KR930007665B1 - 용접 스패터피폭부재의 표면처리방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용접 스패터피폭부재의 표면처리방법

본 발명은 불활성가스, 탄산가스용접법에서 사용되는 용접토오치의 시일드노즐, 콘택트팁, 혹은 잠수아아크 용접법에서 사용되는 콘택트립, 혹은 용접용치구등의 용접스패터에 피폭(被曝)되는 부재의 표면처리방법에 관한 것이다.

종래, 예를들면 용접용노즐, 팁등은 경도(硬度)를 유지하는 배려에서, 소재로서 크롬등을 사용하고, 이것을 소정형상으로 성형하여, 그 표면에 크로도금을 실시하도록 되어 있었다.

또, 용접스패터에 피폭되는 경도를 필요로 하지 않는, 혹은 재질자체가 경질인 용접용치구등은, 소재나 그 표면처리에 대하여 거의 고려되는 일이 없었다.

그런데 아아크용접에 있어, 용접점으로부터 용융금속의 일부나 슬래그등이 스패터가 되어서 비산하는 것은 널리 알려져 있다.

스패터가 시일드노즐(이하 노즐이라고 한다)의 관단면 내지 관벽, 혹은 콘택트팁(이하 팁이라 한다)등에 충돌하면, 당해 스패터는 충돌시에도 1,000°를 훨씬 넘는 온도를 유지하고 있으므로, 노즐이나 팁등의 벽면에 순간적으로 용착 내지 눌어붙어(seizure)서, 당해 노즐, 팁등의 온도를 아아크로부터의 복사열과 협동하여 400℃정도로까지 승온시킨다. 상기 승온은 노즐이나 팁등의 재질의 열화 및 용손(溶損)을 초래하고, 이 때문에 노즐, 팁등의 내용(耐用)시간은 짧고, 그 연장대책이 요청되고 있었다.

또 용접토오치에서는, 노즐의 관단면이나 내벽면에의 스패터의 용착 내지 늘어붙음이 퇴적하면, 가스의 흐름에 혼란이 생겨, 용접분위기 조건을 양호하게 유지할 수 없게 되는 동시에, 용접전류가 당해 퇴적부분과 단락하여, 아아크의 발생이 저해되는 우려도 있었다.

또한, 용접스패터에 피폭되는 용접용치구, 예를들면 슬래그를 받는 콘베이어의 회전로울러등은, 상기 노즐, 팁에 볼수 있는 바와같은 재질의 열화는 발생하지 않으나, 보존을 위하여 용착 내지 눌어붙은 스패터를 수시 배제할 필요가 있어, 번잡하고 품이 들었다.

본 발명자는 상기의 현상에 비추어, 적어도 스패터피폭위치에 있는 부재에 스패터가 부착하지 않으면, 상기한 문제점의 모두가 해소되는 것으로 생각하고, 암중모색 상태하에 각종의 실험을 거듭한 결과, 겨우 본 발명을 이루는데 이르렀다.

본 발명은, 종래 용접노즐, 팁등 기타 스패터피폭위치에 있는 부재에 존재하는 상기한 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로서, 스패터를 부재에 용착 내지 눌어붙게 하지 않고, 이것에 의하여 용접노즐, 팁등에 대하여는 저온을 유지하여 재질의 열화를 생기지 않게 하며, 또한 스패터의 퇴적에 기인하는 용접분위기 조건의 악화나 아아크불량등이 발생할 우려를 없애고, 또 용접용 치구등에 대하여는 비생산적인 보존의 수고를 절약할 수 있는 스패터피폭부재의 표면처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본원 발명의 구성은, (1) 용접 스패터가 떨어지는 위치에 놓여서 사용되는 부재의, 적어도 용접스패터가 떨어지는 부분의 표면에, 불소합유화합물의 입자가 분산되어 있는 복합도금액을 사용한 복합도금을 실시함으로써, 상기 불소함유화합물의 입자가 균일하게 공석분산된 복합 도금막을 형성하는 것을 특징으로 하는 용접스패터피폭부재의 표면처리방법에 있으며, 불소함유화합물의 입자가 균일하게 공석분산된 복합도금막을 형성하는 부재의 표면이, (2) 당해 부재의 소지(素地)인 경우, (3) 미리 도금이 실시된 표면인 경우, 모두 포함된다.

본원 발명은, 불소함유화합물의 입자가 균일하게 공석분산되어 있는 복합도금막이 스패터의 부착, 눌어붙는 것을 저지하는 작용이 있다.

[실시예]

본원 발명을 구체예를 표시하면서 이하에 상세히 설명한다.

본원에 있어서는 복합도금은, 용접스패터피폭부재(이하 단지 피처리재라고 한다)의 표면에, 탈지, 산세척 등의 적절한 전처리를 실시한 후에 직접 실시해도 되고, 혹은 하지(下地)도금막을 형성한 후에 실시해도 된다.

즉, 노즐, 팁 혹은 소재재질이 경도가 부족한 용접용치구등은, 소재를 소정형상으로 성형가공하여, 필요에 의해 연삭, 연마를 실시하고, 또한 탈지, 산세척등의 전처리를 실시한 후, 경도를 부여하는 하지도금막을 형성하고나서, 본원의 요지로하는 복합도금을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 소재재질의 경도가 충분한 용접용치구등은, 소재를 소정형상으로 성형가공하여, 필요에 의해 연삭, 연마, 또한 전처리에 의하여 피처리재 표면을 평활화, 청정화한 후 본원의 요지로하는 복합도금을 실시하는 것이 바람직하다.

또한, 복합도금은 피처리재의 전체면에 실시해도 되고, 또 스패터에 피폭되는 부분만, 혹은 당해 부분을 포함하는 소정범위표면에 실시하도록 해도 된다.

상기 하지도금의 종류는 소재의 종류, 피처리재가 경도를 필요로하는지의 여부등에 의하여 선택되나, 통상, 구리도금, 니켈도금, 니켈합금도금, 철도금등이 실시된다. 또한, 하지도금은 전기도금, 무전해도금의 어느것이라도 된다. 또, 하지 도금막은 1층에 한정되지 않고 2층 이상의 복층으로 해도 된다. 하지 도금막의 두께는 제한되지 않으나, 통상 0.1~50㎛의 범위, 특히 1~30㎛정도가 적당한 값일 것이다.

본 발명에 있어서 사용되는 복합도금액에 함유되는 불소함유화합물은, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 테트라풀루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌공중합체등의 불소수지, 불화흑연등이 적당하고, 이들의 1종 또는 2종이상이 사용된다. 당해 불소함유화합물은 통상 분말입자상의 형태로 사용되고 그 평군입자직경은 특히 제한은 하지 않으나, 0.1~100㎛의 것이 여러가지 선택되어서 사용된다.

상기 불소함유화합물이 분산되는 도금액으로서는, 와트욕(Watts bath), 술파민산니켈도금욕, 고염화물욕등의 니켈도금액, 니켈합금도금액, 구리도금액등을 들수 있고, 피처리재의 종류등에 의하여 적절히 선정된다. 특히 니켈도금, 니켈합금 도금이 실험적으로 바람직한 결과를 나타내고 있다. 또한, 도금액은 전기도금액이라도, 무전해도금액이라도 된다.

그리고, 도금액조성은 그 종류에 따른 공지의 조성으로 할 수가 있으나, 도금액중에 첨가되는 불소함유화합물의 첨가량은 도금액 1l에 대하여 1~500g, 특히 10~200g으로 하는 것이 바람직하다. 또한 도금조건은, 사용하는 도금액의 종류에 따른 공지의 조건을 적용할 수 있다.

상기에 따라서 피처리재 표면에 형성되는 복합도금막의 두께는 여러가지 선정되고, 반드시 한정되는 것은 아니나, 1~50㎛, 특히 내용성과 스패터의 부착·늘어붙음의 방지효과의 점에서 3~30㎛로하는 것이 바람직하다. 또, 복합도금막중의 불소함유화합물의 양은 1~50용량%, 특히 5~40용량%로하면 바람직한 효과를 얻을 수 있다.

상기한 바에 따라서 피처리재 표면에 형성된 복합도금막은, 막중에 불소함유화합물이 공석분산되어 있으므로, 용접에 있어 스패터가 날라와도 표면에 거의 용착 내지 눌어붙지 않으며, 또 스패터가 표면에서 응고해도 용이하게 박리하여, 퇴적하는 일이 없다.

[실험예]

본 발명자는 본 발명의 효과를 실증하기 위하여, 이하의 시험을 실시하였다.

* 피처리재 : 시판 CO₂용접용노즐

* 공시체의 작성 : 상기 피처리재를 소정의 조건에 따라서 전처리를 하고, 하지도금으로서 두께 10㎛의 니켈도금을 실시한 후, 상품명 메타푸론

에 의하여 불소함유화합물이 공석분산되어 있는 니켈합금도금층을 두께 10㎛로 형성하여 본 발명을 실시공시체로 하였다.

또한, 동종의 시판노즐을 미처리 그대로 비교예 공시체로서 사용하였다.

* 시험방법 : 본 발명 실시공시체 및 비교예 공시체노즐을 각각 사용한 테스트 용접기에 의하여 용접을 실시하고, 양공시체에 대하여 스패터부착상태를 비교하였다.

테스트용접기 및 용접조건은 발표에 표시한 바와같으며, 용접실시 조건은 하기와 같이 가혹한 조건하에서 실시하였다.

용접실시에 있어서, 굳이 스패터를 많이 발생시켜 부착기회의 빈도를 높이기 위하여, 아아크 이행상태는 단락이행방식으로하여, 아아크발생회수를 많게 하였다.

또, 통상의 경우는 3~5분 용접하면, 1~3분 휴지하는 일이 많으나, 본 시험에서는 연속용접으로서, 4Hr/ 일 x일수로 평가하도록 하였다.

또한, 부착한 스패터의 제거는 일체하지 않았다.

* 시험결과 : 비교에 공시체는 선단이 녹거나, 스패터가 다량으로 부착하여 용접전류의 단락이 발생하여 1일로서 사용할 수 없게 되었다.

이것에 비하여, 본 발명 실시공시체는 5일을 경과하여도, 비교예 공시체에서 볼수 있는 현상은 발생하지 않고, 정상샹태를 유지하고 있었다.

본 발명 표면처리방법을 실시하므로서, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

① 노즐, 팁등은 사용시에 스패터가 용착, 눌어붙지 않고, 또한 지극히 저온을 유지하고 있음(예를들면 용접실시중의 노즐에 대하여 행한 열전대에 의한 온도측정시험에서는, 100℃정도까지 밖에 승온하지 않는 결과를 얻고 있다)으로, 재질의 열화를 피할 수 있고, 이것에 의하여 용접로보트에 사용되는 노즐을 예로들면, 종래 15~20일간의 사용으로 폐기하고 있던 내용시간을 5~10배정도 연장할 수 있게 되어, 용접의 러닝코스트 저감에 기여하는 바가 다대하다.

② 종래 노즐, 팁등의 소재에는 크롬동이 사용되어, 부재의 경도유지가 도모되어 있었으나, 본 발명에서는 복합도금층의 불소화합물입자의 공석분산이 상기 ①의 효과를 발휘하는 동시에, 그 모상(母相)으로서 비교적 경질의 니켈 또는 니켈 합금을 선정하여, 당해 니켈 또는 니켈합금과 상기 불소화합물입자를 복합시키는 것, 또한 필요에 의하여 하지도금막으로서 니켈 또는 니켈합금막을 형성하는 것에 의해 부재의 표면경도가 보증되게 된다. 따라서, 크롬동보다 훨씬 도전율이 높은 전기동의 사용이 가능하게 되고, 전기에너지손실이 적은 효율적 용접이 달성된다.

③ 또, 노즐, 팁등에서는, 용접분위기조건과 아아크의 발생이 항상 양호하게 유지됨으로, 정상적인 비이드의 형성이 행해지고, 높은 융점품질이 보증되게 된다.

④ 또한, 용접용치구등에서는 종래 보수로서 필수적인 것으로 되어 있던 용접 스패터제거의 작업과 시간이 대폭적으로 삭감되어, 경우에 따라서는 불필요하게 되어, 용접작업효율을 비약적으로 향상시킬 수 있다.

[별 표]

Claims (3)

1. 용접스패터가 떨어지는 위치에 놓여서 사용되는 부재의, 적어도 용접스패터가 떨어지는 부분의 표면에, 불소함유화합물의 입자가 분산되어 있는 복합도금액을 사용한 복합도금을 실시함으로써, 상기 불소함유 화합물의 입자가 균일하게 공석분산된 복합도금막을 형성하는 것을 특징으로 하는 용접스패터피폭부재의 표면처리방법.
2. 제1항에 있어서, 불소함유화합물의 입자가 균일하게 공석분산된 복합도금막을 형성하는 부재의 표면이, 당해 부재의 소지인 것을 특징으로 하는 용접스패터피복부재의 표면처리방법.
3. 제1항에 있어서, 불소함유화합물의 입자가 균일하게 공석분산된 복합도금막을 형성하는 부재의 표면이, 미리 도금이 실시된 표면인 것을 특징으로 하는 용접스패터피폭부재의 표면처리방법.