KR20200069879A - Butt welding of high-tensile nickel alloy using friction welding - Google Patents

Butt welding of high-tensile nickel alloy using friction welding Download PDF

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Abstract

The present invention provides butt welding by butting, to each other, a first end face (11) of a first rod material (10) and a second end face (21) of a second rod material (20) and generating heat through fiction between the first end face (11) and the second end face (21), thereby welding the same. The first end face (11) is perpendicular to a central axis (C1) of the first rod material (10), the second end face (21) is perpendicular to a central axis (C2) of the second rod material (20), and the first end face (11) and the second end face (21) are butted to each other and rotated around the central axes (C1, C2) so that the first end face (11) of the first rod material (10) and the second end face (21) of the second rod material (20) are welded to each other through frictional heat generated by frictional force when being rotated. Therefore, the butt welding can increase weldability.

Description

마찰용접을 이용한 고장력 니켈합금의 맞대기 용접{Butt welding of high-tensile nickel alloy using friction welding}Butt welding of high-tensile nickel alloy using friction welding}

본 발명은 맞대기 용접에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제1봉재의 제1단면과 제2봉재의 제2단면을 서로 맞대기를 하여, 상기 제1단면과 제2단면을 서로 마찰시켜 열을 발생시킴으로써 용접하는 맞대기 용접에 관한 것이다.The present invention relates to butt welding, and more specifically, by contacting the first end surface of the first bar and the second end surface of the second bar, and friction between the first end surface and the second end surface to generate heat. It relates to butt welding to be welded.

기계공업의 발전과 더불어 각종 자동차, 항공기 및 선박용 디젤엔진 부품의 축, 그리고 각종 공구류, 기계부품의 다양한 분야에서 복잡한 제품의 단순화에 따른 공정수 감소, 고가품과 저가품의 이종재 용접에 의한 경제성향상, 신속하고 신뢰성이 좋은 제품의 대량 생산, 자동화의 용이성, 가공시간의 단축, 에너지의 고 효율화 등에 마찰용접을 적용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.Along with the development of the machinery industry, the reduction of the number of processes due to the simplification of complex products in various fields of the axles of diesel engine parts for automobiles, aircraft, and ships, and various tools and machine parts, and improved economic efficiency by welding dissimilar materials of high-priced and low-priced products, promptly Research has been actively conducted to apply friction welding to mass production of highly reliable products, ease of automation, reduction of processing time, and high efficiency of energy.

마찰용접은 종래의 융접에서 발생되는 문제인 용해된 재료가 빠르게 응고되는 것과 관련된 문제점을 피할 수 있기 때문에 많은 경제적인 이점을 가져오는 고체상태의 공정이다. Friction welding is a solid state process that brings many economic advantages because it avoids the problems associated with rapid solidification of dissolved materials, a problem arising from conventional welding.

또한, 마찰용접은 동종재는 물론 가스용접, 저항용접, 전자빔용접등 기존의 용접법으로는 곤란한 이종금속까지 자유롭게 접합시키며, 고체상태의 두 재료를 가압 하에서 접촉면에 기계적인 상대운동을 일으킬 때 발생하는 마찰열에 의해 두 재료를 압접시키는 고상용접의 일종으로서 특히 이종금속의 용접에 많이 응용되고 있다.In addition, friction welding freely bonds not only homogeneous materials but also dissimilar metals that are difficult with conventional welding methods such as gas welding, resistance welding, and electron beam welding. Friction heat generated when two solid materials are subjected to mechanical relative motion on the contact surface under pressure. As a kind of solid-state welding in which two materials are pressed together, it has been widely applied to welding of dissimilar metals.

이러한 마찰용접은 주로 공정 조건과 용접 조건 및 열처리 조건에 의해 용접재의 강도 결정에 중요한 역할을 하며, 소재가 다른 이종금속의 맞대기 용접에 경우 용접 후, 제품에 요구되는 적절하고 안정된 물적 특성을 얻기 위해서는 안정적인 용접 기술이 요구되는 실정이다.Such friction welding plays an important role in determining the strength of a welding material mainly by process conditions, welding conditions, and heat treatment conditions. In the case of butt welding of different metals with different materials, after welding, in order to obtain appropriate and stable physical properties required for products Stable welding technology is required.

따라서 본 발명에서는 마찰용접을 이용하여 소재가 다른 이종금속의 맞대기 용접 시 이에 알맞은 용접조건과 열처리 조건을 제시하고자 한다. Therefore, in the present invention, it is intended to present welding conditions and heat treatment conditions suitable for the butt welding of dissimilar metals of different materials using friction welding.

대한민국 공개특허공보 공개번호 특2003-0022117호Republic of Korea Patent Publication No. 2003-0022117 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2011-0078518호Republic of Korea Publication No. 10-2011-0078518 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2017-0078362호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0078362

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 소재가 다른 이종금속의 맞대기 용접 시, 용접성 향상을 위한 마찰용접을 이용한 고장력 니켈합금의 맞대기 용접을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide butt welding of high-strength nickel alloys using friction welding to improve weldability when butt welding of different metals of different materials.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, another object not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1봉재(10)의 제1단면(11)과 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 맞대기를 하여, 상기 제1단면(11)과 제2단면(21)을 서로 마찰시켜 열을 발생시킴으로써 용접하는 맞대기 용접에 있어서, 상기 제1단면(11)은 상기 제1봉재(10)의 중심축(C1)에 대해 직각을 이루는 단면이고, 상기 제2단면(21)은 상기 제2봉재(20)의 중심축(C2)에 대해 직각을 이루는 단면이며, 상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)을 서로 맞대기하고 상기 각각의 중심축(C1,C2)에 대해 회전시켜 회전시의 마찰력에 의해 생성되는 마찰열을 통해 상기 제1봉재(10)의 제1단면(11)과 상기 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 용접시키는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접이 제공된다. In order to achieve the above object, the present invention, the first end face 11 of the first bar 10 and the second end face 21 of the second bar 20 by abutting each other, the first end face 11 In the butt welding to weld the friction between the second end face 21 and the second end face 21 by generating heat, the first end face 11 is a cross-section perpendicular to the central axis C1 of the first rod 10 , The second cross-section 21 is a cross-section at a right angle to the central axis C2 of the second bar 20, but the first end surface 11 and the second end surface 21 butt together The first cross section 11 of the first bar 10 and the second cross section of the second bar 20 through frictional heat generated by the frictional force during rotation by rotating about each of the central axes C1 and C2 Butt welding is provided, characterized in that (21) is welded to each other.

또한, 상기 제1봉재(10)는 니켈(Ni) 100중량부에 대해 크로뮴(Cr) 10중량부 내지 15중량부와 철(Fe) 6중량부 내지 7중량부와 타이타늄(Ti) 2중량부 내지 4중량부와 망간(Mn) 0.5중량부 내지 2중량부를 포함한다. In addition, the first bar 10 is 10 parts by weight to 15 parts by weight of chromium (Cr) and 6 parts by weight to 7 parts by weight of iron (Fe) and 7 parts by weight of titanium (Ti) and 2 parts by weight of 100 parts by weight of nickel (Ni). To 4 parts by weight and 0.5 parts by weight to 2 parts by weight of manganese (Mn).

또한, 상기 제2봉재(20)는 철(Fe) 100중량부에 대해 니켈(Ni) 15중량부 내지 20중량부와 코발트(Co) 7중량부 내지 10중량부와 몰리브덴(Mo) 3중량부 내지 5중량부를 포함한다. In addition, the second bar material 20 is 15 parts by weight to 20 parts by weight of nickel (Ni), 100 parts by weight of iron (Fe), 7 parts by weight to 10 parts by weight of cobalt (Co), and 3 parts by weight of molybdenum (Mo) To 5 parts by weight.

한편, 상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)이 맞닿는 부위에는 별도의 열원이 제공되어 맞닿은 부위가 상기 마찰열과 상기 별도의 열원에 의해 용융되는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, a separate heat source is provided at a portion where the first end face 11 and the second end face 21 are in contact, so that the contact portion is melted by the friction heat and the separate heat source.

또한, 상기 열원은 레이저를 사용하되 상기 레이저가 상기 맞닿는 부위의 일부분에 조사하며 이때, 상기 레이저와 상기 맞닿은 부위 사이에는 상기 레이저를 포커싱 하는 렌즈가 구비된다. In addition, the heat source uses a laser, but the laser irradiates a part of the abutting portion, and a lens for focusing the laser is provided between the abutting portion and the laser.

한편, 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에는 용제를 채울 수 있는 오목부(30)가 형성된다. On the other hand, the first end face 11 and/or the second end face 21 is formed with a recess 30 capable of filling a solvent.

또한, 상기 오목부(30)는 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에서 반경방향으로 길게 오목하게 빈공간을 이루되 상기 빈공간의 형상은 원기둥을 축방향으로 절반을 절단된 형태로 형성된다. In addition, the concave portion 30 is concave in the first long section 11 and/or the second end section 21 in a radially long empty space, but the shape of the empty space is half of the cylinder in the axial direction. It is formed in a cut form.

또한, 상기 용제는 금속분말 및 무기물분말을 혼합한 분말재 또는 합금분말 및 플럭스분말을 혼합한 분말재로 구비된다. Further, the solvent is provided as a powder material in which a metal powder and an inorganic powder are mixed, or a powder material in which an alloy powder and a flux powder are mixed.

또한, 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에는 상기 레이저 빛이 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)의 안쪽으로 전달되는 전달통로(40)가 형성된다. In addition, the first end face 11 and/or the second end face 21 has the laser light 40, the transmission passage 40 is transmitted to the inside of the first end face 11 and / or the second end face 21 ) Is formed.

또한, 상기 전달통로(40)는 반경방향으로 길게 오목하게 형성된 빈공간을 이루되, 상기 빈공간의 일단은 상기 제1단면(11) 및/또는 제2단면의 일단의 외경과 맞닿은 형태로 오픈되어 상기 레이저빔이 상기 전달통로(40) 내부로 조사되도록 형성되고, 타단은 막혀있는 구조로 형성된다.In addition, the transmission passage 40 forms an empty space that is formed to be concave in a long radial direction, and one end of the empty space is opened in contact with an outer diameter of one end of the first end face 11 and/or the second end face. It is formed so that the laser beam is irradiated into the transmission passage 40, and the other end is formed in a closed structure.

한편, 상기 제1단면(11) 및 제2단면(21)이 용융되어 용접이 완료된 후에는 후열처리 하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, after the first end face 11 and the second end face 21 are melted and welding is completed, it is characterized in that post-heat treatment.

또한, 상기 후열처리는 제1차로 가열한 후, 일정시간을 유지한 다음 상온에서까지 자연 냉각을 시키고 제2차로 가열한 후, 일정시간 유지한 다음 일정온도의 노내에서 소정시간을 유지한다.In addition, the post-heat treatment, after heating to the first time, maintains a certain time, and then naturally cools to room temperature, heats up to the second time, maintains for a certain time, and then maintains a predetermined time in a furnace at a constant temperature.

또한, 상기 제1차로 가열하는 온도는 950℃ 내지 1500℃ 이고, 가열한 후 1시간 내지 1.5시간을 유지한 다음, 상온에서까지 자연냉각을 시키고, 상기 제2차로 가열하는 온도는 700℃ 내지 750℃ 이며, 가열한 후 8시간 내지 9시간을 유지하며, 다음으로 노내에 투입하여 610℃ 내지 650℃로 유지하면서 8시간 내지 8.5시간 유지한 후 상온에서 자연냉각 시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the first heating temperature is 950 ℃ to 1500 ℃, and after heating for 1 hour to 1.5 hours, and then naturally cooled to room temperature, the second heating temperature is 700 ℃ to 750 It is characterized in that the temperature is 8°C to 9 hours after heating, and then it is introduced into the furnace, maintained at 610°C to 650°C for 8 hours to 8.5 hours, and then naturally cooled at room temperature.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, the terms or words used in the specification and claims should not be interpreted in a conventional and lexical sense, and the inventor can properly define the concept of terms in order to best describe his or her invention. Based on the principle that it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 마찰용접을 이용한 고장력 니켈합금의 맞대기 용접 시 용접성을 향상시킬 수 있는 최적의 열처리 조건을 제공할 수 있으며, 용접성이 향상됨에 따라 불량 발생률이 감소되어 생산효율이 증대되는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optimal heat treatment condition to improve the weldability in butt welding of a high-strength nickel alloy using friction welding, and as the weldability improves, the incidence of defects decreases, resulting in reduced production efficiency. It has the effect of increasing.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 맞대기 용접을 위한 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 맞대기 용접의 개념도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1단면/제2단면을 개략적으로 나타낸 도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 후열처리 공정을 나타낸 순서도이다.1 is a configuration diagram for butt welding according to an embodiment of the present invention,
2 is a conceptual diagram of butt welding according to a preferred embodiment of the present invention,
Figure 3 is a schematic view showing a first section / a second section according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a flow chart showing a post-heat treatment process according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.In addition, the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention, but are merely illustrative of the components presented in the claims of the present invention, and are included in the technical idea throughout the specification of the present invention and constitute the claims. Embodiments that include a substitutable component as an equivalent in the elements can be included in the scope of the present invention.

첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 맞대기 용접을 위한 구성도, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 맞대기 용접의 개념도, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 제1단면/제2단면을 개략적으로 나타낸 도, 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 후열처리 공정을 나타낸 순서도이다.Attached Figure 1 is a configuration diagram for butt welding according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram of butt welding according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is according to a preferred embodiment of the present invention FIG. 4 schematically showing a first section/second section is a flowchart showing a post-heat treatment process according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1이하에 도시된 바와 같이 본 발명은 제1봉재(10)의 제1단면(11)과 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 맞대기를 하여, 상기 제1단면(11)과 제2단면(21)을 서로 마찰시켜 열을 발생시킴으로써 용접하는 맞대기 용접에 관한 것이다.As shown in Figure 1 below, the present invention is a first end face 11 of the first bar 10 and the second end face 21 of the second bar 20 by abutting each other, the first end face 11 ) And the second end face 21 are related to butt welding, which is welded by generating heat by friction with each other.

이때, 상기 제1단면(11)은 상기 제1봉재(10)의 중심축(C1)에 대해 직각을 이루는 단면이고, 상기 제2단면(21)은 상기 제2봉재(20)의 중심축(C2)에 대해 직각을 이루는 단면이다.At this time, the first cross-section 11 is a cross-section perpendicular to the central axis C1 of the first bar 10, and the second cross-section 21 is a central axis of the second bar 20 ( It is a cross section perpendicular to C2).

그리고 상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)을 서로 맞대기하고 상기 각각의 중심축(C1,C2)에 대해 회전시켜 회전시의 마찰력에 의해 생성되는 마찰열을 통해 상기 제1봉재(10)의 제1단면(11)과 상기 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 용접시키는 것을 특징으로 한다. Then, the first rod 11 is brought into contact with the first end face 11 and the second end face 21 through rotational friction generated by the frictional force during rotation by rotating against the respective central axes C1 and C2. It characterized in that the first end face 11 of 10) and the second end face 21 of the second bar material 20 are welded to each other.

또한, 상기 제1봉재(10)는 니켈(Ni) 100중량부에 대해 크로뮴(Cr) 10중량부 내지 15중량부와 철(Fe) 6중량부 내지 7중량부와 타이타늄(Ti) 2중량부 내지 4중량부와 망간(Mn) 0.5중량부 내지 2중량부를 포함한다.In addition, the first bar 10 is 10 parts by weight to 15 parts by weight of chromium (Cr) and 6 parts by weight to 7 parts by weight of iron (Fe) and 7 parts by weight of titanium (Ti) and 2 parts by weight of 100 parts by weight of nickel (Ni). To 4 parts by weight and 0.5 parts by weight to 2 parts by weight of manganese (Mn).

그리고 상기 제2봉재(20)는 철(Fe) 100중량부에 대해 니켈(Ni) 15중량부 내지 20중량부와 코발트(Co) 7중량부 내지 10중량부와 몰리브덴(Mo) 3중량부 내지 5중량부를 포함한다. In addition, the second bar material 20 is 15 parts by weight to 20 parts by weight of nickel (Ni) and 7 parts by weight to 10 parts by weight of cobalt (Co) and 3 parts by weight of molybdenum (Mo) to 100 parts by weight of iron (Fe) to 5 parts by weight.

한편, 상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)이 맞닿는 부위에는 별도의 열원이 제공되어 맞닿은 부위가 상기 마찰열과 상기 별도의 열원에 의해 용융된다.Meanwhile, a separate heat source is provided at a portion where the first end face 11 and the second end face 21 come into contact, so that the contact portion is melted by the friction heat and the separate heat source.

이때, 상기 열원은 레이저(laser)를 사용하되 상기 레이저가 상기 맞닿는 부위의 일부분에 조사하며 이때, 상기 레이저와 상기 맞닿은 부위 사이에는 상기 레이저를 포커싱(focusing) 하는 렌즈(lens)가 구비된다. At this time, the heat source uses a laser, but the laser irradiates a part of the contact portion, and at this time, a lens is provided between the laser and the contact portion to focus the laser.

한편, 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에는 용제를 채울 수 있는 오목부(30)가 형성된다. On the other hand, the first end face 11 and/or the second end face 21 is formed with a recess 30 capable of filling a solvent.

또한, 상기 오목부(30)는 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에서 반경방향으로 길게 오목하게 빈공간을 이루되 상기 빈공간의 형상은 원기둥을 축방향으로 절반을 절단된 형태로 형성된다. In addition, the concave portion 30 is concave in the first long section 11 and/or the second end section 21 in a radially long empty space, but the shape of the empty space is half of the cylinder in the axial direction. It is formed in a cut form.

또한, 상기 용제는 금속분말 및 무기물분말을 혼합한 분말재 또는 합금분말 및 플럭스분말을 혼합한 분말재로 구비될 수 있다. Further, the solvent may be provided as a powder material mixed with a metal powder and an inorganic powder or a powder material mixed with an alloy powder and a flux powder.

또한, 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에는 상기 레이저 빛이 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)의 안쪽으로 전달되는 전달통로(40)가 형성된다. In addition, the first end face 11 and/or the second end face 21 has the laser light 40, the transmission passage 40 is transmitted to the inside of the first end face 11 and / or the second end face 21 ) Is formed.

이때, 상기 전달통로(40)는 반경방향으로 길게 오목하게 빈공간을 이루도록 형성된다.At this time, the transmission passage 40 is formed to form an empty space long and concave in the radial direction.

그리고 상기 빈공간의 일단은 상기 제1단면(11) 및/또는 제2단면의 일단의 외경과 맞닿은 형태로 오픈되어 상기 레이저빔이 상기 전달통로(40) 내부로 조사되도록 형성되고, 타단은 막혀있는 구조로 형성된다.In addition, one end of the empty space is opened in a form in contact with an outer diameter of one end of the first end face 11 and/or the second end face so that the laser beam is irradiated into the transmission passage 40, and the other end is blocked. It is formed in a structure.

또한, 상기 전달통로(40)의 폭(d)은 일단에서 타단 즉, 제1단면(11) 및/또는 제2단면의 외경에서 반경방향 내측으로 갈수록 좁아지도록 형성된다.In addition, the width (d) of the transmission passage 40 is formed to be narrower toward the radially inner side from the outer diameter of the other end, that is, the first end face 11 and/or the second end face.

그리고 본 발명에 따른 맞대기 용접은 상기 제1단면(11) 및 제2단면(21)이 용융되어 용접이 완료된 후에는 후열처리 공정이 진행된다.And in the butt welding according to the present invention, after the first end face 11 and the second end face 21 are melted and welding is completed, a post-heat treatment process is performed.

이때, 상기 후열처리는 제1차로 가열한 후, 일정시간을 유지한 다음 상온에서까지 자연 냉각을 시키고 제2차로 가열한 후, 일정시간 유지한 다음 일정온도의 노내에서 소정시간을 유지한다.At this time, the post-heating treatment, after heating to the first time, maintains a certain time, then naturally cools to room temperature, heats up to the second time, maintains for a certain time, and then maintains a predetermined time in the furnace at a constant temperature.

그리고 상기 제1차로 가열하는 온도는 950℃ 내지 1500℃ 이고, 가열한 후 1시간 내지 1.5시간을 유지한 다음, 상온에서까지 자연냉각을 시키게 된다.In addition, the first heating temperature is 950°C to 1500°C, and after heating is maintained for 1 hour to 1.5 hours, natural cooling is performed at room temperature.

또한, 상기 제2차로 가열하는 온도는 700℃ 내지 750℃ 이며, 가열한 후 8시간 내지 9시간을 유지하며, 다음으로 노내에 투입하여 610℃ 내지 650℃로 유지하면서 8시간 내지 8.5시간 유지한 후 상온에서 자연냉각 시키게 된다.In addition, the second heating temperature is 700°C to 750°C, and after heating, it is maintained for 8 hours to 9 hours. Next, it is put into the furnace and maintained at 610°C to 650°C for 8 hours to 8.5 hours. After that, it is naturally cooled at room temperature.

따라서 마찰용접을 이용한 고장력 니켈합금의 맞대기 용접 시 상기와 같은 최적의 열처리 조건을 제공함으로써 제품의 용접성을 향상시킬 수 있으며, 용접성이 향상됨에 따라 불량 발생률이 감소되어 생산효율을 증대시킬 수 있다. Therefore, in the butt welding of the high-strength nickel alloy using friction welding, it is possible to improve the weldability of the product by providing the optimum heat treatment conditions as described above, and as the weldability is improved, the incidence of defects is reduced to increase production efficiency.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.The present invention has been described in detail through specific examples, but this is for specifically describing the present invention. It is clear that the modification and improvement are possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.All simple modifications or changes of the present invention belong to the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.

10 : 제1봉재 11 : 제1단면
20 : 제2봉재 21 : 제2단면
30 : 오목부 40 : 전달통로 10: first sewing material 11: first section
20: second bar 21: second section
30: recess 40: transmission passage

Claims (8)

제1봉재(10)의 제1단면(11)과 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 맞대기를 하여, 상기 제1단면(11)과 제2단면(21)을 서로 마찰시켜 열을 발생시킴으로써 용접하는 맞대기 용접에 있어서,
상기 제1단면(11)은 상기 제1봉재(10)의 중심축(C1)에 대해 직각을 이루는 단면이고,
상기 제2단면(21)은 상기 제2봉재(20)의 중심축(C2)에 대해 직각을 이루는 단면이며,
상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)을 서로 맞대기하고 상기 각각의 중심축(C1,C2)에 대해 회전시켜 회전시의 마찰력에 의해 생성되는 마찰열을 통해 상기 제1봉재(10)의 제1단면(11)과 상기 제2봉재(20)의 제2단면(21)을 서로 용접시키는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. The first end face 11 of the first bar 10 and the second end face 21 of the second bar 20 are brought into contact with each other, so that the first end face 11 and the second end face 21 rub against each other. In the butt welding to weld by generating heat,
The first cross section 11 is a cross section forming a right angle to the central axis C1 of the first bar 10,
The second cross-section 21 is a cross section forming a right angle to the central axis C2 of the second bar material 20,
The first rod (10) through frictional heat generated by frictional force during rotation by abutting the first end face (11) and the second end face (21) and rotating about the respective central axes (C1, C2) Butt welding, characterized in that the first end surface 11 and the second end surface 21 of the second bar 20 are welded to each other. 제1항에 있어서,
상기 제1봉재(10)는 니켈(Ni) 100중량부에 대해 크로뮴(Cr) 10중량부 내지 15중량부와 철(Fe) 6중량부 내지 7중량부와 타이타늄(Ti) 2중량부 내지 4중량부와 망간(Mn) 0.5중량부 내지 2중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. According to claim 1,
The first rod 10 is 10 parts by weight to 15 parts by weight of chromium (Cr) and 6 parts by weight to 7 parts by weight of iron (Fe) and 2 parts by weight of titanium (Ti) to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of nickel (Ni). Butt welding, characterized in that it comprises 0.5 parts by weight to 2 parts by weight of manganese (Mn). 제2항에 있어서,
상기 제2봉재(20)는 철(Fe) 100중량부에 대해 니켈(Ni) 15중량부 내지 20중량부와 코발트(Co) 7중량부 내지 10중량부와 몰리브덴(Mo) 3중량부 내지 5중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. According to claim 2,
The second rod material 20 is 15 parts by weight to 20 parts by weight of nickel (Ni) and 7 parts by weight to 10 parts by weight of cobalt (Co) and 3 parts by weight of molybdenum (Mo) to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of iron (Fe) Butt welding, characterized in that it comprises a weight part. 제3항에 있어서,
상기 제1단면(11)과 상기 제2단면(21)이 맞닿는 부위에는 별도의 열원이 제공되어 맞닿은 부위가 상기 마찰열과 상기 별도의 열원에 의해 용융되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. According to claim 3,
Butt welding, characterized in that a separate heat source is provided at a portion where the first end face (11) and the second end face (21) abut, so that the contact portion is melted by the friction heat and the separate heat source. 제4항에 있어서,
상기 열원은 레이저를 사용하되 상기 레이저가 상기 맞닿는 부위의 일부분에 조사하며 이때, 상기 레이저와 상기 맞닿은 부위 사이에는 상기 레이저를 포커싱 하는 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 맞대기 용접.The method of claim 4,
The heat source uses a laser, but the laser irradiates a portion of the abutting portion, and at this time, a butt welding characterized in that a lens for focusing the laser is provided between the abutting portion and the laser. 제5항에 있어서,
상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에는 용제를 채울 수 있는 오목부(30)가 형성된 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. The method of claim 5,
Butt welding, characterized in that the first end face (11) and/or the second end face (21) is formed with a recess (30) capable of filling a solvent. 제6항에 있어서,
상기 오목부(30)는 상기 제1단면(11) 및/또는 상기 제2단면(21)에서 반경방향으로 길게 오목하게 빈공간을 이루되 상기 빈공간의 형상은 원기둥을 축방향으로 절반을 절단된 형태인 것을 특징으로 하는 맞대기 용접. The method of claim 6,
The concave portion 30 forms a concave empty space in a radially long direction in the first end face 11 and/or the second end face 21, but the shape of the empty space cuts the cylinder in half in the axial direction. Welding, characterized in that the form. 제7항에 있어서,
상기 용제는 금속분말 및 무기물분말을 혼합한 분말재 또는 합금분말 및 플럭스분말을 혼합한 분말재인 것을 특징으로 하는 맞대기 용접.













The method of claim 7,
The solvent is butt welding, characterized in that the powder material is a mixture of metal powder and inorganic powder or powder mixture of alloy powder and flux powder.













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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030022117A (en) 2000-05-08 2003-03-15 브라이엄 영 유니버시티 Friction stir welding of metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys using a superabrasive tool
JP2004298935A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Friction pressure joining method
KR20100047618A (en) * 2008-10-29 2010-05-10 주식회사 성우하이텍 High speed welding method of pipe
KR20110078518A (en) 2009-12-31 2011-07-07 재단법인 포항산업과학연구원 Welding method and apparatus for dissimilar metals
KR20170078362A (en) 2015-12-29 2017-07-07 에이치엘그린파워 주식회사 Friction welding Apparatus and Method by heating thin metal

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030022117A (en) 2000-05-08 2003-03-15 브라이엄 영 유니버시티 Friction stir welding of metal matrix composites, ferrous alloys, non-ferrous alloys, and superalloys using a superabrasive tool
JP2004298935A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd Friction pressure joining method
KR20100047618A (en) * 2008-10-29 2010-05-10 주식회사 성우하이텍 High speed welding method of pipe
KR20110078518A (en) 2009-12-31 2011-07-07 재단법인 포항산업과학연구원 Welding method and apparatus for dissimilar metals
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