KR20150046351A - 저망간 함유 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극 - Google Patents

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Abstract

가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 철 금속 쉬스 및 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함한다. 코어 성분과 쉬스는 함께, 코어 성분과 쉬스의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.50중량%의 망간; 0.02 내지 0.12중량%의 탄소; 0.003 내지 0.02중량%의 붕소; 0.2 내지 1.5중량%의 규소; 0 내지 0.3중량%의 몰리브덴; 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종(여기서, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량이 0.2 내지 2.5중량%임); 3 내지 12중량%의 이산화티탄; 적어도 1종의 아크 안정화제(여기서, 아크 안정화제의 전체 함량이 0.05 내지 1.0중량%임); 10중량% 이하의 추가적인 용제 시스템 성분; 나머지 철; 및 부수적 불순물을 포함한다.

Description

저망간 함유 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극{LOW-MANGANESE GAS-SHIELDED FLUX CORED WELDING ELECTRODES}
본 개시내용은 일반적으로 가스 차폐된 용제 함유 아크 용접 전극(gas-shielded flux cored arc welding electrode), 더욱 특히 망간 함량이 적은 가스 차폐된 용제 함유 아크 용접 전극에 관한 것이다.
미국 용접 협회(American Welding Society) 규격 AWS A5.20/A5.20M 및 AWS A5.36/A5.36M 및 다른 유사한 국제 규격은 용접 탄소 강에 설계된 용제 함유 전극에 대한 기술적 요건을 규제한다. E7XT-1C, E7XT-1M, E7XT-9C, E7XT-9M, E7XT-12C 및 E7XT-12M으로 분류되고 이산화티탄(TiO2)계 슬래그 시스템(slag system)을 함유하는 가스 차폐된 용제 함유 탄소 강 전극의 경우, AWS A5.20/A5.20M 및 AWS A5.36/A5.36M은 용접 금속 내의 합금 함량이 1.75% 이하의 망간(E7XT-12 유형의 경우 1.60%), 0.12%의 탄소, 0.90%의 규소, 0.20%의 크롬, 0.50%의 니켈, 0.30%의 몰리브덴, 0.08%의 바나듐 및 0.35%의 구리일 것을 요한다. 니켈이 용접 금속 인성 및 연성 특성에 유리하지만, 이 전극 유형에서 최대로 허용되는 니켈 수준은 쾌 제한적이다. 따라서, 탄소, 망간, 몰리브덴 및 규소 수준은 통상적으로 용접 금속 특성을 최적화하도록 조정된다.
일반적으로, 이산화티탄계 슬래그 시스템을 갖는 종래의 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극(flux cored welding electrode)은 상당한 수준의 망간을 포함하고, 원하는 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 성취하기 위해 또한 적은 농도의 붕소를 포함할 수 있다. 이산화티탄계 슬래그 시스템을 포함하는 종래의 가스 차폐된 용제 함유 전극의 단점은 이 전극이 함유하는 상당한 망간 수준이 소정의 방출 제어 규제를 만족시키지 않을 수 있다는 점이다. 예를 들어, 40 CFR 파트 63 하위파트 XXXXXX(최근 발효됨)에서 미국 환경 보호청(U.S. Environmental Protection Agency) 규정 하에 금속 제조 유해 대기 오염물질(Metal Fabrication Hazardous Air Pollutant: MFHAP) 요건은, 전체 전극 중량을 기준으로, 소정의 용접 전극의 망간 함량을 1.0중량% 미만으로 제한한다.
본 개시내용의 목적은 비교적 낮은 망간 함량을 함유하고 비교적 낮은 망간 수준을 함유하는 용접 퓸(fume)을 생성하지만, 소정의 적용 가능한 요건을 만족시키는 기계적 특성을 갖는 용착물(welding deposit)을 생성하는 이산화티탄계 슬래그 시스템을 갖는 가스 차폐된 용제 함유 전극을 제공하는 것이다.
본 개시내용은 철 금속 쉬스(sheath) 및 쉬스 내의 코어를 포함하는 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극을 제공한다. 코어와 쉬스는 함께, 코어와 쉬스의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.50중량%의 망간; 0.02 내지 0.12중량%의 탄소; 0.003 내지 0.02중량%의 붕소; 0.2 내지 1.5중량%의 규소; 0 내지 0.3중량%의 몰리브덴; 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종(여기서, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량은 0.2 내지 2.5중량%임); 3 내지 12중량%의 이산화티탄; 적어도 1종의 아크 안정화제(여기서, 아크 안정화제의 전체 함량은 0.05 내지 1.0중량%임); 10중량% 이하의 추가적인 용제 시스템(flux system) 성분; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다. 용접 전극은 소정의 종래의 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극보다 상당히 적은 망간을 포함하지만, 실질적으로 더 높은 망간 함량을 포함하는 종래의 전극과 유사한 인장 및 다른 특성을 제공하도록 제제화될 수 있다.
독자는 본 발명의 소정의 비제한적인 실시형태의 하기 상세한 설명을 고려하여 본 발명의 상기 상세내용 및 이점, 및 기타 등등을 이해할 것이다. 독자는 또한 본 발명 내의 실시형태를 만들고/만들거나 사용 시 본 발명의 이러한 추가적인 상세내용 및 이점을 이해할 것이다.
예의 방식으로, 개시된 장치의 특정한 실시형태가 이제 첨부된 도면을 참조하여 기재될 것이다:
도 1은 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 가스 차폐된 아크 용접 동안 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극에서의 망간 농도의 함수로서의 용접 퓸 내의 망간 중량%를 도시한 그래프이다.
도 2는 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극 및 가스 차폐된 아크 용접을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 농도의 함수로서의 용착물 내의 망간 중량%를 도시한 그래프이다.
도 3은 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극 및 가스 차폐된 아크 용접을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 농도의 함수로서의 용착물의 항복 강도(yield strength: YS) 및 최대 인장 강도(ultimate tensile strength: UTS)를 도시한 그래프이다.
도 4는 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극 및 가스 차폐된 아크 용접을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 농도의 함수로서의 용착물의 샤르피 v-노치(Charpy v-notch: CVN) 충격 인성(-20℉에서 평가)을 도시한 그래프이다.
도 5는 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극 및 가스 차폐된 아크 용접을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 농도의 함수로서의 퓸 생성 속도(fume generation rate: FGR)를 도시한 그래프이다.
다양한 용접 전극 실시형태는 본 발명의 전체 이해를 제공하기 위해 본 명세서에 기재되어 있다. 본 명세서에 기재된 다양한 실시형태가 비제한적이고 비포괄적인 것으로 이해된다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 개시된 다양한 비제한적이고 비포괄적인 실시형태의 설명에 의해 제한되지 않는다. 적절한 상황에서, 다양한 실시형태와 관련하여 기재된 특징 및 특성은 다른 실시형태의 특징 및 특성과 조합될 수 있다. 이러한 변형 및 변경은 본 명세서의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 그러므로, 특허청구범위는, 본 명세서에 명확히 또는 본질적으로 기재되거나, 달리 본 명세서에 의해 명확히 또는 본질적으로 지지되는, 임의의 단계, 구성요소, 제한, 특징 및/또는 특성을 인용하도록 보정될 수 있다. 추가로, 출원인은 이러한 특징이 본 명세서에 명확히 기재되는지와 무관하게 선행 기술에 존재하는 단계, 구성요소, 제한, 특징 및/또는 특성을 확고히 부인하도록 특허청구범위를 보정할 권한을 보유한다. 따라서, 임의의 이러한 보정은 35 U.S.C. § 112, 제1 문단, 및 35 U.S.C. § 132(a)의 요건을 준수한다. 본 명세서에 개시되고 기재된 다양한 실시형태가 본 명세서에 다양하게 기재된 단계, 구성요소, 제한, 특징 및/또는 특성을 포함하고/하거나 이들로 이루어지고/지거나 실질적으로 이루어질 수 있다.
본 명세서에서 확인된 임의의 특허, 공보 또는 다른 개시내용 자료는, 포함된 자료가 기존의 정의, 성명 또는 본 명세서에서 명확히 기재된 다른 개시내용 자료와 상충하지 않는 정도로만, 달리 기재되지 않은 한, 그 전문이 본 명세서에 참조문헌으로 포함된다. 그러므로, 필요한 정도로, 본 명세서에 기재된 명확한 개시내용은 본 명세서에 참조문헌으로 포함된 임의의 상충하는 자료를 대신한다. 본 명세서에 참조문헌으로 포함된 것으로 언급되지만 기존의 정의, 성명 또는 본 명세서에서 명확히 기재된 다른 개시내용 자료와 상충하는 임의의 자료 또는 이의 부분은 포함된 자료와 기존의 개시내용 자료 간에 상충이 발생하지 않는 정도로만 포함된다. 출원인은 본 명세서에 참조문헌으로 포함된 임의의 대상 또는 이의 부분을 명확히 인용하도록 본 명세서를 보정할 권한을 보유한다.
본 명세서에서 사용되는 경우 및 본 명세서에서 사용되면서 문법의 관사 "하나", "일", "그" 및 "이"는, 달리 언급되지 않은 한, "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 포함하도록 의도된다. 따라서, 관사는 관사의 문법의 목적어의 하나보다 하나 이상(즉, "적어도 하나")을 의미하도록 본 명세서에서 사용된다. 예의 방식으로, "성분"은 하나 이상의 성분을 의미하고, 따라서 가능하게는 하나 초과의 성분이 고려되고 기재된 실시형태의 실행 시 이용되거나 사용될 수 있다. 추가로, 달리 용례의 맥락이 요구하지 않는 한, 단수 명사의 사용은 복수를 포함하고, 복수 명사의 사용은 단수를 포함한다.
본 명세서에 기재된 다양한 실시형태는 이산화티탄계 슬래그 시스템 및 비교적 낮은 망간 함량을 포함하는 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극에 관한 것이다. 본 명세서에 기재된 용제 함유 용접 전극의 실시형태에서의 비교적 낮은 망간 함량은 소정의 종래의 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극보다 적은 망간의 수준을 포함하는 용접 퓸을 생성한다. 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 소정의 비제한적인 실시형태에서 망간 함량은 40 CFR 파트 63 하위파트 XXXXXX(합금 원소 함량에 관함)에서 미국 환경 보호청 규정 하에 소정의 금속 제조 유해 대기 오염물질(MFHAP) 요건을 만족시킨다. 특히, EPA 하위파트 XXXXXX는, 전체 전극 중량을 기준으로, 1.0중량% 이하의 망간, 0.1중량%의 니켈, 0.1중량%의 크롬, 0.1중량%의 카드뮴 및 0.1중량%의 납인 전극 합금 함량을 요한다.
망간이 소정의 용접 금속 특성을 증대시킨다고 공지되어 있지만, 소정의 건강 및 안전 기관이 확립한 수준을 초과하여 흡입되는 경우 아크 용접 공정으로부터 방출된 용접 퓸의 유해 성분이 또한 고려된다. 종래의 가스 차폐된 용제 함유 전극에서의 망간 함량의 감소는 용접 퓸 내의 망간 수준을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 도 1은 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용한 가스 차폐된 아크 용접 동안 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극에서의 전극 망간 함량의 함수로서의 용접 퓸 내의 망간 중량%를 나타낸다. 그러나, 용제 함유 용접 전극에서의 망간 함량의 감소는 또한 용접 금속에서의 망간 함량 및 결국 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 감소시킬 수 있다. 도 2는 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용하여 가스 차폐된 아크 용접 동안 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 함량의 함수로서의 용착물 내의 망간 중량%를 나타낸다. 용착물 망간 함량이 용접 전극에서의 망간 수준의 증가로 증가한다는 것을 도 2로부터 볼 수 있다. 도 3은 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용하여 가스 차폐된 아크 용접 동안 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 함량의 함수로서의 용착물의 항복 강도(YS)와 최대 인장 강도(UTS) 사이의 관계식을 나타낸다. 도 3에서, 용착물의 YS 및 UTS 둘 다는 전극 망간 함량의 감소로 감소한다. 도 4는 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용하여 가스 차폐된 아크 용접 동안 1/16인치 직경의 E71T-9M 용제 함유 용접 전극을 사용하여 용착물이 형성될 때 용접 전극 망간 함량의 함수로서의 용착물의 샤르피 v-노치(CVN) 충격 인성(-20℉에서 평가됨) 사이의 관계식을 나타낸다. 도 4에서, 용착물의 CVN 충격 인성은 전극 망간 함량의 감소로 감소한다.
따라서, 용접 전극 설계는 경쟁하는 문제를 해결해야 하며, 용접 퓸 망간 수준을 해결하기 위한 용제 함유 용접 전극에서의 망간 함량의 감소는 용착물 기계적 특성을 손상시킬 수 있다. 이전에는, EPA 하위파트 XXXXXX 1.0%의 망간 최대 및 0.1%의 니켈 최대 요건을 만족시키면서, 또한 AWS A5.20/A5.20M 분류 E7XT-1C, E7XT-1M, E7XT-9C, E7XT-9M, E7XT-12C 및 E7XT-12M의 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 충족시키는 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극이 없었다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 소정의 비제한적인 실시형태는 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극보다 낮은 망간 수준을 포함하고, 이로써 약 90% 미만까지의 망간을 포함하는 용접 퓸을 생성한다. 그럼에도 불구하고, 본 개시내용에 따른 용접 전극 실시형태는 여전히 AWS A5.20/A5.20M 및 AWS A5.36/A5.36M에 규정된 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 충족시킨다. 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 철 금속 쉬스 및 철 금속 쉬스로 둘러싸인 코어 성분(core ingredient)을 포함한다. 가스 차폐된 용제 함유 전극은, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.50중량%의 망간; 0.02 내지 0.12중량%의 탄소; 0.003 내지 0.02중량%의 붕소; 0.2 내지 1.5중량%의 규소; 0 내지 0.3중량%의 몰리브덴; 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종(여기서, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량은 0.2 내지 2.5중량%임); 나머지 철 및 부수적 불순물의 조성을 갖는다. 탄소, 붕소, 규소, 몰리브덴 및 티탄, 마그네슘 및/또는 알루미늄 함량의 조합을 최적화하는 것은 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극에 비해 용접 전극의 망간 함량의 실질적인 감소를 허용하면서, 허용되는 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 유지할 수 있다. 쉬스는 플럭싱(fluxing)의 미립자 혼합물 및 가능하게는 다른 성분을 둘러싼다.
본 명세서에 달리 언급되지 않은 한, 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극의 다양한 성분에 대해 본 명세서에 제공된 농도는 용접 전극의 철 함유 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로 중량%로 계산된다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 전극은 이러한 전극을 제조하는 임의의 종래의 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 본 개시내용에 따른 용접 전극을 제조하는 비제한적인 일 방법에서, 코일링된 철 함유 시트 강은 스트립(strip)으로 분할된다. 스트립은 롤러를 통과하고, 이 롤러는 일반적으로 U형 단면을 갖는 채널로 스트립을 형성한다. 동일한 조작에서, 형성된 스트립은 측정된 양의 미립자 코어 성분으로 충전된다. 이후, U형 스트립은 밀폐 롤을 통과하고, 코어 성분이 둘러싸인 관으로 스트립을 형성한다. 이후, 관은 형성된 관의 원래 직경보다 작은 원하는 크기로 연신되거나 압연되거나 스웨이징(swaging)되어, 최종 용접 전극을 제공한다. 최종 전극은 전극을 제조하기 위해 이용되는 환원 공정에 따라 잔류 활택제 및 수분을 제거하도록 소성되거나 비소성 상태에서 사용될 수 있다. 본 개시내용에 따른 용접 전극을 제조하는 다른 방법은 본 명세서를 고려하여 당업자에게 명확할 것이다.
제작 후, 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 전극은 용제 함유 아크 용접(flux cored arc welding: FCAW) 공정에서 사용될 수 있고, 여기서 차폐 가스는 예를 들어 아르곤, 이산화탄소, 산소, 다른 불활성 가스 및 이들의 2종 이상의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 적합한 전원, 와이어 (전극) 공급기, 총 및 차폐 가스를 공급하는 시스템을 일체화한 임의의 FCAW 장비 및 공정은 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극을 사용하여 재료를 용접하기 위해 사용될 수 있다.
본 개시내용의 일 양상에 따르면, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 미립자 코어 성분을 둘러싸는 철 함유 쉬스를 포함한다. 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 0.25 내지 1.50중량%의 망간; 0.02 내지 0.12중량%의 탄소; 0.003 내지 0.02중량%의 붕소; 0.2 내지 1.5중량%의 규소; 0 내지 0.3중량%의 몰리브덴; 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종(여기서, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량은 0.2 내지 2.5중량%임); 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다. 코어 성분은 3 내지 12중량%의 이산화티탄; 0.05 내지 1.0중량%의 아크 안정화제; 및 10중량% 미만의 다른 플럭스 성분을 포함하는 플럭스 시스템을 포함한다. 아크 안정화제는 예를 들어, 제한 없이, 산화나트륨, 산화칼륨 및/또는 용제 함유 용접 전극에서 사용되는 다른 공지된 아크 안정화제 중 1종 이상의 화합물일 수 있다. 다른 플럭스 성분은 예를 들어, 제한 없이, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화망간, 산화지르코늄 및 불소 함유 화합물 중 1종 이상일 수 있다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 플럭스 시스템은 이산화티탄에 기초한다. 본 명세서에서의 전극에서의 TiO2 함량은 3 내지 12중량%의 범위일 수 있고, 소정의 실시형태에서 7.0 내지 11.0중량%의 범위이다. TiO2는 순수한 루타일(rutile) 형태로 존재할 수 있지만, 또한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극을 위한 플럭스 성분으로서 적합한 다른 형태로 존재할 수 있다. 본 명세서에서 또한 "TiO2"라고 칭하는 "TiO2"의 다른 적합한 형태의 비제한적인 예는 알칼리 금속 티타네이트, 아나타제 및 류콕센(leucoxene)을 포함한다. 플럭스 시스템의 TiO2 성분은 용접 동안, 특히 수평 및 편평한 위치 이외의 위치에서의 용접 동안 용융된 금속을 지지하는 데 필요한 슬래그 점도 및 융점을 제공하는 것을 돕는다. 용융된 액적이 용접 동안 전극 선단으로부터 용접 금속으로 가로지르면서 TiO2는 또한 아크를 안정화시키는 것을 돕는다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 플럭스 시스템은 나트륨(Na) 및/또는 다른 아크 안정화 화합물 중 1종 이상의 화합물을 포함한다. 1종 이상의 아크 안정화 화합물의 전체 중량은, Na2O로 표시될 때, 0.05 내지 1.0중량%의 범위이고, 소정의 실시형태에서 0.10 내지 0.60중량%의 범위이다. 플럭스 시스템의 아크 안정화 성분은 아크 안정화제로서 작용하고 용접 동안 스패터(spatter) 생성을 감소시킨다. 아크 안정화 성분은 Na, 칼륨(K) 및 리튬(Li)의 1종 이상의 적합한 화합물을 포함할 수 있지만, 또한 당해 분야에 공지된 다른 적합한 아크 안정화제로 이루어지거나 이를 포함할 수 있다. 적합한 아크 안정화제의 예는 산화나트륨 및 산화칼륨의 화합물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 플럭스 시스템의 다른 가능한 성분은, 슬래그의 점도 및/또는 융점을 조절하는 것을 돕고/돕거나, 용접 비드 유동성 및 형상을 개선하고/하거나, 용접 금속 확산성 수소 수준을 감소시키는 것을 돕고/돕거나, 다른 용접 성능 특징을 개선하는, 예를 들어 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화망간, 산화지르코늄 및 불소 함유 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 이 다른 성분의 전체 농도는, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 10중량% 이하이어야 한다. 일 실시형태에서, 플럭스 시스템의 다른 성분은, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소를 포함한다.
본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극의 철 함유 쉬스 및 코어 성분은 용접 금속의 특징을 개선하도록 의도되는 1종 이상의 합금 성분을 포함한다. 예를 들어, 제한 없이, 합금 성분은 망간, 탄소, 붕소, 규소, 몰리브덴, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 1종 이상이거나 이를 포함할 수 있다. 이 합금 원소는 철 함유 스트립 재료로 합금되는 원소로서 철 함유 스트립에 존재할 수 있고/있거나, 예를 들어 순수한 금속 형태에서 코어 성분의 성분으로서 및/또는 1종 이상의 철합금의 일부로서 존재할 수 있다. 임의의 경우에, 합금 성분은 합금 원소로서 용접 금속에 용이하게 혼입될 수 있는 형태로 존재한다.
망간은 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에 0.25 내지 1.50중량%의 농도로 존재할 수 있다. 망간은 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 증가시키기 위해 전극에 포함된다. 망간은 또한 고화 동안 용접 풀을 탄산화시키는 것을 보조하도록 작용할 수 있고 이로써 용접 금속 다공성 결합을 억제하는 것을 돕는다. 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극의 소정의 비제한적인 실시형태에서, 망간은 0.50 내지 1.25중량%의 범위로 존재하고, 소정의 실시형태에서 0.50 내지 1.0중량%의 범위로 존재한다. 0.25 내지 1.50중량%의 망간 범위는 소정의 종래의 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 전극의 망간 함량보다 낮고, 전극의 감소한 망간 함량은 용접 퓸에 존재하는 망간을 약 90% 이하로 감소시킬 수 있다. 또한, 1.0중량% 이하의 망간을 포함하는 본 개시내용에 따른 용접 전극 실시형태는 40 CFR 파트 63 하위파트 XXXXXX에서 미국 환경 보호청 규정 하에 금속 제조 유해 대기 오염물질(MFHAP) 요건 하의 규제를 충족시킨다.
탄소는 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에서 0.02 내지 0.12중량%의 범위로 존재할 수 있고, 소정의 실시형태에서 0.03 내지 0.10중량%의 범위로 존재한다. 탄소는 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 개선할 수 있고, 본 개시내용에 따른 전극에서 이 특성을 개선하는 데 있어서의 망간에 대한 부분 대체물로 작용한다. 탄소는 또한 고화 동안 용접 풀을 탈산화시키는 데 사용되어 용접 금속 다공성 결함을 방지하는 것을 도울 수 있다.
붕소는 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에서 0.003 내지 0.02중량%의 범위로 존재할 수 있고, 소정의 실시형태에서 0.005 내지 0.015중량%의 범위로 존재한다. 붕소는 용접 금속 인성 특성을 증가시키는 것을 도울 수 있고, 본 개시내용에 따른 전극에서 이 점에서 망간에 대한 부분 대체물로 작용한다.
규소는 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에서 0.2 내지 1.5중량%의 범위로 존재할 수 있고, 소정의 실시형태에서 0.3 내지 1.0중량%의 범위로 존재한다. 규소는 고화 동안 용접 풀을 탈산화시켜 용접 금속 다공성 결함을 방지하는 것을 도울 수 있다. 규소는 또한 용접 비드의 유동성에 영향을 미칠 수 있고, 고화 동안 슬래그의 점도 및 용접 금속의 지지를 증가시킨다.
몰리브덴은 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에서 0.3% 이하의 농도로 존재할 수 있다. 몰리브덴은 용접 금속 인장 특성을 증가시키는 것을 도울 수 있다. 본 명세서에서의 소정의 용접 전극 실시형태에서, 몰리브덴은 부재한다.
티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 1종 이상은, 전극의 플럭스에 존재할 수 있는 이러한 재료의 분량으로부터 구별되는 분량으로, 전극의 코어 및 쉬스의 둘 다 또는 어느 하나를 포함하는, 본 개시내용에 따른 용제 함유 용접 전극에 존재할 수 있다. 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 농도는 0.2 내지 2.5중량%이다. 본 개시내용에 따르면 용접 전극의 소정의 비제한적인 실시형태에서, 티탄 및 마그네슘의 전체 함량은 0.3 내지 2.0중량%의 범위이다. 소정의 다른 비제한적인 실시형태는 0.4 내지 1.0중량%의 범위의 마그네슘을 포함한다. 다른 실시형태에서, 마그네슘은 0.2 내지 1.5중량%의 범위의 티탄 첨가와 함께 0.2 내지 1.0중량%의 범위로 존재한다. 티탄, 마그네슘 및/또는 알루미늄 첨가는 탈산화제로서 작용할 수 있고, 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 개선할 수 있고, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 1종 이상은 망간에 대한 부분 대체물로서 본 개시내용에 따른 전극에 첨가될 수 있다.
이산화티탄계 슬래그 시스템을 포함하는 AWS A5.20 및 AWS A5.36/A5.36M 분류 E7XT-1C, E7XT-1M, E7XT-9C, E7XT-9M, E7XT-12C 및 E7XT-12M의 종래의 가스 차폐된 용제 함유 전극은 상당한 농도의 망간을 이용하고, 허용되는 용접 금속 인성, 인장 및 연성 특성을 성취하기 위해 또한 적은 농도의 붕소를 사용할 수 있다. 그러나, 이 종래의 전극은 또한 상당한 수준의 망간을 포함하는 용접 공정 동안 용접 퓸을 생성한다. AWS A5.20 및 AWS A5.36/A5.36M 분류 내의 상업적으로 구입가능한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 미국 환경 보호청 40 CFR 파트 63 하위파트 XXXXXX 하에 금속 제조 유해 대기 오염물질(MFHAP) 요건을 만족시키지 못한다.
상기 기재된 바대로, 도 1은 전극을 사용한 가스 차폐된 아크 용접 동안 생성된 용접 퓸의 망간 함량과 전극 망간 함량 사이의 관계식을 나타낸다. 용접 퓸 시험은 AWS F1:2:2006, "Laboratory Method for Measuring Fume Generation Rates and Total Fume Emission of Welding and Allied Processes"에 정의된 절차를 이용하여 수행하고, 이의 전체 개시내용은 본 명세서에 포함된다. 사용된 평균 전류 및 전압은 각각 300A 및 28V이다. 모든 다른 주요 변수가 일정하게 유치된 채 전극 망간 함량이 약 2.2중량%의 종래의 수준으로부터 감소하면서 용접 퓸의 망간 함량이 상당히 감소한다는 것을 도 1로부터 볼 수 있다. 전극 망간 함량이 통상적인 2.25중량% 수준으로부터 0.25중량%로 감소할 때, 퓸 망간 함량의 감소는 90% 이하이다.
상기 기재된 바대로, 도 2는 전극을 사용한 가스 차폐된 아크 용접 동안 용착물에서의 망간 함량과 전극 망간 함량 사이의 관계식을 나타낸다. 이 시험을 각각 315A 및 28V의 평균 전류 및 전압으로 AWS A5.20/A5.20M 절차를 이용하여 수행한다. 전극 내의 망간 함량이 감소하면서 용접 금속 망간 수준이 감소한다. 모든 다른 주요 변수가 일정하게 유치된 채, 전극의 망간 함량의 감소는 용접 금속 망간 함량을 감소시켜, 망간의 존재에 의해 증대된 용접 금속의 이 유용한 기계적 특성 및 다른 특성을 손상시킨다.
상기 기재된 바대로, 도 3은 전극 망간 함량과 용접 금속 침착물의 항복 및 인장 특성 사이의 관계식을 나타낸다. 이 시험을 각각 315A 및 28V의 평균 전류 및 전압으로 AWS A5.20/A5.20M 절차를 이용하여 수행한다. 모든 다른 변수가 일정하게 유치된 채, 망간은 일반적으로 항복 및 인장 특성을 증가시키고, 망간 함량이 적어도 약 2.2중량%의 종래의 수준으로부터 1.5중량% 미만의 수준으로 감소하면서 YS 및 UTS 둘 다의 상당한 감소가 나타나는 것으로 보인다.
상기 기재된 바대로, 도 4는 전극 망간 함량과 전극을 사용하여 형성된 용접 금속 침착물의 CVN 인성 특성 사이의 관계식을 나타낸다. 이 시험을 각각 315A 및 28V의 평균 전류 및 전압으로 AWS A5.20/A5.20M 절차를 이용하여 수행한다. 망간은 일반적으로 용접 금속 인성 특성을 개선하고, 도 4는, 모든 다른 변수가 일정하게 유치된 채, 전극 망간 함량이 종래의 수준으로부터 감소할 때 CVN 인성이 상당히 손상된다는 것을 나타낸다.
도 5는 가스 차폐된 아크 용접 동안 전극의 망간 함량과 퓸 생성 속도(FGR) 사이의 관계식을 나타낸다. 도 5는, 모든 다른 주요 변수가 일정하게 유치된 채, 전극 망간 함량이 적어도 약 2.2중량%의 종래의 수준으로부터 감소하면서 FGR에 대한 주요 효과가 없음을 나타낸다.
본 개시내용의 범위 내의 저망간 함유 용접 전극의 하기 실시예는 예시적인 전극이, 2.0 내지 2.5중량%의 통상적인 범위로부터 0.25 내지 1.50중량%의 범위 아래로 전극 망간 함량을 상당히 감소시킬 때 예상되는 것처럼, 용접 금속 인장 및 CVN 인성 특성의 어떠한 상당한 감소를 나타내지 않는다는 것을 보여준다. 모든 시험 결과는 AWS A5.20/A5.20M 절차를 이용하여 얻었고, 예외로 보통의 5개의 시편 대신에 10개의 CVN 시편을 시험하고 평균하여 전극 결과의 비교를 나타냈다. 몇몇 경우에, 시험을 반복하고 평균 결과가 도면 및 표에 기재되어 있다. AWS A5.20 기계적 특성 요건은 가스 차폐된 용제 함유 전극 분류에 따라 약간 변한다. E71T-9M FCAW 전극 유형은 75%의 Ar/25%의 CO2 차폐 가스를 사용하여 본 발명을 입증하기 위해 사용되었다. CVN 인성 시험을 -20℉에서 수행하였고, 이때 허용되는 AWS A5.20 결과에 대한 최소 요건은 20ft-lb이다. 필요한 항복 강도는 최소 58ksi이고, 최대 인장 강도 필요 범위는 70 내지 95ksi이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바대로, 망간이 종래의 용제 함유 전극에서 감소할 때 인장 특성(항복 강도 및 최대 인장 강도) 및 CVN 충격 인성이 실질적으로 감소한다. 1.25중량%의 낮은 망간 함량을 포함하는 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극에 대한 탄소 및 붕소 첨가의 효과를 입증하기 위해, 종래의 전극("표준품(STD)") 및 3개의 실험 전극을 평가하였다. 데이터가 표 1에 기재되어 있다.
Figure pct00001
실험 전극 1호는 종래의 전극에 비해 증가한 탄소 및 감소한 망간을 포함하였다. 전극 1호에 대한 시험 결과는 종래의 범위의 망간 함량을 포함하는 종래의 전극과 비교하여 CVN 인성의 59% 감소를 나타냈다. 전극 1호에서의 0.036중량%로부터 실험 전극 2호에서의 0.072중량%로의 탄소의 증가는 CVN 인성이 2배가 넘게 하면서, 1.25중량%의 낮은 망간 함량을 유지시켰다. 실험 전극 3호에서, 탄소 함량은 0.072중량%로 증가하고, 붕소 함량은 0.0072중량%로부터 0.0144중량%로 증가하였다. 이 변경은 추가로 전극 2호에 대해 CVN 인성을 12%만큼 증가시켰다. 저 망간 전극 2호 및 3호의 CVN 인성은 2.15중량%의 망간을 함유하는 종래의 전극의 CVN 인성과 실질적으로 동등하였다. 전극 3호에서의 탄소 및 붕소 함량 둘 다의 증가는 또한 YS 및 UTS를 종래의 전극에 가까운 수준으로 증가시켰다.
0.90중량%의 낮은 전극 망간 함량에서의 탄소의 효과를 결정하기 위해, 4개의 추가적인 실험 전극 제제를 평가하고, 데이터는 표 2에 제공되어 있다. 0.028중량%의 탄소를 포함하는 전극 4호의 CVN 인성은 -20℉에서 20ft-lb의 AWS A5.20 최소를 만족시키지 않았다. 실험 전극 5호, 6호 및 7호에서의 0.07중량%를 초과하는 수준으로의 탄소 함량 증가는 허용되는 AWS A5.20 CVN 인성 값을 생성하였고, 최적은 대략 0.08중량%의 탄소인 것으로 밝혀졌다. 탄소 함량이 전극 4호 내지 7호에서 증가하면서, 인장 특성은 또한 표 1에 기재된 종래의 전극과 가까운 수준으로 상향하는 경향이 있었다.
Figure pct00002
티탄 및 마그네슘 첨가의 효과가 0.90중량%의 낮은 망간 함량 및 0.08중량%의 탄소를 포함하는 일련의 실험 전극을 사용하여 조사되었다. 결과는 표 3에 기재되어 있다. 실험 전극 9호 및 10호는 각각 0.24 및 0.47중량%의 티탄을 포함하고, 각각의 전극은 0.56중량%의 마그네슘을 포함하였다. 전극 9호 및 10호의 CVN 인성 값은 2.15중량%의 망간을 포함하는 평가된 종래의 전극의 인성과 적어도 거의 동등하였다. 실험 전극 8호, 9호 및 10호에 대한 표 3에서의 모든 기재된 인장 특성은 AWS A5.20 요건을 만족시키고, 10호 전극으로부터의 인장 결과는 종래의 전극에 근사하였다.
Figure pct00003
마그네슘에 의한 티탄 첨가의 효과가 또한 0.25중량%의 매우 낮은 망간 함량 및 0.036중량%의 낮은 탄소 함량을 함유하는 일련의 전극에서 조사되었다. 결과는 표 4에 기재되어 있다. 실험 전극 12호에서의 0.78중량%의 티탄의 첨가는 전극 11호에 비해 대략 70%만큼 CVN 인성을 증가시켰다. 인장 특성의 적은 증가가 또한 이 티탄 첨가로 성취되었다.
Figure pct00004
0.90중량%의 낮은 망간 함량 및 1.03중량%의 전체 티탄 및 마그네슘 함량에서의 탄소의 효과를 평가하기 위해, 실험 전극을 표 5에 기재된 바대로 평가하였다. 탄소가 전극 13호, 14호 및 10호에서 대략 0.06 내지 0.08중량% 범위로 증가하면서 CVN 인성이 증가하였고, 이 결과는 높은 2.15중량%의 망간 함량을 함유하는 종래의 전극과 동등하였다. 인장 특성의 상응하는 증가가 또한 이 연속 실험에서 탄소가 대략 0.11중량%로 증가하면서 나타났고, 인장 특성은 평가된 종래의 전극과 유사하였다. 모든 이 시험 결과는 AWS A5.20 요건을 만족시켰다.
Figure pct00005
실험 전극 제제에 대한 시험으로부터의 상기 결과를 고려하면, 본 발명자들은 다양한 개선된 저망간 함유 가스 차폐된 용제 함유 전극 제제를 확인하였다. 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 전극의 비제한적인 일 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.50중량%의 망간; 0.02 내지 0.12중량%의 탄소; 0.003 내지 0.02중량%의 붕소; 0.2 내지 1.5중량%의 규소; 0 내지 0.3중량%의 몰리브덴; 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종(여기서, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량은 0.2 내지 2.5중량%임); 3 내지 12중량%의 이산화티탄; 적어도 1종의 아크 안정화제(여기서, 아크 안정화제의 전체 함량은 0.05 내지 1.0중량%임); 10중량% 이하의 추가적인 용제 시스템 성분; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다. 소정의 비제한적인 실시형태에서, 아크 안정화제는 산화나트륨 및 산화칼륨 화합물 중 적어도 1종을 포함한다. 소정의 비제한적인 실시형태에서, 추가적인 플럭스 시스템 성분은 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화망간, 산화지르코늄 및 불소 함유 화합물 중 적어도 1종을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 추가적인 비제한적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.50 내지 1.25중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0.015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종(여기서, 티탄 및 마그네슘의 전체 함량은 0.3 내지 2.0중량%임); 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 추가의 비제한적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.50 내지 1.25중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0.015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘; 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 다른 추가의 비제한적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.50 내지 1.25중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0.015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘; 0.2 내지 1.5중량%의 티탄; 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 또 다른 비제한적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.0중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0.015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종(여기서, 티탄 및 마그네슘의 전체 함량은 0.3 내지 2.0중량%임); 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 추가의 비제한적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.0중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0.015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘; 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 추가적인 실시형태는, 철 금속 쉬스 및 미립자 코어 성분을 둘러싸는 쉬스 내의 코어를 포함하되, 코어 성분과 쉬스는 함께, 쉬스와 코어 성분의 전체 중량을 기준으로, 0.25 내지 1.0중량%의 망간; 0.03 내지 0.10중량%의 탄소; 0.005 내지 0. 015중량%의 붕소; 0.3 내지 1.0중량%의 규소; 0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘; 0.2 내지 1.5중량%의 티탄; 7 내지 11중량%의 이산화티탄; 0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨; 0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소; 나머지 철 및 부수적 불순물을 포함한다.
소정의 실시형태에서, 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극의 철 금속 쉬스는 일반적으로 관형(tubular)이다. 본 개시내용에 따른 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극은 용제 함유 아크 용접에 사용하도록 적응될 수 있고, 차폐 가스는 예를 들어 아르곤, 이산화탄소, 산소, 다른 불활성 가스 및 이들의 적어도 2종의 혼합물로부터 선택된다.
본 명세서가 다양한 비제한적이고 비포괄적인 실시형태를 참조로 기재되어 있다. 그러나, 임의의 개시된 실시형태(또는 이의 부분)의 다양한 치환, 변형 또는 조합이 본 명세서의 범위 내에 이루어질 수 있는 것으로 당해 분야의 당업자는 인식할 것이다. 따라서, 본 명세서가 본 명세서에 명확히 기재되지 않은 추가적인 실시형태를 지지하는 것으로 고려되고 이해된다. 예를 들어, 본 명세서에 기재된 다양한 비제한적인 실시형태의 임의의 개시된 단계, 성분, 구성요소, 특징, 양상, 특성, 제한 등을 조합하거나 변형하거나 인식함으로써 이러한 실시형태를 얻을 수 있다.

Claims (20)

  1. 철 금속 쉬스(ferrous metal sheath) 및 상기 쉬스 내의 코어 성분(core ingredient)을 함유하는 코어를 포함하는 데 사용하기 위한 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극(gas-shielded flux cored welding electrode)으로서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.50중량%의 망간;
    0.02 내지 0.12중량%의 탄소;
    0.003 내지 0.02중량%의 붕소;
    0.2 내지 1.5중량%의 규소;
    0 내지 0.3중량%의 몰리브덴;
    티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량이 0.2 내지 2.5중량%인, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종;
    3 내지 12중량%의 이산화티탄;
    아크 안정화제의 전체 함량이 0.05 내지 1.0중량%인, 적어도 1종의 아크 안정화제;
    10중량% 이하의 추가적인 용제 시스템(flux system) 성분;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  2. 제1항에 있어서, 상기 철 금속 쉬스는 일반적으로 관형(tubular)인 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전극은 용제 함유 아크 용접에 사용하도록 적응되고, 상기 차폐 가스는 아르곤, 이산화탄소, 산소, 다른 불활성 가스 및 이들의 적어도 2종의 혼합물로부터 선택되는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 1종의 아크 안정화제는 산화나트륨 및 산화칼륨의 화합물로부터 선택되는 재료를 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  5. 제1항에 있어서, 상기 추가적인 용제 시스템 성분은 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화망간, 산화지르코늄 및 불소 함유 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    티탄 및 마그네슘의 전체 함량이 0.3 내지 2.0중량%인, 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  8. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    0.2 내지 1.5중량%의 티탄;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  9. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    티탄 및 마그네슘의 전체 함량이 0.3 내지 2.0중량%인, 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  10. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  11. 제1항에 있어서, 상기 코어 성분과 상기 쉬스는 함께, 상기 코어 성분과 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    0.2 내지 1.5중량%의 티탄;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인, 가스 차폐된 용제 함유 용접 전극.
  12. 금속 쉬스 및 상기 쉬스 내의 코어를 포함하는 용접 전극으로서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.50중량%의 망간;
    0.02 내지 0.12중량%의 탄소;
    0.003 내지 0.02중량%의 붕소;
    0.2 내지 1.5중량%의 규소;
    0 내지 0.3중량%의 몰리브덴;
    티탄, 마그네슘 및 알루미늄의 전체 함량이 0.2 내지 2.5중량%인, 티탄, 마그네슘 및 알루미늄 중 적어도 1종;
    3 내지 12중량%의 이산화티탄;
    아크 안정화제의 전체 함량이 0.05 내지 1.0중량%인, 적어도 1종의 아크 안정화제;
    10중량% 이하의 추가적인 용제 시스템 성분;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 1종의 아크 안정화제는 산화나트륨 및 산화칼륨의 화합물로부터 선택되는 재료를 포함하는 것인 용접 전극.
  14. 제12항에 있어서, 상기 추가적인 용제 시스템 성분은 이산화규소, 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화망간, 산화지르코늄 및 불소 함유 화합물 중 적어도 1종을 포함하는 것인 용접 전극.
  15. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    티탄 및 마그네슘의 전체 함량이 0.3 내지 2.0중량%인 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  16. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  17. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.50 내지 1.25중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    0.2 내지 1.5중량%의 티탄;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  18. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    티탄 및 마그네슘의 전체 함량이 0.3 내지 2.0중량%인 티탄 및 마그네슘 중 적어도 1종;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  19. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.4 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
  20. 제12항에 있어서, 상기 코어와 상기 쉬스는 함께, 상기 코어와 상기 쉬스의 전체 중량을 기준으로,
    0.25 내지 1.0중량%의 망간;
    0.03 내지 0.10중량%의 탄소;
    0.005 내지 0.015중량%의 붕소;
    0.3 내지 1.0중량%의 규소;
    0.2 내지 1.0중량%의 마그네슘;
    0.2 내지 1.5중량%의 티탄;
    7 내지 11중량%의 이산화티탄;
    0.10 내지 0.60중량%의 산화나트륨;
    0.10 내지 0.80중량%의 이산화규소;
    철; 및
    부수적 불순물을 포함하는 것인 용접 전극.
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