KR20100006124A - Flux cored wire - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가스 실드 아크 용접에 사용되는 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.The present invention relates to flux cored wire used in gas shielded arc welding.
종래, 가스 실드 아크 용접에 사용되는 플럭스 코어드 와이어로서는, 이하에 나타내는 바와 같은 구성을 구비한 것이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허 문헌 1에는 와이어 전체 질량에 대해, 소정량의 C, Si, Mn, TiO2 및 N을 함유하는 것을 특징으로 하는 용접용 플럭스 코어드 와이어가 기재되고, 이 플럭스 코어드 와이어는 상기 성분에 추가하여, Ti, B, Ni, Cr, Mo, Al, Mg, Nb 및 Ta의 군으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상의 성분을 소정량 함유해도 되는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허 문헌 2에는 플럭스가 와이어 전체 질량에 대해, 소정량의 TiO2, 희토류 불화물, Mg, Al, Si, Mn, B 및 Ni를 함유하고, 또한 금속 상태의 Ti를 실질적으로 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 가스 실드 아크 용접용 와이어가 기재되어 있다.Conventionally, what has the structure as shown below is proposed as a flux cored wire used for gas shielded arc welding. For example, Patent Document 1 describes a flux cored wire for welding, which contains a predetermined amount of C, Si, Mn, TiO 2 and N, based on the total mass of the wire. In addition to the above components, it is described that a predetermined amount of one or two or more components selected from the group of Ti, B, Ni, Cr, Mo, Al, Mg, Nb, and Ta may be contained. Further,
[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 소62-33094호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-33094
[특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 소63-273594호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-open No. 63-273594
그러나, 특허 문헌 1의 플럭스 코어드 와이어는 용접부의 인성을 향상시킴으로써 충격 특성을 개선하고, 아울러 용접 작업성도 개선할 수 있는 것이지만, 내고온 균열성에 있어서 만족할 수 있는 것이 아니라고 하는 문제가 있었다. 또한, 특허 문헌 2의 플럭스 코어드 와이어는 확산성 수소량이 적고 또한 우수한 저온 인성을 갖지만, 내고온 균열성에 있어서 만족시킬 수 있는 것은 아니라고 하는 문제가 있었다.However, although the flux cored wire of patent document 1 can improve impact characteristics and improve welding workability by improving the toughness of a weld part, there existed a problem that it was not satisfactory in high temperature crack resistance. Moreover, although the flux cored wire of
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 그 목적은 우수한 내고온 균열성을 갖는 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention was devised to solve such a problem, and an object thereof is to provide a flux cored wire having excellent high temperature crack resistance.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 관한 플럭스 코어드 와이어는 강제 외피 내에 플럭스가 충전된 플럭스 코어드 와이어이며, 와이어 전체 질량에 대한 플럭스 충전율이 10 내지 20 질량%이고, 와이어 전체 질량에 대해, C : 0.03 내지 0.08 질량%, Si(와이어에 함유되는 전체 Si원으로부터 산출되는 Si량의 총합) : 0.10 내지 1.00 질량%, Mn(와이어에 함유되는 전체 Mn원으로부터 산출되는 Mn량의 총합) : 2.30 내지 3.75 질량%, Ti : 0.15 내지 1.00 질량%, TiO2 : 5.0 내지 8.0 질량%, Al : 0.05 내지 0.50 질량%, Al2O3 : 0.05 내지 0.50 질량%를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 상기 Ti로부터만 산출되는 Ti 량을 Ti 산출량, 상기 와이어에 함유되는 전체 Si원으로부터 산출되는 Si량의 총합을 Si 산출량으로 했을 때, (Ti 산출량/Si 산출량) > 0.20의 관계를 만족시키는 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the flux cored wire which concerns on this invention is a flux cored wire in which the flux was filled in the steel outer shell, the flux filling rate with respect to the wire total mass is 10-20 mass%, and with respect to the wire whole mass, C: 0.03 to 0.08 mass%, Si (total amount of Si calculated from all Si sources contained in the wire): 0.10 to 1.00 mass%, Mn (total amount of Mn amount calculated from all Mn sources contained in the wire): 2.30 to 3.75 mass%, Ti: 0.15 to 1.00 mass%, TiO 2 : 5.0 to 8.0 mass%, Al: 0.05 to 0.50 mass%, Al 2 O 3 : 0.05 to 0.50 mass%, and the balance is Fe and inevitable When the amount of Ti made of red impurities and calculated only from the Ti and the total amount of Si calculated from the Ti output and all the Si sources contained in the wire is taken as the Si output, the (Ti output / Si output)> 0.20 Of It is characterized by satisfying the relationship.
상기 구성에 따르면, 와이어 전체 질량에 대한 플럭스 충전율이 소정량이며, 와이어 전체 질량에 대해, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO2, Al 및 Al2O3를 함유함으로써, 용접 시, 스패터 발생, 흄 발생이 억제되어, 슬러그 박리성이 개선되는 동시에, 용접 조인트의 강도가 향상되고, 또한 고온 균열이 억제된다. 또한, Ti 산출량과 Si 산출량이 소정의 관계를 만족시키는, 즉 (Ti 산출량/Si 산출량) > 0.20을 만족시킴으로써, 용접 시에 Ti가 탈산 반응에 기여하여, 용접 금속 중에 생성되는 Ti계 산화물의 조성을 핵 생성 촉진에 효과적인 조성으로 제어할 수 있다. 그 결과, 용접 조인트의 응고 조직을 미세화할 수 있어, 고온 균열의 억제 작용이 향상된다.According to the above configuration, the flux filling rate with respect to the total wire mass is a predetermined amount, and when welding, by containing a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO 2 , Al and Al 2 O 3 with respect to the total wire mass, Spatter generation and fume generation are suppressed, slug peelability is improved, the strength of the weld joint is improved, and high temperature cracking is suppressed. Further, the Ti output amount and the Si output amount satisfy a predetermined relationship, that is, the (Ti output amount / Si output amount)> 0.20, whereby Ti contributes to the deoxidation reaction during welding, thereby improving the composition of the Ti-based oxide produced in the weld metal. The composition can be controlled to be effective in promoting nucleation. As a result, the solidification structure of a weld joint can be refined | miniaturized and the suppression effect of a high temperature crack improves.
본 발명에 관한 플럭스 코어드 와이어에 따르면, 플럭스 충전율이 소정량이며, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO2, Al 및 Al2O3를 함유하고, 또한 플럭스 코어드 와이어에 포함되는 Ti량과 Si량이 소정의 관계를 만족시킴으로써, 우수한 용접 작업성(비드 외관을 포함함), 조인트 강도 및 내고온 균열성을 갖는다.According to the flux cored wire according to the present invention, the flux filling rate is a predetermined amount, contains a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO 2 , Al, and Al 2 O 3 , and is contained in the flux cored wire. By satisfy | filling a predetermined relationship with Ti amount and Si amount, it has the outstanding welding workability (including bead appearance), joint strength, and high temperature crack resistance.
본 발명에 관한 플럭스 코어드 와이어에 대해 상세하게 설명한다. 도 1의 (a) 내지 (d)는 플럭스 코어드 와이어의 구성을 도시하는 단면도이다.The flux cored wire which concerns on this invention is demonstrated in detail. (A)-(d) is sectional drawing which shows the structure of a flux cored wire.
도 1의 (a) 내지 (d)에 도시한 바와 같이, 플럭스 코어드 와이어(이하, 와이어라고 칭함)(1)는 통 형상으로 형성된 강제 외피(2)와, 그 통 내에 충전된 플럭스(3)로 이루어진다. 또한, 와이어(1)는 도 1의 (a)에 도시한 바와 같은 이음매가 없는 강제 외피(2)의 통 내에 플럭스(3)가 충전된 심 리스 타입, 도 1의 (b) 내지 (d)에 도시한 바와 같은 이음매(4)가 있는 강제 외피(2)의 통 내에 플럭스(3)가 충전된 심 타입 중 어느 형태라도 좋다.As shown in Figs. 1A to 1D, the flux cored wire (hereinafter referred to as wire) 1 is a steel
그리고, 와이어(1)는 플럭스 충전율이 소정량이며, 소정량의 C, Si, Mn, Ti, TiO2, Al 및 Al2O3를 함유하고, 잔량부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지고, 또한 Ti 산출량과 Si 산출량이 소정의 관계를 만족시킨다[구체적으로는, (Ti 산출량/Si 산출량)이 소정치를 초과함].The wire 1 has a predetermined flux filling rate, contains a predetermined amount of C, Si, Mn, Ti, TiO 2 , Al, and Al 2 O 3 , and the remainder is made of Fe and unavoidable impurities. Ti output and Si output satisfy a predetermined relationship (specifically, (Ti output / Si output) exceeds a predetermined value).
이하에, 와이어 성분(플럭스 충전율 및 성분량)의 수치 범위를, 그 한정 이유와 함께 기재한다. 플럭스 충전율은 강제 외피(2) 내에 충전되는 플럭스의 질량을, 와이어(1)[강제 외피(2) + 플럭스(3)]의 전체 질량에 대한 비율로 규정한다. 또한, 성분량은 강제 외피(2)와 플럭스(3)에 있어서의 성분량의 총합으로 나타내고, 와이어(1)[강제 외피(2) + 플럭스(3)]에 포함되는 각 성분의 질량을, 와이어(1)의 전체 질량에 대한 비율로 규정한다. 또한, 와이어(1)를 구성하는 성분 중, C, Si, Mn, Ti, TiO2, Al 및 Al2O3은 강제 외피(2)로부터 첨가할지, 플럭스(3)로부터 첨가할지는 특별히 상관없고, 강제 외피(2) 및 플럭스(3) 중 적어도 한쪽에 첨가되어 있으면 된다.Below, the numerical range of a wire component (flux filling rate and component amount) is described with the reason for limitation. The flux filling rate defines the mass of the flux filled in the
(플럭스 충전율 : 10 내지 20 질량%)(Flux filling rate: 10-20 mass%)
플럭스 충전율이 10% 미만에서는 아크의 안정성이 나빠져, 스패터 발생량이 증가하여 용접 작업성이 저하된다. 또한, 플럭스 충전율이 20% 초과에서는 와이어(1)의 단선 등이 발생하여 생산성이 현저하게 열화된다.If the flux filling rate is less than 10%, the stability of the arc deteriorates, the amount of spatter generated increases, and the welding workability deteriorates. In addition, when the flux filling rate exceeds 20%, disconnection of the wire 1 occurs, and the productivity is significantly degraded.
(C : 0.03 내지 0.08 질량%)(C: 0.03-0.08 mass%)
C는 용접부의 켄칭성을 확보하기 위해 첨가한다. C량이 0.03 질량% 미만인 경우, 켄칭성 부족에 의해 용접부의 강도ㆍ인성이 부족하다. 또한, 저C량에 의해 용접부에 고온 균열이 발생한다. C량이 0.08 질량%를 초과하면, 용접 시의 스패터 발생량 또는 흄 발생량이 증가하여 용접 작업성이 저하된다. 또한, 피용접재인 강재의 C량이 많은 경우, 용접부(용접 금속)의 C량이 많아진다. 그리고, C가 포정 반응(peritectic reaction)을 일으키는 영역이 되면, 용접부에 고온 균열이 발생하기 쉬워진다. 또한, C원으로서는, 예를 들어 후프, Fe-Mn 등의 합금분, 철분 등을 사용한다.C is added to ensure the hardenability of the welded portion. When the amount of C is less than 0.03% by mass, the strength and toughness of the weld portion are insufficient due to the lack of hardenability. In addition, high-temperature cracking occurs in the welded portion by a low C amount. When the amount of C exceeds 0.08 mass%, the amount of spatter generated or the amount of fume generated at the time of welding increases and welding workability falls. Moreover, when there is much C amount of the steel material which is a to-be-welded material, C amount of a weld part (welding metal) increases. When C is a region causing a peritectic reaction, high temperature cracks tend to occur in the weld zone. As the C source, for example, an alloy powder such as hoop or Fe-Mn, iron powder or the like is used.
(Si : 0.10 내지 1.00 질량%)(Si: 0.10 to 1.00 mass%)
Si는 용접부의 연성 확보, 비드 형상 유지를 위해 첨가한다. Si량이 0.10 질량% 미만에서는 용접부의 연성 부족이 된다. 또한, 비드 형상이 나빠져, 특히 입향 상진(vertical up) 용접에서 비드가 쳐져, 용접 작업성이 저하된다. Si량이 1.00 질량%를 초과하면, 인성이 저하되기 쉬워진다. 또한, 용접부에 고온 균열이 발생한다. 또한, Si원으로서는, 예를 들어 후프, Fe-Si, Fe-Si-Mn 등의 합금, K2SiF6 등의 불화물, 지르콘샌드, 규사, 장석 등의 산화물을 사용한다.Si is added to secure the ductility of the welded part and to maintain the bead shape. If the amount of Si is less than 0.10 mass%, the ductility of a weld part will become short. In addition, the shape of the beads deteriorates, in particular, the beads are struck in the vertical up welding, thereby deteriorating the welding workability. If the amount of Si exceeds 1.00 mass%, toughness will fall easily. In addition, high temperature cracks occur in the weld zone. As the Si source, for example, alloys such as hoop, Fe-Si, Fe-Si-Mn, fluorides such as K 2 SiF 6 , oxides such as zircon sand, silica sand, feldspar and the like are used.
(Mn : 2.30 내지 3.75 질량%)(Mn: 2.30 to 3.75 mass%)
Mn은 용접부의 켄칭성 확보를 위해 첨가한다. Mn량이 2.30 질량% 미만에서는 용접부의 켄칭성이 부족해, 인성이 저하된다. 또한, 불가피적 불순물로서 함유되는 S와 결합하여 얻어지는 MnS량도 적어지므로, MnS에 의한 고온 균열의 억제 작용이 작아져, 용접부에 고온 균열이 발생한다. Mn량이 3.75 질량%를 초과하면, 용접부의 강도가 과다해져 인성 부족이 된다. 또한, 용접부에 저온 균열이 발생한다. 또한, Mn원으로서는, 예를 들어 후프, Mn 금속분, Fe-Mn, Fe-Si-Mn 등의 합금을 사용한다.Mn is added to secure the hardenability of the welded portion. If Mn amount is less than 2.30 mass%, the hardenability of a weld part will run short and toughness will fall. Moreover, since the amount of MnS obtained by combining with S contained as an unavoidable impurity also becomes small, the suppression effect of the high temperature crack by MnS becomes small, and a high temperature crack arises in a weld part. When the amount of Mn exceeds 3.75 mass%, the strength of the welded portion becomes excessive and the toughness is insufficient. In addition, low temperature cracking occurs in the welded portion. As the Mn source, for example, alloys such as hoop, Mn metal powder, Fe-Mn, and Fe-Si-Mn are used.
(Ti : 0.15 내지 1.00 질량%, 바람직하게는 0.20 내지 1.00 질량%)(Ti: 0.15 to 1.00 mass%, preferably 0.20 to 1.00 mass%)
Ti(금속 Ti)는 용접부(용접 금속)의 내고온 균열성을 개선하기 위해 첨가한다. Ti(금속 Ti)는 용접 시에 탈산 반응에 기여하여, 용접 금속 중의 개재물을 Ti계 산화물 조성으로 제어할 수 있고, 그 결과, 용접 조인트(용접부)의 응고 조직을 미세하게 할 수 있어, 용접부의 내고온 균열성이 개선된다. Ti량(금속 Ti)이 0.15 질량% 미만에서는 용접부에 고온 균열이 발생한다. Ti량(금속 Ti)이 1.00 질량%를 초과하면, 용접 금속 재열부가 단단하고 무른 베이나이트, 마르텐사이트로 되기 쉬워, 인성이 저하된다. 또한, 용접 시의 스패터 발생량이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 또한, Ti원으로서는, 예를 들어 Fe-Ti 등의 합금분을 사용한다.Ti (metal Ti) is added to improve the high temperature crack resistance of the welded part (welded metal). Ti (metal Ti) contributes to the deoxidation reaction during welding, and the inclusions in the weld metal can be controlled by the Ti-based oxide composition, and as a result, the solidification structure of the weld joint (weld portion) can be made fine, High temperature crack resistance is improved. If Ti amount (metal Ti) is less than 0.15 mass%, high temperature crack will generate | occur | produce in a welding part. When Ti amount (metal Ti) exceeds 1.00 mass%, a weld metal reheat part becomes hard and soft bainite and martensite easily, and toughness falls. Moreover, the spatter generation amount at the time of welding increases, and welding workability falls. As the Ti source, for example, an alloy powder such as Fe-Ti is used.
(TiO2 : 5.0 내지 8.0 질량%)(TiO 2 : 5.0 to 8.0 mass%)
TiO2(Ti 산화물)는 전체 자세 용접성을 확보하기 위해 첨가한다. TiO2량(Ti 산화물)이 5.0 질량% 미만에서는 입향 상진 용접에서 비드가 쳐져, 용접 작업성이 저하된다. TiO2량(Ti 산화물)이 8.0 질량%를 초과하면, 용접 시의 슬러그 박리성이 열화되어, 용접 작업성이 저하된다. 또한, 플럭스의 벌크 비중이 작아져, 생산성이 열화된다. 또한, TiO2원으로서는, 예를 들어 루틸 등을 사용한다.TiO 2 (Ti oxide) is added to ensure overall posture weldability. If the amount of TiO 2 (Ti oxide) is less than 5.0% by mass, beads are struck in the upward-facing upstream welding, and welding workability is lowered. TiO 2 amount (Ti oxide) and if it exceeds 8.0% by weight, is degraded slag removability at the time of welding, the welding operability deteriorates. In addition, the bulk specific gravity of the flux is reduced, resulting in deterioration in productivity. As the TiO 2 source, for example, rutile or the like is used.
(Al : 0.05 내지 0.50 질량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.40 질량%)(Al: 0.05-0.50 mass%, Preferably 0.05-0.40 mass%)
Al은 강탈산제이고, 적정량의 첨가이면, 용접 금속의 산소량을 저하시켜, Mn의 수율이 안정되고, 용접부의 내고온 균열성이 개선되며, 인성도 안정화된다. Al량이 0.05 질량% 미만에서는 탈산이 충분하지 않아, 용접부에 고온 균열이 발생한다. Al량이 0.50 질량%를 초과하면, 용접 시의 스패터 발생량이 많아져, 용접 작업성이 저하된다. 또한, Al원으로서는, 예를 들어 Al 금속분, Fe-Al, Al-Mg 등의 합금분을 사용한다.Al is a strong deoxidizer, and if it is added in an appropriate amount, the oxygen content of the weld metal is lowered, the yield of Mn is stabilized, the high temperature crack resistance of the welded portion is improved, and the toughness is also stabilized. If Al amount is less than 0.05 mass%, deoxidation is not enough and a high temperature crack will generate | occur | produce in a weld part. When Al amount exceeds 0.50 mass%, the amount of spatters at the time of welding will increase, and welding workability will fall. In addition, as Al source, alloy powders, such as Al metal powder, Fe-Al, Al-Mg, are used, for example.
(Al2O3 : 0.05 내지 0.50 질량%, 바람직하게는 0.05 내지 0.40 질량%)(Al 2 O 3 : 0.05 to 0.50 mass%, preferably 0.05 to 0.40 mass%)
Al2O3은 수평 필렛 자세에서의 비드 형상, 입향 상진 자세에서의 비드의 쳐짐 방지를 위해 첨가한다. Al2O3량이 0.05 질량% 미만에서는 수평 필렛 용접에서의 비드 형상(친밀성)이 나쁘고, 또한 입향 상진 용접에서 비드 쳐짐이 발생하여 용접 작업성이 저하된다. Al2O3량이 0.50 질량%를 초과하면, 용접 시의 슬러그 박리성이 열화되어, 용접 작업성이 저하된다. 또한, Al2O3원으로서는, 예를 들어 알 루미나나 장석 등의 복합 산화물을 사용한다.Al 2 O 3 is added to prevent beads from sagging in the horizontal fillet posture and in the upright posture. If the amount of Al 2 O 3 is less than 0.05% by mass, the bead shape (affinity) in the horizontal fillet welding is bad, and bead sag occurs in the upstream welding, resulting in poor welding workability. Al 2 O 3 when the amount exceeds 0.50% by mass, the slag removability is deteriorated at the time of welding, the welding operability deteriorates. As the Al 2 O 3 source, for example, a composite oxide such as alumina or feldspar is used.
[(Ti 산출량/Si 산출량) > 0.20][(Ti output / Si output)> 0.20]
와이어(1)에 포함되는 Ti량(금속 Ti)을 소정 범위 내로 제어함으로써, 용접 시에 Ti(금속 Ti)가 탈산 반응에 기여하여, 용접 조인트(용접 금속) 중에 생성되는 개재물의 조성을 핵 생성 촉진에 효과적인 Ti계 산화물 조성의 개재물로 제어할 수 있다. 그 결과, 용접 금속의 응고 조직을 미세하게 할 수 있어, 내고온 균열성을 현저하게 개선할 수 있는 것이다. 또한, 핵 생성 촉진에 효과적인 Ti계 산화물에는 SiO2를 함유하지 않는 것이 바람직하다. 그로 인해, 와이어(1)에 포함되는 Ti량(금속 Ti)을 와이어(1)에 포함되는 Si량과의 관계로 규정하고, 구체적으로는 Ti 산출량과 Si 산출량의 비, 즉 (Ti 산출량/Si 산출량)을 규정함으로써, Ti계 산화물 조성을 응고 조직 미세화에 의해 효과적인 조성으로 제어 가능하게 되어, 용접 금속의 응고 조직을 내고온 균열성의 개선에 있어서 바람직한 것으로 제어 가능해진다.By controlling the amount of Ti (metal Ti) contained in the wire 1 within a predetermined range, Ti (metal Ti) contributes to the deoxidation reaction during welding, thereby promoting nucleation of the composition of inclusions generated in the weld joint (welding metal). It can be controlled by inclusion of an effective Ti-based oxide composition. As a result, the solidification structure of a weld metal can be made fine and a high temperature crack resistance can be improved remarkably. In addition, it is preferable that Ti-type oxide which is effective for promoting nucleation does not contain SiO 2 . Therefore, Ti amount (metal Ti) contained in the wire 1 is prescribed | regulated by the relationship with Si amount contained in the wire 1, Specifically, the ratio of Ti output amount and Si output amount, ie, (Ti output amount / Si Output amount), the Ti-based oxide composition can be controlled to an effective composition by miniaturization of the solidified structure, and the solidified structure of the weld metal can be controlled to be preferable in improving high temperature cracking resistance.
(Ti 산출량/Si 산출량) ≤ 0.20이면, 용접 조인트의 응고 조직이 미세화되지 않는다. 따라서, (Ti 산출량/Si 산출량) > 0.20, 바람직하게는(Ti 산출량/Si 산출량) > 0.25, 더욱 바람직하게는(Ti 산출량/Si 산출량) > 0.37이다.(Ti output amount / Si output amount) ≤ 0.20, the solidification structure of the weld joint is not reduced. Therefore, (Ti output / Si output)> 0.20, preferably (Ti output / Si output)> 0.25, more preferably (Ti output / Si output)> 0.37.
여기서, Ti 산출량이라 함은, 와이어(1)에 함유되는 상기 Ti(금속 Ti)로부터만 산출되는 Ti량으로, 와이어(1)에 함유된 상기 TiO2(Ti 산화물)로부터 산출(환산)되는 Ti량은 포함하지 않는다.Here, the are, the Ti amount is calculated from only the Ti (metal Ti) contained in the wire (1), Ti is (converted) calculated from the TiO 2 (Ti oxide) contained in the wire (1) as Ti output The amount does not include.
또한, Si 산출량이라 함은, 와이어(1)에 함유되는 상기 Si원의 전체로부터 산출되는 Si량의 총합이다. 또한, 상기 SiO2는 Si원으로서 사용되는, 예를 들어 지르콘샌드, 규사, 장석 등의 산화물에 포함된다.In addition, Si output amount means the sum total of Si amount computed from the whole said Si source contained in the wire 1. Further, the SiO 2 is contained in the oxide, such as, for example, zircon sand, silica sand, feldspar is used as a Si source.
(Fe)(Fe)
잔량부의 Fe는 강제 외피(2)를 구성하는 Fe에 상당하고, Fe량은 강제 외피(2)에 있어서의 Fe량이다.Fe in the remainder is equivalent to Fe constituting the
(불가피적 불순물)(Inevitable impurities)
잔량부의 불가피적 불순물로서는, S, P, Ni, O, Zr 등을 들 수 있고, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 범위에서 함유하는 것이 허용된다. S량, P량, Ni량, O량, Zr량은 각각 0.050 질량% 이하가 바람직하고, 강제 외피(2)와 플럭스(3)에 있어서의 각 성분량의 총합이다.S, P, Ni, O, Zr etc. are mentioned as an unavoidable impurity of a remainder, It is acceptable to contain in the range which does not prevent the effect of this invention. The amount of S, the amount of P, the amount of Ni, the amount of O, and the amount of Zr are preferably 0.050 mass% or less, respectively, and are the sum of the amounts of each component in the
또한, 강제 외피(2) 및 플럭스(3)는 와이어 제작 시에 상기 와이어 성분(성분량)이 상기 범위 내가 되도록 강제 외피(2) 및 플럭스(3)의 각 성분(각 성분량)을 선택한다.In addition, the steel
(실시예)(Example)
본 발명에 관한 플럭스 코어드 와이어에 대해, 본 발명의 요건을 만족시키는 실시예와, 본 발명의 요건을 만족시키지 않는 비교예를 비교하여 구체적으로 설명한다.About the flux cored wire which concerns on this invention, the Example which satisfy | fills the requirements of this invention, and the comparative example which does not satisfy the requirements of this invention are demonstrated concretely.
강제 외피(강은 C : 0.02 질량%, Si : 0.01 질량%, Mn : 0.20 질량%, P : 0.010 질량%, S : 0.007 질량%를 함유하고, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 것을 사용)의 내측에 플럭스를 충전하고, 표 1, 표 2에 나타내는 와이어 성분으로 이루어지는 와이어 직경 1.2㎜의 플럭스 코어드 와이어(실시예 : 번호 1 내지 23, 비교예 : 번호 24 내지 40)를 제작하였다.Steel outer sheath (steel contains C: 0.02 mass%, Si: 0.01 mass%, Mn: 0.20 mass%, P: 0.010 mass%, S: 0.007 mass%, and uses a remainder containing Fe and unavoidable impurities) Flux was filled in the inside, and the flux cored wire (Example: No. 1-23, Comparative example: No. 24-40) of the wire diameter of 1.2 mm which consists of the wire component shown in Table 1, Table 2 was produced.
또한, 와이어 성분은 이하의 측정 방법으로 측정, 산출하였다.In addition, the wire component was measured and calculated by the following measuring methods.
C량은 「적외선 흡수법」에 의해 측정하였다. Si량 및 Mn량은 와이어 전량을 용해하여 「ICP 발광 분광 분석법」에 의해 측정하였다.The amount of C was measured by the "infrared absorption method." The amount of Si and the amount of Mn melt | dissolved the wire whole quantity, and were measured by "ICP emission spectroscopy."
TiO2량(TiO2 등으로서 존재하고, Fe-Ti 등은 포함하지 않음)은 「산분해법」에 의해 측정된다. 산분해법에 사용하는 용매는 왕수를 사용하여, 와이어 전량을 용해하였다. 이에 의해, 와이어(1)에 포함되는 Ti원(Fe-Ti 등)은 왕수로 용해되지만, TiO2원(TiO2 등)은 왕수에 대해 불용이므로, 용해되지 않는다. 이 용액을, 필터(여과지는 5C의 미세 눈금)를 사용하여 여과하고, 필터채로 잔사를 니켈제 도가니로 옮겨, 가스 버너로 가열하여 회화(ashing)하였다. 계속해서, 알칼리 융제(수산화나트륨과 과산화나트륨의 혼합물)를 추가하여, 다시 가스 버너로 가열하여 잔사를 융해하였다. 다음에, 18 질량% 염산을 추가하여 융해물을 용액화한 후, 메스 플라스크로 옮기고, 또한 순수(純水)를 추가하여 메스업(mess-up)하여 분석액을 얻었다. 분석액 중의 Ti 농도를 「ICP 발광 분광 분석법」으로 측정하였다. 이 Ti 농도를 TiO2량으로 환산하여 TiO2량을 산출하였다.TiO 2 amount (present as TiO 2 or the like, and is not included, such as Fe-Ti) is measured by the "acid decomposition". The solvent used for the acid decomposition method used aqua regia, and melt | dissolved the whole wire. As a result, Ti source (Ti-Fe, etc.) contained in the wire (1), but is dissolved in aqua regia, TiO 2 source (TiO 2, etc.) because it is insoluble for aqua regia, and is not dissolved. The solution was filtered using a filter (fine filter of 5C), the residue was transferred to a nickel crucible with a filter cloth, and heated with a gas burner to ash. Subsequently, an alkali flux (a mixture of sodium hydroxide and sodium peroxide) was added, and the residue was further melted by heating with a gas burner. Next, 18 mass% hydrochloric acid was added, the melt was liquefied, transferred to a measuring flask, and pure water was further added to mes-up to obtain an analyte. Ti concentration in the analysis solution was measured by "ICP emission spectrometry". In terms of the Ti concentration of the TiO 2 amount was calculated the amount of TiO 2.
Ti량(Fe-Ti 등으로서 존재하고, TiO2 등은 포함하지 않음)은 「산분해법」에 의해 와이어 전량을 왕수로 용해하고, 불용이었던 TiO2원(TiO2 등)을 여과하여, 그 용액을 와이어(1)에 포함되는 Ti원(Fe-Ti 등)으로 하여 얻음으로써, 「ICP 발광 분광 분석법」을 사용하여 Ti량(Fe-Ti 등)으로서 존재를 구하였다.Ti amount (exists as Fe-Ti, etc., does not include TiO 2, etc.) dissolves the entire wire amount into aqua regia by the "acid decomposition method", filters insoluble TiO 2 members (TiO 2, etc.) Was obtained as a Ti source (Fe-Ti etc.) contained in the wire 1, and presence was calculated | required as Ti amount (Fe-Ti etc.) using "ICP emission spectroscopy."
Al2O3량(알루미나나 장석 등의 복합 산화물로서 존재하고, Al 금속분 등의 합금분은 포함하지 않음)은 「산분해법」에 의해 측정된다. 산분해법에 사용하는 용매는 왕수를 사용하여 와이어 전량을 용해하였다. 이에 의해, 와이어(1)에 포함되는 Al원(Al 금속분 등의 합금분)은 왕수로 용해되지만, Al2O3원(알루미나나 장석 등의 복합 산화물)은 왕수에 대해 불용이므로, 용해되지 않는다. 이 용액을, 필터(여과지는 5C의 미세 눈금)를 사용하여 여과하고, 필터채로 잔사를 니켈제 도가니로 옮겨, 가스 버너로 가열하여 회화하였다. 계속해서, 알칼리 융제(수산화나트륨과 과산화나트륨의 혼합물)를 추가하여, 다시 가스 버너로 가열하여 잔사를 융해하였다. 다음에, 18 질량% 염산을 추가하여 융해물을 용액화한 후, 메스 플라스크로 옮기고, 또한 순수를 추가하여 메스업하여 분석액을 얻었다. 분석액 중의 Al 농도를 「ICP 발광 분광 분석법」으로 측정하였다. 이 Al 농도를 Al2O3량으로 환산하여 Al2O3량을 산출하였다.The amount of Al 2 O 3 (exists as a composite oxide such as alumina or feldspar and does not include alloy powder such as Al metal powder) is measured by the "acid decomposition method". The solvent used for the acid decomposition method melt | dissolved the whole wire using aqua regia. As a result, the Al source (alloy powder such as Al metal powder) contained in the wire 1 is dissolved in aqua regia, but the Al 2 O 3 source (composite oxide such as alumina or feldspar) is insoluble in aqua regia, and therefore does not dissolve. . This solution was filtered using a filter (5 C fine scale of filtration paper), the residue was transferred to a nickel crucible with a filter cloth, and heated with a gas burner to incinerate. Subsequently, an alkali flux (a mixture of sodium hydroxide and sodium peroxide) was added, and the residue was further melted by heating with a gas burner. Next, after adding 18 mass% hydrochloric acid to liquefy the melt, it transferred to the measuring flask, and further pure water was added and the volume was made up, and the analysis liquid was obtained. Al concentration in the analysis solution was measured by "ICP emission spectrometry". In terms of the Al concentration of the Al 2 O 3 amount was calculated Al 2 O 3 amount.
Al량(Al 금속분 등의 합금분으로서 존재하고, 알루미나나 장석 등의 복합 산화물은 포함하지 않음)은 「산분해법」에 의해 와이어 전량을 왕수로 용해하고, 불용이었던 Al2O3원(알루미나나 장석 등의 복합 산화물)을 여과하여, 그 용액을 와이 어(1)에 포함되는 Al원(Al 금속분 등의 합금분)으로 하여 얻음으로써, 「ICP 발광 분광 분석법」을 사용하여 Al량(Al 금속분 등의 합금분)으로서 존재를 구하였다.Al amount (exists as alloy powder such as Al metal powder and does not include complex oxide such as alumina or feldspar) dissolves the whole wire in aqua regia by the "acid decomposition method" and insoluble Al 2 O 3 source (alumina or Complex oxide such as feldspar, and the solution was obtained as an Al source (alloy powder such as Al metal powder) contained in the wire 1, and the amount of Al (Al metal powder using the ICP emission spectrometry) was obtained. Presence of the alloy powder).
제작된 플럭스 코어드 와이어를 사용하여, 이하에 나타내는 방법으로, 내고온 균열성, 기계적 성질(인장 강도, 흡수 에너지), 용접 작업성에 대해 평가하였다. 그 평가 결과에 기초하여, 실시예 및 비교예의 플럭스 코어드 와이어의 종합 평가를 행하였다.Using the produced flux cored wires, high temperature crack resistance, mechanical properties (tensile strength, absorbed energy) and welding workability were evaluated by the following method. Based on the evaluation result, comprehensive evaluation of the flux cored wire of an Example and a comparative example was performed.
(내고온 균열성)(High Temperature Cracking Resistance)
JIS G3106 SM400B강(C : 0.12 질량%, Si : 0.2 질량%, Mn : 1.1 질량%, P : 0.008 질량%, S : 0.013 질량%를 함유하고, 잔량부 Fe 및 불가피적 불순물)으로 이루어지는 용접 모재를, 표 3에 나타내는 용접 조건으로 편면 용접(하향 맞댐 용접)하였다.Welding base material which consists of JIS G3106 SM400B steel (C: 0.12 mass%, Si: 0.2 mass%, Mn: 1.1 mass%, P: 0.008 mass%, S: 0.013 mass%, and remainder Fe and an unavoidable impurity) Was welded on one side under the welding conditions shown in Table 3 (downward butt welding).
도 2는 내고온 균열성의 평가에 사용하는 용접 모재의 개선 형상을 도시하는 단면도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 용접 모재(11)는 V 형상의 개선을 갖고, 이 V 형상의 개선의 이면에는 내화물(12) 및 알루미늄 테이프(13) 등으로 이루어지는 덧댐 재료가 배치되어 있다. 그리고, 개선 각도를 35°로 하여, 덧댐 재료가 배치되어 있는 부분의 루트 간격을 4㎜로 하였다.It is sectional drawing which shows the improved shape of the welding base material used for evaluation of high temperature crack resistance. As shown in FIG. 2, the
용접 종료 후, 초층 용접부(크레이터부를 제외함)에 대해, X선 투과 시험(JIS Z 3104)에서 내부 균열의 유무를 확인하여 균열률을 산출하였다. 그 균열률로 내고온 균열성을 평가하였다. 그 결과를 표 4, 표 5에 나타낸다.After the completion of welding, the crack rate was calculated by checking the presence of internal cracks in the X-ray transmission test (JIS Z 3104) for the superlayer welded portion (excluding the crater portion). The high temperature crack resistance was evaluated by the crack ratio. The results are shown in Tables 4 and 5.
또한, 평가 기준은 용접 전류 240A에서 균열률 0%, 또한 용접 전류 260A에서 균열률 0%일 때 「아주 우수하다 : ◎」, 용접 전류 240A에서 균열률 0% 또한 용접 전류 260A에서 균열률 5% 이하일 때 「우수하다 : ○ ~ ◎」, 용접 전류 240A에서 균열률 0%, 또한 용접 전류 260A에서 균열률 5% 초과일 때 「양호하다 : ○」, 용접 전류 240A에서 균열이 있고 또한 용접 전류 260A에서 균열이 있을 때 「떨어진다 : ×」로 하였다.In addition, the evaluation criteria are " very good: ◎ " when the cracking rate is 0% at the welding current 240A, and the cracking rate is 0% at the welding current 260A. `` Excellent: ○ ~ ◎ '', crack ratio 0% at welding current 240A, cracking rate 5% at welding current 260A when below, "good: ○", crack at welding current 240A, and welding current 260A When there was a crack at, it was "falling off: x".
(기계적 성질)(Mechanical properties)
JIS Z3313에 준하여, 인장 강도, 흡수 에너지에 대해 평가하였다.Tensile strength and absorbed energy were evaluated in accordance with JIS Z3313.
또한, 인장 강도의 평가 기준은 490㎫ 이상 640㎫ 이하일 때 「우수하다 : ○」, 490㎫ 미만 또는 640㎫ 초과일 때 「떨어진다 : ×」로 하였다. 또한, 흡수 에너지의 평가 기준은 60J 이상일 때 「우수하다 : ○」, 60J 미만일 때 「떨어진다 : ×」로 하였다. 또한, JIS Z3313에 준하여 신장을 평가하는 경우에는, 그 평가 기준은 22% 이상일 때 「우수하다 : ○」, 22% 미만일 때 「떨어진다 : ×」로 하였다.In addition, the evaluation criteria of tensile strength were made into "excellent: (circle)" when it is 490 Mpa or more and 640 Mpa or less, "falling: x" when less than 490 Mpa or more than 640 Mpa. In addition, the evaluation criteria of absorbed energy were made into "excellent: (circle)" when 60J or more, and "falling: x" when it was less than 60J. In the case of evaluating elongation according to JIS Z3313, the evaluation criteria were "excellent: ○" when 22% or more, and "falling: x" when less than 22%.
(용접 작업성)(Welding workability)
내고온 균열성과 동일한 용접 모재를 사용하여, 하향 필렛 용접, 수평 필렛 용접, 입향 상진 필렛 용접, 입향 하진 필렛 용접의 4종의 용접을 행하여, 작업성을 관능 평가하였다. 여기서, 용접 조건은 상기 내고온 균열성과 마찬가지로 하였다(표 3 참조).Using the same welding base material as the high temperature crack resistance, four kinds of welding such as a downward fillet welding, a horizontal fillet welding, an upwardly upward fillet welding, and a downwardly downward fillet welding were performed to perform sensory evaluation of workability. Here, welding conditions were similar to the said high temperature crack resistance (refer Table 3).
또한, 평가 기준은 스패터 발생, 흄 발생, 비드 쳐짐 등의 용접 불량이 발생하지 않을 때 「우수하다 : ○」, 용접 불량이 발생했을 때 「떨어진다 : ×」로 하였다.In addition, evaluation criteria were made "excellent: when the welding defect, such as spatter generation | occurrence | production, a fume generation | occurrence | production, bead drooping, did not generate | occur | produce, and" falling: x "when a welding defect generate | occur | produced.
(종합 평가)(General evaluation)
종합 평가의 평가 기준은 상기 평가 항목 중, 내고온 균열성이 「◎」이고, 또한 기계적 성질 및 용접 작업성이 「○」일 때 「아주 우수하다 : ◎」, 내고온 균열성이 「○ ~ ◎」이고, 또한 기계적 성질 및 용접 작업성이 「○」일 때 「우수하다 : ○ ~ ◎」, 내고온 균열성이 「○」이고, 또한 기계적 성질 및 용접 작업성이 「○」일 때 「양호하다 : ○」, 상기 평가 항목 중 적어도 1개가 「×」일 때 「떨어진다 : ×」로 하였다.The evaluation criterion of comprehensive evaluation is "very excellent: when the high temperature crack resistance is" (◎) "and the mechanical property and welding workability" (circle) "among the said evaluation items: ◎ ”, and when the mechanical property and the welding workability is“ ○ ”,“ excellent: ○ ~ ◎ ”, the high temperature crack resistance is“ ○ ”and when the mechanical property and the welding workability are“ ○ ” Good: When "(circle)" and at least 1 of the said evaluation items are "x", it was set as "falling: x."
표 1, 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예(번호 1 내지 23)는 모든 와이어 성분이 본 발명의 범위를 만족시키므로, 내고온 균열성, 기계적 성질 및 용접 작업성 전체에 있어서, 우수하고(또는 양호함), 종합 평가에 있어서도 우수했다(또는 양호했음).As shown in Table 1 and Table 4, Examples (Nos. 1 to 23) are excellent (or high temperature crack resistance, mechanical properties and welding workability as a whole) because all the wire components satisfy the scope of the present invention. Good), and also excellent (or good) in comprehensive evaluation.
표 2, 표 5에 나타낸 바와 같이, 비교예(번호 24)는 C량이 하한치 미만이므로, 내고온 균열성 및 기계적 성질이 떨어져, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 25)는 C량이 상한치를 초과하므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 26)는 Si량이 하한치 미만이므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 27)는 Si량이 상한치를 초과하므로, 내고온 균열성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다.As shown in Table 2 and Table 5, since the amount of C was less than a lower limit in Comparative Example (No. 24), high temperature crack resistance and mechanical properties were inferior, and comprehensive evaluation was also inferior. Since the amount of C exceeded the upper limit in the comparative example (number 25), weldability was inferior and comprehensive evaluation was also inferior. Since the amount of Si was less than a lower limit in the comparative example (number 26), weldability was inferior and comprehensive evaluation was also inferior. Since the amount of Si exceeded the upper limit in Comparative Example (No. 27), high temperature crack resistance was inferior, and comprehensive evaluation was also inferior.
비교예(번호 28)는 Mn량이 하한치 미만이므로, 내고온 균열성 및 기계적 성질이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 29)는 Mn량이 상한치를 초과하므로, 기계적 성질 및 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 30)는 Ti량이 하한치 미만이므로, 내고온 균열성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 31)는 Ti량이 상한치를 초과하므로, 기계적 성질 및 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다.Since the amount of Mn was less than a lower limit in the comparative example (number 28), high temperature crack resistance and mechanical property fell, and comprehensive evaluation also fell. In Comparative Example (No. 29), the amount of Mn exceeded the upper limit, so that mechanical properties and welding workability were inferior, and overall evaluation was also poor. Since the amount of Ti was less than the lower limit in Comparative Example (No. 30), high temperature crack resistance was inferior, and comprehensive evaluation was also inferior. In the comparative example (number 31), since Ti amount exceeded the upper limit, mechanical property and weldability were inferior, and comprehensive evaluation was also inferior.
비교예(번호 32)는 TiO2량이 하한치 미만이므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 33)는 TiO2량이 상한치를 초과하므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 34)는 Al량이 하한치 미만이므로, 내고온 균열성 및 기계적 성질이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 35)는 Al량이 상한치를 초과하므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다.In Comparative Example (No. 32), since the TiO 2 content was less than the lower limit, welding workability was inferior, and comprehensive evaluation was inferior. Comparative Example (No. 33) exceeds the upper limit, so the amount of TiO 2, dropping the welding workability, was also off assessment. Since the amount of Al was less than the lower limit in Comparative Example (No. 34), high temperature crack resistance and mechanical properties were inferior, and overall evaluation was also inferior. Since the amount of Al exceeded the upper limit in the comparative example (number 35), weldability was inferior and comprehensive evaluation was also inferior.
비교예(번호 36)는 Al2O3량이 하한치 미만이므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 37)는 Al2O3량이 상한치를 초과하므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 38)는 (Ti 산출량/Si 산출량)이 하한치 미만이므로, 내고온 균열성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 39)는 플럭스 충전율이 하한치 미만이므로, 용접 작업성이 떨어지고, 종합 평가도 떨어져 있었다. 비교예(번호 40)는 플럭스 충전율이 상한치를 초과하므로, 와이어 생산 중에 단선이 발생하여, 종합 평가로서는 떨어져 있었다.Comparative Example (No. 36) because it is less than the amount of Al 2 O 3 the lower limit value, the welding workability is poor, there is also off assessment. Comparative Example (No. 37), so the amount of Al 2 O 3 exceeds the upper limit, poor welding workability, was also off assessment. In Comparative Example (No. 38), since (Ti output / Si output) was below the lower limit, high temperature crack resistance was inferior, and comprehensive evaluation was also poor. Since the flux filling rate of the comparative example (number 39) was less than a lower limit, weldability was inferior and comprehensive evaluation was also inferior. In the comparative example (No. 40), since the flux filling rate exceeded the upper limit, disconnection occurred during wire production, and was poor as a comprehensive evaluation.
이상의 결과로부터, 실시예(번호 1 내지 23)는 비교예(번호 24 내지 40)에 비해, 플럭스 코어드 와이어(1)로서 우수한 것이 확인되었다.From the above results, it was confirmed that the Examples (Nos. 1 to 23) were superior as the flux cored wires 1 than the Comparative Examples (Nos. 24 to 40).
도 1은 본 발명에 관한 플럭스 코어드 와이어의 구성을 도시하는 단면도.1 is a cross-sectional view showing a configuration of a flux cored wire according to the present invention.
도 2는 내고온 균열성의 평가에 사용하는 용접 모재의 개선 형상을 도시하는 단면도. 2 is a cross-sectional view showing an improved shape of a weld base metal used for evaluation of high temperature crack resistance.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 플럭스 코어드 와이어(와이어)1: Flux cored wire (wire)
2 : 강제 외피2: forced shell
3 : 플럭스3: flux
4 : 이음매4: seam
11 : 용접 모재11: welding base material
12 : 덧댐 재료12: adding material
13 : 알루미늄 테이프13: aluminum tape
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008177537A JP5314339B2 (en) | 2008-07-08 | 2008-07-08 | Flux cored wire |
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Publications (2)
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