KR960002116B1 - 서브머지드 아크용접용 플럭스 및 그 플럭스 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

서브머지드 아크용접용 플럭스 및 그 플럭스 제조방법

제1도는 용접금속 안에서의 확산성 수소의 양에 대한 서브머지드 아크용접용 플럭스(submerged arc flux)안에서의 증가되는 플루오르화 중합체량(퍼센트)의 결과치를 도시한 그래프.

본 출원은 미합중국 특허 제5,003,155호(1989년 9월 11일 미합중국 출원, 출원번호 제405,727호)의 분할출원인 미합중국 출원 제608,300호(1990.11. 2출원)의 일부 연속출원(CIP)이며, 또한 상기 미합중국 특허 제5,003,155호의 일부 연속출원인 미합중국 출원 제495,696호(1990. 3. 19출원)의 일부 연속출원인 미합중국 출원 제501,167호(1990. 3. 29출원)의 일부 연속출원이다.

선행의 연관된 특허출원 제501,167호와 미합중국 특허 제5,003,155호는 본 발명을 설명하기 위한 범위까지를 제외하고 이 공동 계류중인 출원들의 기재된 내용이 본원에서 반복될 필요가 없도록 본원에 인용되었다.

또한, 본 발명의 배경에 대한 정보로서, 미합중국 특히 제3,496,322호 ; 제3,796,609호 ; 제4,675,056호 ; 제4,683,011호 들이 덩어리로 된 플럭스(agglomerated flux)들을 설명하기 위해 본원에 인용되고, 그 플럭스(flux)는 본 발명의 양호한 실시예에 사용된다.

본발명은 서브머지드 아크(submerged arc) 용접용 플럭스들의 제조기술에 관한 것으로, 특히 표준 합금구성 성분들을 갖거나 갖지 않은 플럭스 성분들을 구비한 덩어리로 되거나 융합된 입자들을 포함하는 형태의 서브머지드 아크 전기용접용의 과립상의 플럭스(granular flux)에 관한 것이다. 본 발명은 특히, 서브머지드 아크 전기용접에 사용되는 덩어리로 된 플럭스들과 함께 사용하기 위해 적용될 수 있고, 그것은 구체적으로 설명될 것이지만, 그러나 본 발명은 더욱 폭넓게 적용되며 합금과 다른 재료들을 갖거나 갖지 않은 플럭스 성분들의 융합된 입자들과 함께 사용될 수 있다.

본 발명은 또한 코어로 된 용접봉의 충전성분이나 에스엠에이떠블유(SMAW) 수동용접봉의 코팅성분에 적용될때 유리하게 사용될 수 있다. 그것은 피복 및/또는 코어로 된 용접봉의 이음부 또는 SMAW 수동용 접봉의 코어 와이어에 직접 적용될 수 있다. 또한 본 발명은 특히 HY-80과 HY-100 및 HY-130과 같은 고강도 저합금강의 용접에 적용될 수 있고, 특히 본 발명이 어떤 특별한 형태의 플럭스에 한정되는 것은 아니지만 고강도 저합금강의 용접에 사용되는 형태의 플럭스들에 관해 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 용착금속의 5.0㎖/100g (이하 "㎖/100g"이라 함) 이하에 근접한 양으로 양호하게는 3.0㎖/100g 이하의 양으로 확산성 수소를 감소시키는 것에 관한 것이다. 명세서에 의하면, 최소 항복강도 102,000psi 이상의 항복강도를 갖는 금속들은 3.0㎖/100g 이하의 양의 수소를 갖고, 양호하게는 2.0㎖/100g 이하를 가져야만 한다. 그런 확산성 수소의 감소된 양은 80,000 lbs/in²이상의 항복강도를 구비하는 고강도 저합금강을 용접할 때 중요한 요소가 된다.

고강도 저합금강들은 특히 낮은 온도에서의 인성이 뛰어나고, 극저온 물질의 보존에 적당한 용기들, 거대한 운송장치, 철도차량, 선박, 잠수함들의 제작에 폭넓게 사용된다. 이들 용기들은 제작된 구조물들을 형성하기 위해 함께 용접된 고강도 저합금강의 판들을 구비한다. 그런 용접들이 수소에 의해 유발되는 균열을 방지하기 위해 확산성 수소를 적게 가져야만 하는 것은 자명한 사실이다. 본 발명은 연강과 고강도 저합금강들의 서브머지드 아크용접용의 덩어리지거나 융합된 표준 플럭스의 개선점에 관한 것이다. 본 발명은 연강의 용접 특히, 근해의 시추대용 지지 구조물에서 행해지는 것 같은 연강의 두꺼운 판들의 용접과 같이, 상기 확산성 수소를 감소시키는 것이 요구되는 서브머지드 아크용접처리에 적용할 수 있다.

고강도강을 서브머지드 아크용접할때, 높은 용착속도와 고질의 용접은 미국 용접협회(AWS)의 수소분석 실험에 의해 AWS A4, 3(1986)으로 확인됨으로써 측정된 것 같이 확산성 수소의 양을 낮게 해주는 특정한 플럭스의 사용을 포함한다. 과거에는, 이 플럭스들은 보통 5.0~10.0㎖/100g의 양으로 용접비드 안에서 확산성 수소를 발생시켰다. 플럭스들은 이 확산성 수소값을 5.0㎖/100g이하로 감소시키는 것으로 공식화되었지만, 서브머지드 아크용접에서와 같이 그런 플럭스들은 3.0㎖/100g이상의 확산성 수소를 발생시킨다. 확산성 수소의 이 양은 적당한 절차의 조절에 의해 사용될때 80,000psi의 항복 강도에서 견딜 수 있지만, 본 명세서의 내용은 용접이나 열영향부(HAZ)의 수소에 의해 유발되는 균열을 방지하기위해 더욱더 낮은 확산성 수소를 필요로 하는 곳에 적합하다. 더우기, 고강도강에 있어서, 제작자들은 생성된 용접비드 안에서 2.0㎖/100g 이하의 확산성 수소를 요구하고 있다. 만약 불가능하지 않다면, 용접이 행해지는 주위조건과 용접 작업주변의 대기중 수분의 영향등을 고려할 때 서브머지드 아크용접에서 이러한 양이 달성되는 것이 매우 어렵다. 결과적으로, 특히 HY-100과 HY-130 같은 고강도 금속을 용접할 때, 생성된 용접비드안의 확산성 수소를 3.0㎖/100g이하까지, 양호하게는 2.0㎖/100g이하까지 감소시킬 서브머지드 아크용접 플럭스가 필요하다. 상술한 플럭스들은 서브머지드 아크용접 기술들을 사용할 때 나타나는 여러가지 용접 환경에서 경제적이고 반복적으로 이런 목적들을 달성할 수가 없었다.

본 발명은 합금과 여러가지 다른 구성 성분들을 포함하거나 포함하지 않는 혼합된 플럭스 성분들의 입자들을 구비하는 서브머지드 아크 전기용접에 적합한 과립상의 플럭스에 관한 것으로, 그 플럭스는 확산성 수소를 감소시킨다. 새로운 서브머지드 아크용접용 플럭스는 확산성 수소를 3.0㎖/100g 이하의 값까지 감소 시킬 수 있다.

본 발명을 따라서, 합금 구성 성분을 포함하거나 포함하지 않는 혼합된 플럭스 성분들의 입자들과, 용접금속에서 확산성 수소를 위한 환원제로서 할로겐화 중합체(halogenated polymer), 특히 플루오르화 중합체(fluorinated polymer)를 구비하는 서브머지드 아크 전기용접에 적합한 과립상의 플럭스가 제공된다. 실제적으로, 중합체(polymer)는 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)을 포함하고 플럭스 입자들과 혼합된다. 본 발명의 양호한 실시예를 따라서, 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌의 용융 온도이상 기화 온도이하의 온도로 플럭스 입자들과 폴리테트라플루오로에틸렌 입자들의 혼합체를 가열함으로써 플럭스 입자들의 표면 위에 피복된다. 소결로 지칭되는 플루오르화 중합체를 플럭스 입자들과 결합하기 위한 이런 양호한 방법에 있어서, 플루오르화 중합체는 플럭스 입자들의 표면에서 용융되고 피복된다. 결국, 플럭스가 재사용될 때, 플루오르화 중합체는 플럭스 입자들과 함께 남는다. 만약 중합체가 플럭스 입자들 위에 소결되지 않으면, 그 중합체 분말은 사용할 동안 플럭스 입자들로부터 분리될 수 있지만, 감소된 수소에 의해 중합체의 장점들은 이미 달성되었다.

본 발명의 양호한 실시예를 따라, 플럭스 성분들은 규산나트륨 및/또는 규산칼륨과 같은 표준 고착제와 혼합된다. 그후, 혼합체는 규산염이나 규산염들이 경화되어 여러가지 플럭스 성분들을 비교적 큰 덩어리의 재료로 고착시킬 때까지 가열된다. 그후, 덩어리는 원하는 크기로 분쇄되어 용해되지 않는 규산염들과 함께 고착된 덩어리진 플럭스 입자들을 생성한다. 그리고나서, 이들 입자들은 본 발명을 따라 입자들을 혼합하거나, 입자들을 혼합하고 플럭스 입자들의 표면에 중합체를 피복하기 위해 입자들을 가열함으로써 플루오르화 중합체와 결합된다. 융합된 형태의 플럭스를 생성하기 위하여, 플럭스 성분들은 정교하게 분쇄될 수 있고, 함께 혼합될 수 있고, 그 구조물들의 용융온도 이상의 온도로 가열될 수 있으며 그후에 재료는 냉각되어 경화된다. 그리고나서, 경화된 덩어리는 원하는 과립상의 크기로 분쇄된다. 이들 과립상의 입자들은 본 발명의 서브머지드 아크용접용 과립상 플럭스를 생성하기 위해 중합체와 혼합된다. 중합체는 분리를 막기 위해 플럭스 입자들의 표면위에 양호하게 피복된다.

본 발명의 다른 형태를 따라서, 플루오루화 중합체는 플럭스 중량의 0.10-5.0%의 양으로 플럭스 입자들과 결합된다. 이것의 바람직한 범위는 플럭스 중량의 0.5~3.5%이다. 플럭스 안의 중합체 양이 증가하기 때문에, 확산성 수소의 양은 감소한다. 실제적으로, 수소가 약 1.0㎖/100g의 양에 도달한 후에는, 수소의 추가적인 감소를 측정할 수 없다. 본 발명의 양호한 실시예를 따라서, 중합체가 결합되는 플럭스 입자들은 저확산성 수소가 요구될 때 연강을 용접하고 HY-80 내지 HY-130과 같은 고강도 저합금강들을 용접하기 위해 사용되는 표준 플럭스 성분들을 포함하고, 양호한 실시예에서 플럭스 성분들은 중량으로 25.0-37.0%의 산화마그네슘과 10.0-20.0%의 산화알루미늄 및 20.0-32.0%의 플루오르화 칼슘을 포함한다. 이 기본성분들과 함께, 서브머지드 아크용접용 바람직한 플럭스 시스템을 만들기 위해 보통 산화나트륨, 산화칼륨, 산화칼슘, 이산화규소 및 산화망간이 포함된다. 물론, 적절한 탈산제들과 합금 구성물들이 플럭스 성분입자들 안에 포함될 수 있다. 그 성분 입자들은 덩어리지고 융합된 서브머지드 아크용접용 플럭스에 사용되는 여러가지 재료들에 의해 형성될 수 있다. 본 발명은 플럭스 입자들의 형성에 관한 것이 아니고, 고강도 저합금강들의 용접에 있어서 3㎖/100g 이하의 저수준으로 확산성 수소를 감소시키기 위해 플루오르화 중합체와 같은 할로겐화 중합체와 결합하는 그런 입자들의 사용에 관한 것이다. 더욱이, 이런 수소의 낮은 양은 용접작업 주변의 대기중 수분의 실질적인 양에 따라 얻어질 수 있다.

본 발명의 또다른 형태에 따라서, 서브머지드 아크용접에 적합한 과립상 플럭스를 만들기 위한 방법이 제공되는 것이고, 그 방법은 혼합된 플럭스 성분의 플럭스 입자들을 형성하고 플루오르화 중합체의 입자들을 플럭스 입자들과 혼합하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 형태는 중합체들을 플럭스 입자들 위에 피복시키기 위해 충분한 시간동안 중합체의 용융온도 이상 기화온도 이하의 온도로 플럭스 입자들과 중합체 분말입자들의 혼합체를 가열하는 단계를 포함한다. 이 방법은 플루오르화 중합체가 과립상의 서브머지드 아크용접용 플럭스의 재사용 동안에도 플럭스 입자들과 함께 남아있기 때문에 본 발명의 폭넓은 형태에 실제적인 개선점을 제공한다.

본 발명의 또다른 형태에 따라서, 플럭스 입자들은 분말형태의 플럭스 성분들이 표준 고착제와 혼합되어 덩어리진 재료로 가열되는 덩어리화 하는 방법에 의해 형성된다. 그후, 생성된 재료는 덩어리진 재료를 플럭스 입자들로 변환시키기 위해 분쇄된다. 본 발명의 실시에 있어서, 중합체 입자들은 0.10-30μ 즉, 30μ이하의 크기를 가진다. 그 플럭스 입자들은 원하는 크기로 분류된다. 중합체의 양은 기본 플럭스에 중합체를 융합하기 위해 가열되는 건조된 혼합체의 3%이다.

본 발명의 주된 목적은 서브머지드 아크 전기용접에 적합한 과립상의 플럭스를 제공하는 것으로, 그 플럭스는 생성된 용접비드나 용접물 안의 확산성 수소량을 감소시키고, 덩어리진 플럭스나 융합된 서브머지드 아크용접용 플럭스와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 서술된 것 같이 과립상의 서브머지드 아크용접용 플럭스를 형성하기 위한 방법을 제공하는 것으로, 그 방법은 경제적이고 연강과 고강도 저합금강의 수소에 의해 유발되는 균열 경향을 감소시키기 위해 확산성 수소를 감소시키는 플럭스를 생성한다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 서술한 바와 같이 플럭스와 그 형성방법을 제공하는 것으로, 플럭스는 고강도 저합금강에서의 확산성 수소의 양을 3.0㎖/100g 이하의 양으로 양호하게는 2.0㎖/100g 이하의 양으로 감소시킨다.

본 발명의 다른 목적은 서브머지드 아크용접용 플럭스와 동일한 것을 제작하는 방법을 제공하는 것으로, 플럭스는 고강도강을 위해 높은 충격강도와 저균열 경향을 만들어준다. 본 발명은 서브머지드 아크용접을 위해 덩어리지거나 융합된 플럭스 제조에 적용될 수 있다.

본 발명의 전체적이고 주된 목적은 용접금속에서 확산성 수소를 감소시킬 과립상의 서브머지드 아크용접용 플럭스를 제공하고 이 플럭스를 형성하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 서술한 바와 같이 플럭스가 HY-80과 HY-100 및 HY-130 강들과 같이 고강도강 용접 적용부들에 사용될 수 있는 플럭스를 제공하는 것으로, 여기서 수소에 의한 균열은 더욱 넓게 발생하고 이것은 확산성 수소를 적은 양으로 감소시킴으로써 제거되어야만 한다.

이하 본 발명의 양호한 실시예들을 설명한다.

강을 제작하는 산업분야의 현재 추세는 판의 두께를 줄이기 위해 고강도강을 사용하는 것이다. 고강도강들이 수소취성을 받기가 더 쉽기 때문에, 용접금속안에 아주 낮은 확산성 수소가 필요하다. 낮은 수소양은 사용되는 용접법과 용접되는 강에 상관없이 산업분야에서 아주 중요하다. 판의 주어진 강도에서, 수소에 의해 발생되는 균열의 경향은 확산성 수소의 양이 증가함에 따라 커진다. 확산성 수소의 특정양에 있어서, 강의 강도가 증가함에 따라 수소취성도 커지는 경향이 있다. 결과적으로, 서브머지드 아크용접에서 확산성 수소의 감소는 꼭 필요하며, 강의 강도가 증가함에 따라 더욱 중요하게 된다. 이런것은 예열 온도와 후용접처리(post welding processing)와 같은 용접 매개변수들과, 주위 조건들, 판두께와 구조설계가 균열경향을 감소시키기 위해 적용될때에도 해당한다. 덩어리지거나 융합된 서브머지드 아크용접용 플럭스에 폴리테트라플루오로에틸렌과 같은 할로겐화 중합체 즉 플루오르화 중합체의 사용이 생성된 용접금속안의 확산성 수소를 감소시킨다는 것을 발견하였다. 중합체는 더 나은 저장, 보관 , 사용 및 플럭스의 재사용을 위해, 과립상의 플럭스와 혼합되거나, 양호하게 플럭스안의 과립자(granule)들이나 각각의 입자(particle)들과 융합되거나 소결될 수 있다.

플루오르화 중합체는 다음 성분을 가진 기본 중성 플럭스에 첨가된다.

이 기본 플럭스(Base Flux)는 표준의 덩어리진 플럭스 제작기술에 따라 적절한 고착제와 함께 형성된 표준의 서브머지드 아크용접용 플럭스이다. 본 발명은 산성과 염기성 및 중성의 여러가지 플럭스들과 함께 사용될 수 있다. 기본 플럭스는 보통 고강도 저합금강 판들의 서브머지드 아크용접을 위해 사용된다. 이 플럭스를 사용할 때 확산성 수소는 보통 3-5㎖/100g 사이이고, 주로 용접 작업주변의 건조한 대기중 수분과 플럭스안의 수분양에 의존한다. 그 기본 플럭스 안에 나타나는 성분들중, 산화마그네슘과 산화알루미늄 및 플루오르화 칼슘이 주된 성분이다. 본 발명이 생성된 용접금속 안에서 확산성 수소의 양을 감소시키기 위해 플럭스 입자들에 플루오르화 중합체를 추가한다는 개념에 관한 것이기 때문에, 주된 성분들과 나머지 성분들중 여러가지 변경이 이루어질 수 있다.

본 발명의 플럭스에 대한 예가 아래에 나타나 있다.

그 일예가 테이블 I에 나타난 결과치를 얻기 위해 플루오르화된 중합체의 다양한 퍼센트와 함께 준비되었다.

[표 1]

* 건조공기의 파운드(pound)당 20개의 수분입자가 있는 상태

확산성 수소는 기본 플럭스를 사용하는 적어도 약 5.0㎖/100g의 수소량 이하로 완전히 감소되었다. 플럭스 입자들이 표준방법을 따라 형성된 후에, 0.5%-2.0% 의 중합체 입자들은 플럭스 입자들과 혼합된다. 명세서 상에서 확산성 수소는 단지 2.0㎖/100g으로 제한되어 있다. 테이블 I은 중합체 입자들이 확산성 수소를 감소시키는 것을 나타내고 있다. 이런 관찰을 변경하기 위해, 추가된 테스트들이 실행되었고 테이블II에 기록되어 있다.

[표 2]

* 건조공기의 파운드당 22개의 수분입자가 있는 상태

0.10-30μ의 일반적인 범위내의 크기를 갖는 폴리테트라플루오로에틸렌 입자 1.5%를 어떤 다른 변경없이 기본 플럭스에 포함함으로써, 확산성 수소는 1.26㎖/100g으로 감소된다. 이 테스트는 테이블 I에 도시된 결과치를 입증했는데, 즉 플루오르화 중합체의 증가가 용접금속안의 확산성 수소를 낮게 해준다.

테이블 II는 고강도 저합금강을 위해 사용되고, 테스트된 기본 플럭스와 경쟁적으로 사용되는 형태의 표준의 덩어리진 플럭스로 실행된 테스트를 나타내고 있다. 이 시판용 플럭스는 용접금속안의 확산성 수소를 5.10㎖/100g이 되게 하였다. 이 확산성 수소의 양은 중합체가 없는 기본 플럭스로 실행한 테스트로부터 생성된 수소와 다소 유사하다.

몇가지 테스트들이 본 발명의 사용에 의한 장점과 개선점들을 나타내고 있다. 상기에 나타낸 예들과 더불어, 표준 플럭스 입자들과 혼합된 폴리테트라플루오로에틸렌 입자들은 보관, 취급, 용접, 재사용 동안에 분리되는 경향이 있다는 것이 발견되었다. 결과적으로, 이제중합체 분말은 플럭스 입자와 중합체 입자들을 그것의 융점이상 비등점 이하의 온도로 가열함으로써 플럭스에 혼합된다. 그러므로, 그 혼합체는 플루오르화 중합체의 용융온도 이상과 중합체의 비등점 온도 이하에서 일회의 조작이나 계속적인 조작을 통해 혼합되고 가열된다. 이 가열처리법이 중합체를 플럭스 입자들 위에 피복시키기 때문에, 계속되는 수송, 취급, 용접, 재사용 등으로 인해 과립상의 플럭스 입자들의 표면으로부터 중합체가 분리되지 않는다.

플럭스 입자들 위에 중합체를 피복시키기 위해 사용되는 이 가열절차를 나타낸 테스트가 테이블 III에 나타나 있고 소결(sintered)로 표현된다. 이 방법은 2.13㎖/100g의 확산성 수소양을 얻는 플럭스를 생산했고, 반면에 단지 플럭스 입자들과 혼합된 폴리테트라플루오로에틸렌의 입자를 구비한 플럭스들은 1.9㎖/100g의 수소양을 만든다.

[표 3]

테이블 III은 플럭스 입자들 위에 중합체를 소결하는 결과치를 도시하고 있다. 플럭스 입자들과 중합체 2%를 건식 혼합하면 1.90㎖/100g의 확산성 수소가 생성된다. 같은 혼합물을 소결한 것은 2.13㎖/100g의 확산성 수소를 생성한다.

이 결과들은 일반적으로 동일하고, 두드러진 범위까지 중합체 입자들의 효능을 변화시키지 않고 서브머지드 아크용접용으로 생성된 과립상 플럭스의 물리적인 성질을 개선하기 위해 중합체가 플럭스 입자들 위에 피복될 수 있음을 보여준다. 본 발명은 일반적인 제작, 경화덧붙임(Hardfacing), 파이프용접용 플럭스들과 같은 다양한 서브머지드 아크용접용 플럭스들의 다른 슬래그 시스템과 함께 사용될 수 있다.

서브머지드 아크용접용은 일반적으로 확산성 수소를 감소시키기 위해 설계된 플럭스들을 사용할때 조차도 용접금속안에 5-10㎖/100g의 확산성 수소를 생성한다. 수소의 양은 주위의 대기중 수분에 따라 변한다. 높은 염기성 플럭스를 사용하면, 서브머지드 아크용접에서 생성되는 확산성 수소는 보통 약 5㎖/100g이다. 이 염기성 플럭스는 약 3의 염기도 지수를 갖는다. 약간의 용접금속중의 산소가 고충격 강도를 촉진시킨다. 그러므로, 본 발명은 용접금속 안의 확산성 수소를 더 많이 감소시키기 위한 폴리테트라플루오로에틸렌 입자들과 함께 산소를 감소시키는 고염기성 플럭스의 사용에 관한 것이다. 소결이나 가열방법을 사용함으로써, 생성된 플럭스는 물리적으로 더욱 안정하고, 중합체는 원하는 분포 계획에 따라 플럭스 입자들과 함께 남는다. 중합체는 플럭스 입자들로부터 분리되지 않는다. 본 발명을 따라서, 중합체는 플럭스 무게의 약 0.10-5.0%의 범위 안에서 추가된다. 양호한 량은 플럭스 무게의 0.5-3.5%이다. 플럭스는 표준적으로 덩어리지거나 융합될 수 있다.

양호하게도 고염기성 플럭스인 새로운 과립상의 플럭스는 혼합된 플럭스 성분들의 플럭스 입자들을 형성함으로써 만들어진다. 이들 플럭스 입자들은 합금이나 다른 요소들을 포함한다. 플루오르화 중합체들의 미세하게 분쇄된 입자들은 플럭스 입자들과 함께 혼합된다. 실제로 이들 입자들의 크기는 0.10-30μ이지만, 충분히 혼합시키기 위한 어떤 크기도 사용될 수 있다. 이 혼합체는 확산성 수소의 양을 감소시키는 플럭스이다. 본 발명의 다른 형태를 따라서, 혼합체는 중합체의 용융온도 이상과 중합체의 기화온도 이하의 온도로 가열되어 중합체를 기본 플럭스를 형성한 입자들의 표면 위에 고착시킨다. 바람직한 실시예로서, 기본 플럭스 입자들은 분말형태인 플럭스 성분들을 규산나트륨 및/또는 규산칼륨과 같은 고착제와 혼합시키는 것을 포함하는 표준의 덩어리진 플럭스 형성기술을 따라서 생산되고, 분말로 된 성분들을 덩어리진 재료로 가열하며, 그후에 덩어리진 재료를 폴리테트라플루오로에틸렌 입자들과 혼합되는 플럭스 입자들로 분쇄시킨다. 양호한 실시예로서, 기본 플럭스는 생성된 플럭스 안의 수분을 적게 하는 바람직한 성질을 얻기 위해 가열된다.

주위의 조건들은 다른 용접법들 뿐만 아니라 서브머지드 아크용접법으로 만들어진 용접비드내의 확산성수소의 양에 영향을 줄 수 있다. 중합체를 구비한 플럭스에 대해 주위 조건들의 영향을 테스트 하기 위해, 데이타들이 의미있게 다양한 주위 조건들을 가진 몇일 동안 축적되었다. 사용된 플럭스는 소결된 상태에서 3%의 중합체를 포함했다. 상대습도느 35-62%에서 변했다. 확산성 수소는 습도와 직접 관련되어 1.53㎖/100g-2.40㎖/100g 사이에서 변했다. 그 결과치는 용접동안 대기중의 습도수준이 생성된 확산성 수소 수준에 극미한 영항을 준다는 것을 나타내고 있다. 중합체를 포함하지 않는 플럭스에 대한 테스트들은 주위 조건들에서 동일한 상대적 변화들을 위해 용접금속의 100g당 수소 5-10㎖의 편차를 갖고 있었다. 그러므로, 본 발명을 사용한 개선점은 상당한 것이다. 경제성 때문에, 중합체의 약 5%정도가 최대 사용량이다. 도면에 도시된 것같이 이 양을 초과하면, 측정할 정도의 수소감소가 거의 없다. 그러나, 단지 비교적 비싼 중합체 분말의 더 많은 양을 첨가함으로써 본 발명이 회피될 수는 없다. 그런 첨가는 본 발명과 같은 방법으로 같은 결과를 얻는다.

Claims (15)

1. 고강도강의 아크용접용 자체 실드성(self-shielding) 플럭스로서, 마그네슘 산화물과 알루미늄 산화물 및 칼슘 불화물을 포함하는 플럭스 성분의 입자들과, 용접비드내의 확산성 수소를 3.0㎖/100g 이하로 유지하기 위해 수소 환원제로서 첨가된 0.1-5.0%의 할로겐화된 중합체를 포함하는 아크용접용 플럭스.
2. 제1항에 있어서, 할로겐화된 중합체 입자크기는 0.1-30μm인 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플럭스 성분들은 덩어리(agglomeration)로 형성되는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
4. 제3항에 있어서, 상기 덩어리는 규산나트륨인 고착제에 의해 결합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 중합체는 폴리테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 아크 용접용 플럭스.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플럭스 성분은 입자가 융합된 덩어리(fused mass)로 된 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 할로겐화된 중합체가 플럭스 입자위의 폴리테트라플루오로에틸렌의 피복물을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플럭스는, 중량%로, 25-37%의 MgO와, 10-20%의 Al₂O₃와, 20-32%의 CaF₂와, 0.1-5.0%의 할로겐화된 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 플럭스는, 중량%로, 0.5-2.0%의 Na₂O와, 25.0-37.0%의 MgO와, 10.0-20.0%의 Al₂O₃와, 0.5-2.0%의 K₂O와, 3.0-10.0%의 CaO와, 5.0% 이하의 MnOx와, 20.0-32.0%의 CaF₂와, 5.0-20.0%의 SiO₂와, 0.1-5.0%의 할로겐화된 중합체, 및 잔여량의 슬래그 성분, 합금화제, 고착제와 산소제거제를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스.
10. 3.0㎖/100g 이하의 확산성 수소를 가지는 용접비드를 형성하기 위하여 고강도강의 아크용접용 과립형 플럭스를 제조하기 위한 방법으로서, a)마그네슘 산화물과 알루미늄 산화물과 칼슘 불화물을 포함하는 플럭스 성분을 선택하는 단계와 ; b) 0.1-30m의 입자크기를 가지는 0.1-5.0중량%의 할로겐화된 중합체와 상기 플럭스 성분을 혼합하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 과립상 플럭스 제조방법.
11. 제10항에 있어서, 상기 과립상 플럭스는, 중량%로, 25-37%의 MgO와, 10-20%의 Al₂O₃와, 20-32%의 CaF₂와, 0.1-5.0%의 할로겐화된 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 과립상 플럭스 제조방법.
12. 제10항에 있어서, 상기 과립상 플럭스는, 중량%로, 0.5-2.0%의 Na₂O와, 25.0-37.0%의 MgO와, 10.0-20.0%의 Al₂O₃와, 0.5-2.0%의 K₂O와, 3.0-10.0%의 CaO와, 5.0%이하의 MnOx와, 20.0-32.0%의 CaF₂와, 5.0-20.0%의 SiO₂와, 0.1-5.0%의 할로겐화된 중합체, 및 잔여량의 슬래그 성분, 합금화제, 고착제와 산소제거제를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 제조방법.
13. 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 중합체의 용융온도 이상이며 기화온도 이하인 온도로 상기 플럭스 성분과 중합체의 혼합물을 가열하는 단계를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 혼합물의 습도를 62% 보다 작게 유지하는 단계를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 제조방법.
15. 제10항 내지 제12항중 어느 한 항에 있어서, 상기 플럭스 성분과 할로겐화된 중합체를 분말형태로 환원하고 고착제분말과 상기 분말로 된 플럭스 성분과 분말로 된 할로겐화 중합체를 혼합하여 분말로 된 혼합물을 형성하고, 이 분말로 된 혼합물을 가열하여 덩어리로 제조하고 이 제조된 덩어리를 플럭스 입자로 분쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 아크용접용 플럭스 제조방법.