KR20170136107A - 이종합금 용접방법 - Google Patents

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최시훈
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Abstract

불활성 가스 텅스텐 아크 용접(TIG)을 이용한 이종합금 용접방법에 있어서, 상기 불활성 가스는 순도 99.9%이상의 고순도 Ar가스를 사용하여 용융금속과 아크를 대기로부터 보호하고, 용접봉은 Austenitic stainless steel과 ST440의 금속 용접선을 이용하며, 용접 전류는 아크를 안정시키기 위해서 고주파의 낮은 전류로 중첩시켜 용접하는 것을 특징으로 하는 이종합금 용접방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 TIG용접을 이용하여 발전소, 제철, 석유화학 산업 등에 사용되는 배관이음새, 밴딩 부 등 이종합금이 적용되는 곳의 폭 넓게 적용할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 TIG용접으로 300계-400계 뿐만 아니라 다른 합금계를 이용한 이종용접이 가능하여 사용효율을 향상할 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 용접재료의 기계적 물성 평가 및 예측기술을 산업현장에 적용할 수 있는 효과를 갖는다. 아울러 본 발명은 발전소 및 제철소에 사용되는 제품에 대한 이종합금 적용으로 제품에 대한 가격경쟁력의 우위를 선점할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

이종합금 용접방법{A method of welding dissimilar of alloys}
본 발명은 이종합금 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 서로 다른 이종합금에 대하여 용접결함을 최소화하고 강도를 증가할 수 있도록 하는 이종합금 용접방법에 관한 것이다.
일반적으로 용접은 고상 상태로 있는 이종 재료를 열이나 압력 또는 열과 압력을 동시에 가해서 서로 접합하는 기술로써 여러 기기 및 구조물의 제작 현장에서는 조립 공정에 속하는 가공분야이다.
그러나 용접은 고열을 수반하는 금속야금학적 접합 방법으로서 미세조직의 변화, 잔류응력, 용접결함, 재료의 변형 및 수축 등 많은 문제점이 발생한다.
특히 품질검사가 용이하지 않고 용접부의 기계적 물성의 저하, 응력집중 및 저온취성파괴 등의 결점이 발생한다.
따라서, 용접기술의 적용에 있어서 용접부재의 접합성과 용접 이음의 기계적, 물리적, 화학적 성질 및 생산성 등을 충분히 고려하여 적절한 용접 방법이나 용접 재료를 선정하는 것이 제품의 신뢰성 및 안정성 확보에 중요한 조건으로 작용한다.
이러한 용접방법은 필요한 에너지의 근원에 따라 분류할 수 있으며 기계적, 전기적, 화학적, 광학적으로 분류할 수 있다.
특히 아크를 이용하여 용접하는 방법은 금속과 금속간의 용접에 쓰이며, 설비비가 싸고 용접이 간편한 장점을 갖기 때문에 구조용 강을 비롯한 거의 모든 금속재료에 이용되고 있다.
이처럼 국내외에서는 선박, 발전 플랜트용 구조 용접에 주로 사용되는 300계, 400계 스테인리스 강, 일반 탄소강 등의 재료를 다양한 용접 방법 및 조건에 따라 동종 및 이종 접합된 용접부의 기계적 특성 및 용접성 평가에 대한 연구와 인코넬-강과의 이종 접합을 이용하여 피로 수명 및 크리프 특성 평가에 대한 연구가 활발히 진행중이다.
하지만, 동종 및 이종 접합된 용접부의 물성을 예측하는 연구는 전무한 실정으로 복잡한 공정을 이용하여 용접부의 물성을 평가하는 것보다 현장에서도 용접부의 물성을 정확하게 예측할 수 있는 기술 개발이 절실히 필요한 실정이다.
한국공개특허 제10-1983-0002567호(1983.05.30) 한국공개특허 제10-1990-0009203호(1990.07.02) 한국공개특허 제10-1991-0011383호(1991.07.30) 한국공개특허 제10-1997-0043229호(1997.07.26)
A.S.Khan et al./International Journal of Plasticity 30-31,(2012)1-17 W.C. Wu et al./Acta Materialia 60,(2012)6972-6981 S.-H. Choi et al./International Journal of Plasticity 58,(2014)184-200
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 TIG용접기술을 이용하여 치밀한 조직을 갖고 우수한 기계적 물성을 보유한 이종합금 용접방법을 제공함에 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
불활성 가스 텅스텐 아크 용접(TIG)을 이용한 이종합금 용접방법에 있어서,
상기 불활성 가스는 순도 99.9%이상의 고순도 Ar가스를 사용하여 용융금속과 아크를 대기로부터 보호하고, 용접봉은 Austenitic stainless steel과 ST440의 금속 용접선을 이용하며, 용접 전류는 아크를 안정시키기 위해서 고주파의 낮은 전류로 중첩시켜 용접하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 TIG용접을 이용하여 발전소, 제철, 석유화학 산업 등에 사용되는 배관이음새, 밴딩 부 등 이종합금이 적용되는 곳의 폭 넓게 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 TIG용접으로 300계-400계 뿐만 아니라 다른 합금계를 이용한 이종용접이 가능하여 사용효율을 향상할 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 용접재료의 기계적 물성 평가 및 예측기술을 산업현장에 적용할 수 있는 효과를 갖는다.
아울러 본 발명은 발전소 및 제철소에 사용되는 제품에 대한 이종합금 적용으로 제품에 대한 가격경쟁력의 우위를 선점할 수 있는 효과를 갖는다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 이종합금 용접방법을 설명한다.
본 발명은 불활성 가스 텅스텐 아크 용접(TIG)을 이용한 이종합금 용접방법에 있어서,
상기 불활성 가스는 순도 99.9%이상의 고순도 Ar가스를 사용하여 용융금속과 아크를 대기로부터 보호하고, 용접봉은 Austenitic stainless steel과 ST440의 금속 용접선을 이용하며, 용접 전류는 아크를 안정시키기 위해서 고주파의 낮은 전류로 중첩시켜 용접하는 것을 특징으로 한다.
특히 본 발명에서 서로 다른 이종합금에 대하여 용접결함 최소화 및 강도를 높이기 위한 방안으로 불활성 가스를 사용하였다.
여기서 상기 불활성 가스는 순도 99.9%이상의 고순도 Ar가스를 사용하여 용융금속과 아크를 대기로부터 보호함으로써 용접품질 및 작업성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 용접봉은 용접결함을 발생을 최소화할 수 있도록 Austenitic stainless steel와 ST440의 중간 재질의 금속 용접선을 이용하였다.
그리고 용접시 교류에서는 아크가 불안정하므로, 용접 전류에 고주파의 낮은 전류로 중첩시켜 아크를 안정시켰다.
본 발명에서 이용하는 TIG 용접의 조건은 표 1과 같다.
Figure pat00001
한편, 스테인리스나 주철의 용접 시 극성은 고주파용 교류를 사용하여 작업의 편리성 및 확장성을 확보할 수 있다.
따라서 본 발명은 TIG용접을 이용하여 발전소, 제철, 석유화학 산업 등에 사용되는 배관 이음새, 밴딩 부 등 이종합금이 적용되는 곳의 원활하 용접작업을 진행할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.

Claims (1)

  1. 불활성 가스 텅스텐 아크 용접(TIG)을 이용한 이종합금 용접방법에 있어서,
    상기 불활성 가스는 순도 99.9%이상의 고순도 Ar가스를 사용하여 용융금속과 아크를 대기로부터 보호하고, 용접봉은 Austenitic stainless steel과 ST440의 금속 용접선을 이용하며, 용접 전류는 아크를 안정시키기 위해서 고주파의 낮은 전류로 중첩시켜 용접하는 것을 특징으로 하는 이종합금 용접방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111299770A (zh) * 2020-03-30 2020-06-19 中国五冶集团有限公司 2mm厚不锈钢焊接至悬挂式轨道梁接头端部的焊接工艺

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111299770A (zh) * 2020-03-30 2020-06-19 中国五冶集团有限公司 2mm厚不锈钢焊接至悬挂式轨道梁接头端部的焊接工艺

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