength, but if it is less than 0.03% by mass, necessary strength cannot be secured at the time of heat input between high heat input and high pass. For this reason, C is 0.03 mass% or more, Preferably you may be 0.05 mass% or more. On the other hand, when C is excessively added, hot cracking occurs easily. Moreover, when C is excessively added, the amount of sputter generation also increases due to the CO explosion phenomenon in the arc atmosphere, and the arc stability deteriorates. Moreover, when there is much C content, the intensity | strength of a weld metal will become excessive and toughness will fall inversely. When C content exceeds 0.1 mass%, since these effects become remarkable, an upper limit is made into 0.1 mass%.
「Si:0.67 내지 1.00질량%」`` Si: 0.67 to 1.00 mass% ''
Si는 주로 강도 확보와 탈산에 의한 기공(氣孔) 결함 방지를 위해 첨가한다. 또한, Si의 첨가는 슬래그량을 증대시키지만, 슬래그 박리성은 향상된다. 이들 효과는 Si 함유량이 0.67질량% 이상에서 효과적이다. Si 함유량이 0.67질량% 미만에서는, 슬래그 박리성이 나쁘고, 아크가 불안정해진다. Si의 더욱 바람직한 하한값은 0.75질량%이다. 한편, Si를 1.00질량%를 초과하여 과도하게 첨가하면, 슬래그량이 과도하게 많아져, 아크 안정성이 열화함과 아울러, 인성값이 저하한다. 이 때문에, Si의 상한값을 1.00질량%로 한다.Si is mainly added to secure strength and to prevent pore defects caused by deoxidation. In addition, addition of Si increases the amount of slag, but improves slag peelability. These effects are effective at Si content of 0.67 mass% or more. If Si content is less than 0.67 mass%, slag peelability is bad and an arc will become unstable. The minimum with more preferable Si is 0.75 mass%. On the other hand, when Si is excessively added exceeding 1.00 mass%, the amount of slag will increase excessively, arc stability will deteriorate, and toughness value will fall. For this reason, the upper limit of Si is made into 1.00 mass%.
「Mn:1.81 내지 2.50질량%」`` Mn: 1.81-2.50 mass% ''
Mn은 용접 금속의 탈산 효과가 있고, 또한 용접 금속의 강도를 상승시키고, 고인성인 용접 금속을 얻는 효과가 있다. 좁은 개선 대응 기능을 구비한 로봇 시스템에서는 최대 와이어 돌출 길이가 길게 설정되고, 실드 불량에 의한 블로우 홀 발생 및 인성 저하가 일어나기 쉬우므로, 로봇용 와이어로서 Mn을 비교적 많이 첨가하고, 이들의 결점을 방지할 수 있다. 이를 위해서는, Mn 함유량은 적어도 1.81질량% 이상 첨가하는 것이 필요하다. 한편, Mn 함유량이 2.50질량%를 초과하면, 슬래그량이 증대함과 아울러, 슬래그 박리성이 저하한다. 그 결과, 아크 안정성도 열화한다. 또, 후술하는 바와 같이, Ti량과의 관계에 따라서는, Mn의 상한값은 더욱 낮게 억제될 수 있다.Mn has the effect of deoxidizing the weld metal, increasing the strength of the weld metal, and obtaining the weld metal having high toughness. In the robot system with a narrow improvement countermeasure, the maximum wire protrusion length is set long, and blow holes and deterioration of toughness are likely to occur due to poor shielding. can do. For this purpose, Mn content needs to be added at least 1.81 mass% or more. On the other hand, when Mn content exceeds 2.50 mass%, slag amount increases and slag peelability falls. As a result, the arc stability also deteriorates. In addition, as described later, the upper limit of Mn can be further lowered depending on the relationship with the Ti amount.
「S: 0.006 내지 0.018질량%」`` S: 0.006-0.018 mass% ''
S는 그 첨가에 의해 용융지(溶融池)의 표면 장력이 저하되고, 응고 시의 물리적 요철을 감소시켜 용접 금속의 표면을 매끄럽게 하는 효과가 있다. 이에 따라, 슬래그 박리성을 향상시킬 수 있다. S가 0.006질량% 미만에서는, 이러한 효과는 나타나지 않고, 박리성이 나쁜 것에 기인하여 아크 안정성이 열화한다. 한편, S를 0.018질량%를 초과하여 첨가하여도, 용접 금속의 표면 형상 개선 효과는 포화하여 버리는 것에 더하여, 고온 균열이 쉽게 발생된다. 또한, 슬래그의 형태가 입자 형상화하고, 아크에 의한 용융을 방해하여, 부분적인 아크 불안정 원인으로 됨과 아울러, 인성도 저하된다. 따라서, S의 상한값은 0.018질량%이다. 또, 후술하는 바와 같이, B량과의 관계에 의해, S의 상한값은 더 낮게 억제된다.The addition of S reduces the surface tension of the molten paper, and reduces the physical irregularities during solidification to smooth the surface of the weld metal. Thereby, slag peelability can be improved. When S is less than 0.006 mass%, such an effect does not appear, and arc stability deteriorates due to poor peelability. On the other hand, even if S is added exceeding 0.018 mass%, the effect of improving the surface shape of a weld metal becomes saturated, and high temperature cracking generate | occur | produces easily. In addition, the slag forms a particle, prevents melting due to the arc, causes partial arc instability, and also reduces toughness. Therefore, the upper limit of S is 0.018 mass%. Moreover, as mentioned later, the upper limit of S is suppressed lower by the relationship with B amount.
「Ti: 0.100 내지 0.150질량%」`` Ti: 0.100 to 0.150 mass% ''
Ti는 고전류 영역에서의 아크 안정성을 향상시키는 효과가 있다. 일반적으로는, Ti를 0.20질량% 전후로 첨가하는 와이어가 많다. 본 발명의 와이어 조성의 특징 중 하나는, Ti 함유량이 일반적인 것보다 낮은 것이다. Ti가 0.100질량% 미만에서는, 아크 안정성이 열화하고, 스퍼터 발생량이 증가한다. 따라서, Ti는 0.100질량% 이상 첨가해야 한다. 또, Ti 함유량을 높이면, 상술한 용적(溶滴) 이행 형태의 변이에 의해, 용입 깊이가 감소하고, 와이어 돌출 길이가 긴 경우에 용입 불량이 쉽게 생긴다. Ti 함유량이 0.150질량%를 초과하면, 완전 글로뷸 용적 이행으로 되고, 용입 불량이 생기기 때문에, 상한값을 0.150질량%로 한다. 또, 후술하는 바와 같이, Mn 함유량과의 관계에 따라서는, Ti 함유량의 상한값은 더욱 낮 게 억제된다. 로봇 용접의 경우는, 최적 전압 및 용접 속도를 항상 최적으로 설정할 수 있으므로, Ti 함유량을 낮추어도, 아크 안정성이 열화하는 경우는 없다.Ti has the effect of improving the arc stability in the high current region. Generally, there are many wires which add about 0.20 mass% of Ti. One of the characteristics of the wire composition of this invention is that Ti content is lower than a general thing. If Ti is less than 0.100 mass%, arc stability deteriorates and the amount of sputter generation increases. Therefore, Ti should be added 0.100 mass% or more. In addition, when the Ti content is increased, the penetration depth decreases due to the above-described variation in the volume transition form, and the penetration failure easily occurs when the wire protrusion length is long. When Ti content exceeds 0.150 mass%, it will become a full globule volume transition and a penetration defect will arise, and therefore an upper limit shall be 0.150 mass%. In addition, as described later, the upper limit of the Ti content is further lowered depending on the relationship with the Mn content. In the case of robot welding, since the optimum voltage and the welding speed can always be optimally set, the arc stability does not deteriorate even if the Ti content is lowered.
「B: 0.0015 내지 0.0070질량%」"B: 0.0015-0.0070 mass%"
B는 소량의 첨가로 용접 금속의 결정 입자의 미세화에 의한 강도와 인성을 향상시키는 효과가 있다. B 함유량이 0.0015질량% 미만에서는, 용접 금속의 강도와 인성의 향상 효과가 나타나지 않아, 이들의 기계적 특성이 부족해진다. 이 때문에, B는 0.0015질량%를 하한값으로 한다. 한편, B를 0.0070질량%를 초과하여 과도하게 첨가하면, 고온 균열이 쉽게 발생하게 된다. 따라서, B 함유량은 0.0070질량%를 상한값으로 한다. 또, S량과의 관계에 의해, B 함유량의 상한값은 더욱 낮게 억제된다.B has the effect of improving the strength and toughness by miniaturization of the crystal grains of the weld metal by addition of a small amount. When B content is less than 0.0015 mass%, the improvement effect of the strength and toughness of a weld metal does not appear, and these mechanical characteristics become inadequate. For this reason, B shall be 0.0015 mass% as a lower limit. On the other hand, when B is excessively added exceeding 0.0070 mass%, hot cracking will generate easily. Therefore, B content makes 0.0070 mass% an upper limit. Moreover, the upper limit of B content is suppressed still more by relationship with S amount.
「Cu:0.10 내지 0.45질량%」`` Cu: 0.10 to 0.45 mass% ''
Cu는 과잉 첨가로 고온 균열을 발생시키기 쉬워짐과 아울러, 슬래그의 성질을 변화시켜 박리성을 열화시킨다. 그 결과, 아크 안정성이 열화한다. 와이어 소선에 Cu를 적극적으로 첨가시킬 필요는 없고, 통전성, 내청성, 신선성 및 의장성 개선을 위해, 와이어 표면에 실시되는 구리 도금 중의 Cu 분으로서 첨가되는 것이 대부분이다. Cu가 O.10질량%로서 환산되는 양 이하의 도금량에서는, 도금막의 막 두께가 과도하게 얇아 통전성이 나쁘고, 아크 불안정이 발생하고, 스퍼터가 증가한다. 한편, Cu 함유량이 0.45질량%를 초과하면, 고온 균열 및 슬래그 박리성이 문제로 되기 때문에, Cu의 상한값은 0.45질량%으로 한다. 한편, Cu는 선재에 포함되는 것과 구리 도금 부분을 합계한 값으로 한다.Cu becomes easy to generate a high temperature crack by excessive addition, and changes the property of slag and deteriorates peelability. As a result, arc stability deteriorates. It is not necessary to actively add Cu to the wire element, and most of it is added as Cu powder in the copper plating applied to the wire surface in order to improve the electrical conductivity, rust resistance, freshness, and designability. At a plating amount equal to or less than the amount of Cu converted to 0.1% by mass, the film thickness of the plated film is excessively thin, resulting in poor electrical conductivity, resulting in arc instability, and increased sputtering. On the other hand, when Cu content exceeds 0.45 mass%, since high temperature crack and slag peelability become a problem, the upper limit of Cu shall be 0.45 mass%. On the other hand, Cu is taken as the sum total of the thing contained in a wire rod and the copper plating part.
「PBS≤10(PBS=[B]×[S]×105)」 "P BS ≤10 (P BS = [ B] × [S] × 10 5) "
B와 S는 모두 고온 균열을 야기하는 원소이며, B와 S의 함유량을 각기 단독으로 규정하는 외에, 양 원소를 서로 관련지어 규제함으로써 고온 균열을 방지할 필요가 있다. 즉, 좁은 개선의 용접 시공에서는 고온 균열이 발생하기 쉽기 때문에, 종래 이상으로 균열 방지에는 유의할 필요가 있어, 이들의 B 및 S의 함유량을 단독으로 규제하는 것 외에, 상호 관련지어 규제할 필요가 있다.Both B and S are elements that cause high temperature cracks, and the content of B and S must be separately defined, and it is necessary to prevent high temperature cracks by regulating both elements in association with each other. That is, since hot cracking tends to occur in the welding process of narrow improvement, it is necessary to care about crack prevention more than before, and it is necessary to regulate these content of B and S independently, and to mutually regulate. .
도 2는 가로축에 S 함유량을 취하고, 세로축에 B 함유량을 취하여, 균열 발생 등과 이들의 S 및 B 함유량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 본원 발명자들에 의한 실험 연구의 결과, PBS>10의 범위에서는, B 및 S가 모두 본 발명에 있어서의 규정 범위이지만, 양 원소 모두 높은 함유량 범위에 있기 때문에, 균열이 생기는 것을 알아냈다. 따라서, 상관 파라미터 PBS를 [B]×[S]×105로 정의한 경우([B], [S]는 각각 와이어 중의 B 함유량(질량%), S 함유량(질량%)을 나타냄), 이 PBS를 10 이하로 할 필요가 있다.2 is a graph showing the relationship between the occurrence of cracking and the like and the S and B content by taking the S content on the horizontal axis and the B content on the vertical axis. As shown in Fig. 2, as a result of experimental studies by the inventors of the present invention, in the range of P BS > 10, although both B and S are in the prescribed range in the present invention, since both elements are in a high content range, there is no cracking. I figured this out. Therefore, when the correlation parameter P BS is defined as [B] × [S] × 10 5 ([B], [S] represents B content (mass%) and S content (mass%) in the wire, respectively). The P BS needs to be 10 or less.
「PMT≤32(PMT=[Mn]×[Ti]×102)」`` P MT ≤32 (P MT = [Mn] × [Ti] × 10 2 ) ''
Mn과 Ti는 슬래그의 주요 생성 원소이며, Mn과 Ti의 함유량을 각기 단독으로 규정하는 것 외에, 양 원소를 서로 상관을 갖게 규제함으로써, 지나친 슬래그 발생을 방지할 필요가 있다.Mn and Ti are the main generating elements of slag, and in addition to defining the contents of Mn and Ti individually, it is necessary to prevent excessive slag generation by regulating both elements to have correlation with each other.
도 3은 가로축에 Mn 함유량을 취하고, 세로축에 Ti 함유량을 취하여, 슬래그량 등과 이들의 Mn 및 Ti 함유량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, PMT>32의 범위에서는, Mn 및 Ti가 모두 본 발명의 규정 범위 내이더라도, 양 원소 모두 함유량이 높기 때문에, 슬래그 생성량이 많아지고, 슬래그 박리성도 나빠지기 때문에, 아크의 안정성이 열화하는 것을 본원 발명자들이 알아 내었다. 또한, 슬래그량이 증대하면, 빈번하게 슬래그 제거를 할 필요가 있어, 운전 효율이 저하되어 버린다. 따라서, 상관 파라미터 PMT를 [Mn]×[Ti]×102로 정의한 경우([Mn], [Ti]는 각각 와이어 중의 Mn 함유량(질량%), Ti 함유량(질량%)을 나타냄),이 PMT를 32 이하로 할 필요가 있다.3 is a graph showing the relationship between the amount of slag and these Mn and Ti contents by taking Mn content on the horizontal axis and Ti content on the vertical axis. As shown in Fig. 3, in the range of P MT > 32, even if both Mn and Ti are within the prescribed range of the present invention, since both elements have a high content, the amount of slag generated increases and the slag peelability deteriorates. The inventors found out that the stability of the deteriorated. Moreover, when slag amount increases, it is necessary to remove slag frequently, and operation efficiency will fall. Therefore, when the correlation parameter P MT is defined as [Mn] × [Ti] × 10 2 ([Mn], [Ti] represents Mn content (mass%) and Ti content (mass%) in the wire, respectively). It is necessary to make
「P: 0.020질량% 이하」`` P: 0.020 mass% or less ''
P는 고온 균열을 발생시키는 주요 원소의 하나이며, P를 적극적으로 첨가할 필요는 없다. 따라서, 고온 균열이 문제로 되지 않는 상한값으로서, P의 상한값을 0.020질량%로 설정한다.P is one of the main elements causing hot cracking, and it is not necessary to actively add P. Therefore, the upper limit of P is set to 0.020 mass% as an upper limit in which high temperature cracking does not become a problem.
「Nb: 0.04질량% 이하, V: 0.04질량% 이하, Al: 0.04질량% 이하」"Nb: 0.04 mass% or less, V: 0.04 mass% or less, Al: 0.04 mass% or less"
Nb, V, Al은 저입열 용접 조건에서, 용접 금속의 인성을 저하시켜 버린다. 이 때문에, 이들 원소는 적극적으로 첨가하는 것은 회피해야 하며, 인성 열화를 무시할 수 있는 허용 범위의 상한으로서, 이들 원소의 규제 상한값을 각기 0.04질량%로 한다.Nb, V, and Al reduce the toughness of the weld metal under low heat input welding conditions. For this reason, it should be avoided that these elements are actively added, and as an upper limit of the allowable range which can ignore toughness deterioration, the upper limit of these elements shall be 0.04 mass%, respectively.
「Mo: 0.25질량% 이하, Cr: 0.25질량% 이하, Ni: 0.25질량%」"Mo: 0.25 mass% or less, Cr: 0.25 mass% or less, Ni: 0.25 mass%"
Mo, Cr, Ni는 용접 금속의 소입성을 향상시켜, 강도를 상승시키기 때문에, 적극적으로 첨가하는 것이 바람직하다. 이들 Mo, Cr, Ni는 보다 높은 입열 및 패스간 온도에서도, 적절한 강도를 유지할 수 있다. 이들 원소의 첨가는, 특히 하한을 마련할 필요는 없지만, Mo, Cr 및 Ni 중 적어도 하나를 0.05질량% 이상 첨가하면 그 효과가 현저해진다. 한편, 이들 원소를 0.25질량%를 초과하여 첨가하면, 용접 금속의 미세 조직이 마텐사이트화하고, 인성이 저하하여 버린다. 따라서, 이들 원소는, 첨가하는 경우는 각기 0.25질량% 이하로 한다.Since Mo, Cr, and Ni improve the hardenability of a weld metal and raise strength, it is preferable to add actively. These Mo, Cr, and Ni can maintain moderate strength even at higher heat input and interpass temperatures. Although addition of these elements does not need to provide especially a minimum, the effect becomes remarkable when adding at least 1 mass of 0.05 mass% or more of Mo, Cr, and Ni. On the other hand, when these elements are added exceeding 0.25 mass%, the microstructure of a weld metal will martensite, and toughness will fall. Therefore, when adding these elements, you may be 0.25 mass% or less, respectively.
「와이어 표면의 MoS2: 와이어 10㎏당 0.01 내지 1.00g」"MoS 2 on wire surface: 0.01 to 1.00 g per 10 kg of wire"
와이어 공급성은 슬래그 박리성에 큰 영향을 미친다. 와이어 공급이 안정한 것에 의해 용융지 형성도 더욱 안정하게 되고, 생성된 슬래그의 두께가 균일해져, 열 수축의 변형이 균일하게 작용함으로써, 쉽게 전면 박리된다. 와이어 표면의 MoS2는 칩·와이어간의 급전점(給電点)에서의 융착을 저하시켜, 와이어 공급성 향상으로 이어진다. 종래의 와이어 공급성 향상 수단으로는, 와이어 표면의 입계에 따라 과잉 산화시키는 방법이 있지만, 이 방법에서는, O량이 과잉으로 되어 슬래그량이 증대한다는 결점이 있다. 이에 대하여, MoS2의 도포는, 다른 공급성 향상 수단에 비해, 슬래그량을 증대시키지 않기 때문에, 본 발명의 와이어의 와이어 공급성 향상 수단으로서 적합하다. 이 효과는 와이어 10㎏당 0.01g 이상의 MoS2를 부착하는 것으로 유효하다. 한편, 와이어 10㎏당 1.00g을 초과하여 MoS2를 부착시키면, 공급계 내에의 퇴적이 시작되고, 역으로 MoS2가 막히는 것에 의한 공급 불량이 발생하고, 슬래그 성상에 영향을 미쳐, 박리성을 저하시킨다. 그 결과, 아크 안정성이 열화한다. 따라서, 와이어 표면에, 와이어 10㎏당 0.01 내지 1.00g의 MoS2를 존재시키는 것이 바람직하다.Wire feedability greatly affects slag peelability. The stable supply of the wire makes the formation of the molten pool more stable, the thickness of the produced slag becomes uniform, and the deformation of the heat shrinkage acts uniformly, thereby easily peeling off the entire surface. MoS 2 on the surface of the wire lowers the fusion at the feed point between the chip and the wire, leading to an improvement in wire supplyability. As a conventional wire supplying improvement means, there is a method of overoxidizing depending on the grain boundary of the wire surface. However, this method has a drawback that the amount of O is excessive and the amount of slag increases. On the other hand, the coating of MoS 2 is compared to the third improvement means, because they do not increase the amount of slag is suitable as the wire feed means improvement of the wire of the present invention. This effect is effective by attaching 0.01 g or more of MoS 2 per 10 kg of wire. On the other hand, if MoS 2 is attached in excess of 1.00 g per 10 kg of wire, deposition in the supply system starts, and conversely, poor supply due to blockage of MoS 2 occurs, affecting slag properties, and exfoliation properties. Lowers. As a result, arc stability deteriorates. Therefore, it is preferable to have 0.01-1.00 g of MoS 2 per 10 kg of wire on the wire surface.
(실시예)(Example)
이하, 본 발명의 효과를 설명하기 위해, 본 발명의 범위에 들어가는 실시예의 와이어와, 본 발명의 범위로부터 벗어나는 비교예의 와이어에 대하여, 용접 시험을 실시한 결과에 대해 설명한다. 도 4(a) 내지 (c)는 용접 시험체 형상과 개선 형상을 나타내는 도면이다. 도 4(a)는 개선부를 확대하여 나타내는 단면도, 도 4(b)는 시험체의 정면도, 도 4(c)는 측면도이다. 다이어프램(1)이 그 면을 수직으로 하여 배치되고, 환형 강관(3)이 그 축을 수평으로 하고, 환형 강관(3)의 단면(端面)을 다이어프램(1)에 대향시켜 배치된다. 이 환형 강관(3)의 단면이 라운딩되고, 다이어프램(1)과의 사이에 レ자형 개선이 형성되어 있다. 또한, 환형 강관(3)의 내면에 통 형상의 받침쇠(backing strip)(2)가 배치되어 있다. 그리고, 이 개선부를 용접 토치(4)에 의해 주용접(周溶接)하였다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, in order to demonstrate the effect of this invention, the result of having carried out the welding test about the wire of the Example and the wire of the comparative example which departs from the scope of this invention is demonstrated. 4 (a) to 4 (c) are diagrams showing a welded test body shape and an improved shape. Fig. 4 (a) is a cross-sectional view showing an enlarged portion, Fig. 4 (b) is a front view of the test body, and Fig. 4 (c) is a side view. The
하기 표 1은 용접 조건을 나타낸다. 또한, 하기 표 2는 다이어프램(1), 강관(3) 및 받침쇠(2)의 강판의 조합을 나타내고, 표 3은 다이어프램(1), 강관(3) 및 받침쇠(2)의 조성(질량%)을 나타낸다. 도 4에 나타내는 용접 시험체를, 표 1에 나 타내는 용접 조건으로 시판되는 철골 건축용 로봇 용접 시스템을 사용하여 용접하였다. 또, 다이어프램(1)과 강관(3)은 고로재(高爐材)인데 비하여, 받침쇠(2)는 시판되는 전로재(電爐材)이며, 받침쇠(2)는 질소 함유량이 현저히 높고, 용접성이 떨어지는 것이다. 개선 각도는 일반적으로는 35°, 루트 갭은 7㎜이지만, 이 용접 시험에서는, 개선 각도가 30°, 루트 갭이 5㎜의 좁은 개선 시공으로 하고 있다. 그리고, 용접 종료 후의 슬래그의 박리성을 디지털 화상 처리에 의해 산출하고, 슬래그량을 계측하며, 용접 금속의 강도와 인성의 지표로서 인장 시험과 샤르피 충격 시험(Charpy impact test)을 행하였다. 또한, 용접 중인 아크의 안정성과 스퍼터 발생량도 기록하였다. 또한, 용입 부족과 고온 균열의 발생 유무를 초음파 탐상(探傷) 시험으로 조사하였다.Table 1 below shows the welding conditions. In addition, Table 2 below shows the combination of the steel sheets of the
하기 표 4는, 실시예 및 비교예의 와이어 조성(질량%)을 나타낸다. 또한, 하기 표 5는 용접 시험의 시험 결과를 나타낸다. 한편, 표 4의 조성에서, 「<0.***」으로 하는 것은, 조성의 분석 결과가 일반적인 분석 정밀도의 하한값 미만의 값인 것을 나타내고, 공업적으로는 함유하지 않는 것이다.Table 4 below shows the wire compositions (mass%) of the examples and the comparative examples. In addition, Table 5 below shows the test results of the welding test. On the other hand, in the composition of Table 4, "<0. ***" shows that the analysis result of a composition is a value less than the lower limit of general analysis precision, and does not contain industrially.
표 5에 나타내는 각 특성의 평가 방법에 관해서는 이하와 같다. 슬래그의 박리성 평가 방법에 대해서는, 박리성과 슬래그량의 평가는 강관의 판 두께가 얇은 조건 1(표 2 참조)에서만 계측하였다. 또, 조건 1에서 슬래그 박리성이 양호한 용접 와이어는 조건 2에서도 마찬가지로 양호한 것을 확인하고 있다. 용접 개시점이 최종 패스의 용접에 들어 갈 때에, 와이어로부터 90° 되돌아간 지점을 중심으로 하여 전후 100㎜, 합계 200㎜를 사진 촬영하였다(도 4(b) 및 (c) 참조). 다음으 로, 그 비드 외관 사진을, (a) 슬래그가 자연 박리한 부분과 (b) 슬래그가 부착된 채의 부분으로 2값화하여, 그 분포를 구하였다. 화상 해석 소프트에 의해 각각의 화소의 합계를 계산하고, (a)/((a)+(b))×10O으로 슬래그 박리율(%)을 구하였다. 슬래그 박리율이 15% 이상의 것을, 슬래그 박리성 양호하다고 판정하였다.The evaluation method of each characteristic shown in Table 5 is as follows. About the peelability evaluation method of slag, evaluation of peelability and slag amount was measured only on condition 1 (refer Table 2) in which the plate | board thickness of a steel pipe is thin. In addition, it was confirmed that the welding wire having good slag peelability under
다음으로, 슬래그량에 관해서는, 비드 외관 사진 촬영 후에 자연 박리된 것도 포함시켜, 모든 슬래그를 회수하고, 중량 측정하였다. 이 슬래그량이 12g 이하인 것을, 슬래그량이 양호한 것으로 하였다.Next, about the amount of slag, all the slag was collect | recovered and the weight was measured including the thing which peeled naturally after bead appearance photographing. The slag amount was made into favorable thing that this slag amount is 12 g or less.
용접 금속의 인장 시험과 샤르피 충격 시험은, 조건 2(표 2 참조)에서, JIS Z3111의 A2호(평행부 직경 6㎜) 및 표준 시험편(10㎜각)을, 각기 도 5 및 도 6에 나타내는 위치로부터 채취하고, 시험에 제공하였다. 또, 인장 시험은 실온의 20℃, 샤르피 충격 시험은 0℃, 3본 평균을 평가값으로 하였다. 인장 강도가 490N/㎟ 이상, 샤르피 충격 시험이 평균 70J 이상을 합격으로 하였다.In the tensile test and the Charpy impact test of the weld metal, in condition 2 (see Table 2), A2 (
아크 안정성은 용접 중의 작용 평가에 의한 것이고, 특히 슬래그가 아크의 발생을 방해하고, 어지럽히지 않은 경우를 양호라고 판단하였다. 또, 와이어 공급 불량에 기인하는 아크의 어지러움이 생긴 경우에도 불합격으로 하였다.Arc stability is based on the evaluation of the action during welding, and it was judged that the case where the slag prevented the generation of an arc and was not disturbed was especially favorable. Moreover, even if the dizziness of the arc resulting from the wire supply failure was made, it was set as the failure.
스퍼터 발생량은 조건 1(표 2 참조)에서의 용접 종료 후에 실드 노즐에 부착된 스퍼터를 회수하고, 중량 측정한 것이다. 스퍼터 발생량이 6g 이하를 양호라고 판정하였다.Sputter generation amount collect | recovers the sputter | spatter adhering to a shield nozzle after completion | finish of welding on condition 1 (refer Table 2), and weighs it. The sputter generation amount was determined to be 6 g or less.
표 5에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 18은 각 성분의 조성 범위가 본 발명에서 규정한 범위 내에 있으므로, 슬래그의 박리성, 슬래그량, 용접 금속의 강도, 인성, 아크의 안정성, 저스퍼터성, 용입 성능 및 내균열성이 모두 양호하며, 우수한 용접 작업성과 용접 금속의 우수한 기계적 성질이 얻어지고 있다.As shown in Table 5, in Examples 1 to 18 of the present invention, since the composition range of each component is within the range defined by the present invention, the peelability of slag, the amount of slag, the strength of the weld metal, the toughness, the stability of the arc, Low sputterability, penetration performance and crack resistance are all good, and excellent welding workability and excellent mechanical properties of the weld metal are obtained.
한편, 비교예 19 내지 50은 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것이지만, 비교예 19는 C가 과소(過少)이며, 용접 금속의 강도가 부족하였다. 비교예 20은 C가 과잉이며, 용접 금속에 고온 균열이 발생하고, 강도가 과잉이고 저인성화하였다. 또한, 스퍼터도 많고, 아크 안정성이 나빴기 때문에, 연속 용접성도 열화하였다. 비교예 21은 Si가 과소이며, 용접 금속의 강도가 부족하고, 슬래그 박리성도 나쁘고, 슬래그의 방해로 아크 불안정으로 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 또한, 탈산 부족으로 블로우 홀도 발생하였다. 비교예 22는 Si가 과잉이며, 용접 금속의 인성이 부족하고, 슬래그량이 과잉으로 방해로 되어, 아크가 불안정해져 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 23은 Mn이 과소이며, 인성이 낮고, 탈산 부족으로 블로우 홀도 발생하였다. 비교예 24는 Mn이 과잉이며, 슬래그량이 많고, 박리성도 나빴다. 또한, 슬래그의 방해로 아크 불안정으로 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 25는 Ti가 과소이며, 스퍼터 발생량이 많고, 아크 안정성이 열악하여, 실드 노즐 막힘이 쉽게 생기기 때문에, 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 26, 27은 Ti가 과잉이며, 용적 이행이 완전 글로뷸 이행으로 되었기 때문에, 용입 불량이 다수 발생하였다. 비교예 28은 Mn, Ti의 각 성분은 각기 규정 범위를 만족하지만, 파라미터 PMT가 너무 커졌기 때문에, 슬래그량이 많고, 박리성도 나빴다. 또한, 슬래그의 방해로 아크 불안정으로 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 29는 S가 과소이며, 슬래그의 박리성이 나쁘고, 슬래그의 방해로 아크 불안정으로 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 30은 S가 과잉이며, 인성이 낮은 동시에 고온 균열도 발생하였다. 슬래그는 박리성은 좋지만, 부착되어 있는 것은 입상화됨으로써, 두께가 증가하여 아크의 안정성을 손상시키고 있었다. 그 결과, 연속 용접성이 열화하였다.On the other hand, Comparative Examples 19 to 50 departed from the scope of the present invention, but in Comparative Example 19, C was too low, and the strength of the weld metal was insufficient. In Comparative Example 20, C was excessive, hot cracking occurred in the weld metal, excessive strength, and low toughness. Moreover, since many sputters and the arc stability were bad, continuous weldability also deteriorated. In Comparative Example 21, Si was too low, the strength of the weld metal was insufficient, the slag peelability was also poor, the arc was unstable due to the interference of the slag, and the continuous weldability was deteriorated. In addition, blowholes also occurred due to lack of deoxidation. In Comparative Example 22, the Si was excessive, the toughness of the weld metal was insufficient, the amount of slag was excessively hindered, the arc was unstable, and the continuous weldability was deteriorated. In Comparative Example 23, Mn was too low, toughness was low, and blow holes were also generated due to lack of deoxidation. In Comparative Example 24, Mn was excessive, the slag amount was large, and the peelability was also bad. In addition, interruption of slag caused arc instability, resulting in deterioration of continuous weldability. In Comparative Example 25, since Ti was excessively large, the amount of sputtering was generated, the arc stability was poor, and the shield nozzle was easily clogged, so that continuous weldability was deteriorated. In Comparative Examples 26 and 27, since Ti was excessive and the volume shift became a full globule shift, a large number of poor penetration occurred. In Comparative Example 28, each of the components of Mn and Ti satisfies the prescribed range, but because the parameter P MT became too large, the amount of slag was large and the peelability was also bad. In addition, interruption of slag caused arc instability, resulting in deterioration of continuous weldability. In Comparative Example 29, S was excessively low, the peelability of slag was bad, the arc was unstable due to the interference of the slag, and the continuous weldability was deteriorated. In Comparative Example 30, S was excessive, low toughness and high temperature cracking also occurred. Although slag had good peelability, what adhered was granulated, and the thickness increased, and the stability of the arc was impaired. As a result, continuous weldability deteriorated.
비교예 31은 S 및 B의 각 성분은 본 발명의 규정 범위를 만족하고 있지만, 파라미터 PBS가 과도하게 크기 때문에, 내균열성이 손상되고, 균열이 발생하였다. 비교예 32는 P가 과잉이며, 인성이 낮은 동시에 고온 균열도 발생하였다. 비교예 33은 Cu가 과소이며, 구리 도금층의 두께가 얇기 때문에, 통전 불량으로 되어, 미소 융착이 다수 발생하여 아크가 불안정하게 되고, 스퍼터도 증가하였다. 비교예 34는 Cu가 과잉이며, 고온 균열이 발생하는 동시에 슬래그 박리성도 나쁘고, 슬래그의 방해로 아크가 불안정하게 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 비교예 35는 B가 부족하고, 강도와 인성이 부족하였다. 비교예 36은 B가 과잉이며, 고온 균열이 발생하였다.In Comparative Example 31, each component of S and B satisfied the prescribed range of the present invention, but because the parameter P BS was excessively large, crack resistance was impaired and cracking occurred. In Comparative Example 32, P was excessive, low toughness and high temperature cracking also occurred. In Comparative Example 33, Cu was too small and the thickness of the copper plating layer was thin, resulting in poor energization, resulting in a large number of microfusions, unstable arcing, and increased sputtering. In Comparative Example 34, Cu was excessive, hot cracking occurred, slag peelability was bad, and the arc was unstable due to the interference of slag, resulting in deterioration of continuous weldability. Comparative Example 35 lacked B and lacked strength and toughness. In Comparative Example 36, B was excessive and hot cracking occurred.
비교예 37은, Mn, Ti, B 및 S의 각 원소가, 각기 단독으로 본 발명의 규정 범위를 만족하고 있지만, 파라미터 PMT, PBS가 본 발명의 규정 범위를 초과하고 있다. 이 때문에, 슬래그량이 많고, 슬래그 박리성도 나빴다. 또한, 슬래그의 방해로 아크가 불안정하게 되어, 연속 용접성이 열화하고, 또한 고온 균열도 발생하였다. 비교예 38 내지 40은 각기 Nb, V, Al이 과잉이며, 인성이 저하하였다. 비교예 41 내지 43은 각기 Mo, Cr, Ni가 과잉이며, 강도가 향상되었지만, 이 강도가 과잉이고, 역으로 인성이 저하하였다. 비교예 44는 MoS2 부착량이 과잉이며, 콘딧 라이너(conduit liner) 등의 공급계에 MoS2의 퇴적으로 막혀, 와이어 공급이 매우 불안정하게 되었다. 그 결과, 아크 안정성이 손상되고, 슬래그 분포가 불균일하게 되어 악영향을 미치고, 슬래그 박리성이 저하하였다. 그 결과, 슬래그의 방해로 연속 용접성이 열화하였다.In Comparative Example 37, each element of Mn, Ti, B, and S satisfies the prescribed range of the present invention alone, but the parameters P MT and P BS exceed the prescribed range of the present invention. For this reason, the amount of slag was large and the slag peelability was also bad. In addition, the arc became unstable due to the interference of the slag, resulting in deterioration of continuous weldability and high temperature cracking. Nb, V, and Al were excessive in Comparative Examples 38 to 40, respectively, and the toughness decreased. In Comparative Examples 41 to 43, the Mo, Cr, and Ni were respectively excessive, and the strength was improved, but the strength was excessive, and conversely, the toughness decreased. Comparative Example 44 is MoS 2 The amount of deposition was excessive and MoS 2 was clogged with supply systems such as conduit liners and the wire supply became very unstable. As a result, the arc stability was impaired, the slag distribution became nonuniform, adversely affected, and the slag peelability was lowered. As a result, continuous weldability deteriorated by the interference of slag.
비교예 45는 Ti가 과잉이고, S가 과소이며, B가 무첨가이다. 이 때문에, Ti 과잉에 의해, 용액 이행이 완전 글로뷸로 됐기 때문에, 용입 불량이 다수 발생하였다. 또한, S가 과소이기 때문에, 슬래그 박리성도 나빴다. 또한, 슬래그의 방해로 아크가 불안정하게 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 또한, B를 첨가하지 않았기 때문에, 강도 및 인성이 부족하였다. 비교예 46은 Ti가 과잉이며, S 및 Mn이 과소이다. Ti 과잉에 의해 용적 이행이 완전 글로뷸 이행으로 되기 때문에, 용입 불량이 다수 발생하였다. 또한, S가 과소이기 때문에, 박리성도 나빴다. 슬래그가 방해로 되어 아크가 불안정하게 되고, 연속 용접성이 열화하였다. Mn이 과소이기 때문에, 강도 및 인성이 부족하게 되는 동시에, 탈산 부족으로 블로우 홀도 발생하였다. 비교예 47은 C가 과잉이며, Mn이 부족하고, Ti 및 B가 무첨가이다. 이 때문에, Mn 부족과 B 무첨가에 의해, 강도 및 인성이 부족하고, 탈산 부족으로 블로우 홀도 발생하였다. C 과잉에 의해 고온 균열이 발생하고, 또한 Ti 무첨가도 상승(相乘)하고 스퍼터가 매우 많고, 아크 안정성이 나빴다.In Comparative Example 45, Ti is excessive, S is excessive, and B is no addition. For this reason, since a solution transition became full globule by Ti excess, many penetration defects generate | occur | produced. Moreover, slag peelability was also bad because S is too small. Moreover, the arc became unstable due to the interference of the slag, and the continuous weldability was deteriorated. In addition, since B was not added, strength and toughness were insufficient. In Comparative Example 46, Ti is excessive and S and Mn are excessive. Due to the excess of Ti, the volume transition becomes a full globule transition, and a large number of defects in penetration occurred. Moreover, since S was underexposure, peelability was also bad. The slag interfered and the arc became unstable and the continuous weldability deteriorated. Since Mn is too small, strength and toughness were insufficient, and blowholes also occurred due to lack of deoxidation. In Comparative Example 47, C is excessive, Mn is insufficient, and Ti and B are not added. For this reason, Mn deficiency and B no addition resulted in lack of strength and toughness, and blowholes also occurred due to deoxidation deficiency. The high temperature crack generate | occur | produced by C excess, and also Ti addition did not increase, there were many sputter | spatters, and arc stability was bad.
비교예 48은 Ti, PMT, Mo가 과잉이며, Si 및 S가 부족하다. 이 때문에, Ti 과잉에 의해 용적 이행이 완전 글로뷸 이행으로 되었기 때문에, 용입 불량이 다수 발생하였다. 또한, Si 및 S가 과소이기 때문에, 슬래그 박리성도 나빴다. 슬래그의 방해로 아크가 불안정하게 되어, 연속 용접성이 열화하였다. 또한, Mo 과잉에 의해 인성이 부족하였다. 또한, Si 부족에 의한 탈산 부족으로, 블로우 홀도 발생하였다. 비교예 49는 Si와 S가 과잉이며, Ti가 부족하고, B가 무첨가이다. B 무첨가에 의해 인성이 저하하고, 강도도 낮았다. Si 및 S가 과잉이기 때문에, 슬래그량이 많고, 또한 입상화하여 아크 안정성을 손상시켰다. 그 결과, 연속 용접성이 열화하였다. 또한, Ti 부족에 의해 스퍼터가 다수 발생하였다. S가 과잉이기 때문에, 고온 균열도 발생하였다. 비교예 50은 Si가 부족하고, B가 과잉이며, PBS가 과도하게 크다. Si 부족에 의해 용접 금속의 강도가 부족하고, 슬래그 박리성도 나쁘며, 슬래그의 방해로 아크가 불안정하게 되어, 연속 용접성이 열화하였다. Si 부족에 의해 탈산 부족으로 블로우 홀도 발생하였다. 또한, PBS가 과도하게 크기 때문에, 고온 균열도 발생하였다.In Comparative Example 48, Ti, P MT and Mo are excessive, and Si and S are insufficient. For this reason, since the volume transition became full globule transition by Ti excess, many penetration defects generate | occur | produced. In addition, slag peelability was also bad because Si and S were excessively small. The interruption of the slag caused the arc to become unstable, resulting in deterioration of continuous weldability. In addition, the toughness was insufficient due to the excess of Mo. In addition, blowholes also occurred due to lack of deoxidation due to lack of Si. In Comparative Example 49, Si and S are excessive, Ti is insufficient, and B is additive. Toughness fell and the intensity | strength was low by B no addition. Since Si and S were excessive, the amount of slag was large, and granulation was performed to impair the arc stability. As a result, continuous weldability deteriorated. In addition, a large number of sputters occurred due to the lack of Ti. Since S is excessive, high temperature cracking also occurred. In Comparative Example 50, Si was insufficient, B was excessive, and P BS was excessively large. Due to the lack of Si, the strength of the weld metal was insufficient, the slag peelability was poor, and the arc became unstable due to the interference of the slag, resulting in deterioration of the continuous weldability. Blow holes also occurred due to lack of deoxidation due to lack of Si. In addition, since PBS was excessively large, high temperature cracking also occurred.
도 1은 와이어 성분에 있어서의 Ti량과 와이어 돌출 길이가 용입 깊이에 미치는 영향을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the influence which Ti amount and wire protrusion length in a wire component have on penetration depth.
도 2는 본 청구에 있어서의 B와 S의 범위를 나타내는 도면이다.2 is a view showing the range of B and S in the present claim.
도 3은 본 청구에 있어서의 Mn과 Ti의 범위를 나타내는 도면이다.3 is a view showing the range of Mn and Ti in the present claim.
도 4는 용접 시험체 형상과 개선 형상을 나타내는 도면이다.It is a figure which shows a weld test body shape and an improved shape.
도 5는 용접 금속 인장 시험편의 채취 위치를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the sampling position of a weld metal tensile test piece.
도 6은 용접 금속 샤르피 충격 시험편의 채취 위치를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the sampling position of a weld metal Charpy impact test piece.
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