KR100412044B1 - 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어 - Google Patents
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Abstract
개시된 발명은 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어에 관한 것으로서, TiO2: 1.0∼4.0 중량%, SiO2: 0.5∼3.0 중량%, Al2O3: 0.1∼1.5 중량%, ZrO2: 0.5∼2.0 중량%, 알카리 산화물을 포함한 3종이상 산화물의 총량 : 0.3∼4.0 중량%, Mn과 Si를 합산하여 0.7∼4.5 중량%를 만족함과 동시에 하기 식 1의 값이 0.1 ~ 3.5를 만족함을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어를 제공한다.
......식 1
본 발명에 따르는 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어는 스테인리스 고전류, 고전압하의 하향 및 수평필렛 용접에서도 내결함성과 용접작업성을 향상시킬 뿐만 아니라, 스패터 발생량이 적으며, 슬래그 박리성도 우수하다.
Description
본 발명은 화학 플랜트, 원자력 설비 뿐만 아니라 해수용구조물 등의 용접에 사용되는 내식성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전류, 고전압하의 수평필렛 용접에서도 비드처짐이 없고, 우수한 등각장을 나타내며, 내웜홀성(wormhole resistance)이 우수할 뿐만 아니라 고능률성을 가져 고속용접에 적합한 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어에 관련된 것이다.
종래의 가스실드 아크 용접용 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어는 다층 용접시 양호한 용접성과 작업성을 나타낸다. 또한 가스실드 방식이므로 대기 분위기와의 접촉이 없고, 슬래그 도포에 따른 내결함성이 강하며, 고온인성 및 내식성이 강해 산성 분위기에서도 견디는 장점이 있다. 게다가 근래에는 고온 크리프(creep)성, 저온인성이 우수한 와이어가 종종 제시되고 있고(일본특개 평7-246728), 뿐만 아니라 용접작업성 및 스패터 발생량을 저감시키고, 슬래그 박리성을 개선시킨 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어가 많이 등장하고 있다.
그러나 최근의 용접동향을 살펴보면, 연강 뿐만 아니라 스테인리스 용접에 있어서도 시공상에서 고능률화 및 로보트(robot)를 이용한 고속자동화의 요구가 높아지고 있다. 이러한 요구조건을 만족시키기 위해서는 고전류, 고전압 하에서 단위시간당 용착되는 용착금속량이 높아야 함은 물론이고, 결함이 발생치 않아야 하는 것은 자명한 사실이다.
기존의 많은 오스테나이트계 플럭스 코어드 와이어 용접재료들은 저전류, 저전압에서 용접했을 경우에는 아크가 안정하고, 미려한 비드를 얻을 수 있지만, 고전류, 고전압하에서 고속용접했을 경우에는 아크가 불안하고, 슬래그 도포성이 좋지 못해 비드 외관이 미려하지 않으며, 고전류, 고전압하에서 수평필렛 용접시 비드(bead) 처짐현상 때문에 등각장을 이루지 못하게 된다. 이러한 문제들 때문에 스테인리스 대각장을 요구하는 부분에 있어 저전류, 저전압에서 2패스(Pass)용접으로 처짐현상은 해결되지만 작업 능률성이 떨어진다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 감안하여 제안된 것으로서, 하향 및 수평필렛 자세에 따른 용접시공의 고능률 고속용접을 행하는 것이 가능하고, 고전류, 고전압 하에서도 용융금속 및 슬래그의 흘러내림에 따른 비드형상의 불량이나, 용접결함이 발생하지 않는 가스실드 아크 용접용 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어를 제공함에 목적이 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 와이어 전 중량에 대하여
TiO2: 1.0∼4.0 중량%, SiO2: 0.5∼3.0 중량%, Al2O3: 0.1∼1.5 중량%, ZrO2: 0.5∼2.0 중량%, 알카리 산화물을 포함한 3종이상 산화물의 총량 : 0.3∼4.0 중량%, Mn과 Si를 합산하여 0.7∼4.5 중량%를 만족함과 동시에 하기 식 1의 값이 0.1 ~ 3.5를 만족함을 특징으로 하는 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어에 의해 달성된다.
......식 1
이하, 본 발명의 상기와 같은 구성에 따른 각 성분의 역할과 수치 한정의 이유를 설명한다.
본 발명은 비드형상 불량의 원인이 되는 용융금속의 흘러내림을 방지하기 위해 슬래그의 응고점을 높게 하는 방법과 용융금속 그 자체를 빨리 응고시키는 방법에 촛점을 맞추어 연구한 결과 상기와 같은 구성을 제안하게 된것이다. 슬래그의 응고점을 높게 하는 방법은 고융점 슬래그 생성제를 첨가하여 슬래그의 응고온도를 상승시킴으로써, 비드 끝 단부의 흘러내림(처짐현상)없이 양호한 비드형상을 얻게 하는 방법이다. 용융금속 그 자체를 빨리 응고시키는 방법은 용융금속 자체가 빨리 응고되어서 비드의 흘러내림 현상이 발생하기 어려운 조성 및 특성을 갖게 하는 것이다.
상기한 두 가지 방법을 모두 검토한 결과, 용접시 고온의 용융금속의 점성을높여 용융금속을 빨리 응고시키는 방법이 보다 효과적일 것으로 예상하고, 점성증가를 위해서 용융금속중의 산소량을 저하시키고 각종의 탈산제를 첨가한 가스실드 아크 용접용 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어(이하, 플럭스 코어드 와이어)를 제조하였다. 통상 플럭스 코어드 와이어의 탈산제로는 Mn, Si, Al, Ti, Mg 등이 사용되어지고 있지만 본 발명에서는 특히 Mn 및 Si의 첨가가 용융금속의 점도에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
Mn의 첨가가 용융금속의 점도에 큰 영향을 미치는 이유는, Mn을 첨가함에 따라 탈산제로서의 효과가 증대되고, 고온에서도 극히 안정한 MnO를 생성시켜 용융슬래그와의 반응과 분해 등을 일으키지 않고, 슬래그 형성제로 작용을 하여, 슬래그의 융점을 상승시키기 때문이라고 생각되어진다. 또 Si에 대해서는 탈산제의 역할로 생성되는 SiO2가 슬래그 중에서는 응고점을 저하시키는 방향으로 작용을 한다고 생각되어지지만, 고온에서의 안정성이 좋기 때문에 슬래그 성분들간의 균형을 흩뜨릴만큼 크게 작용하지는 않으며, 오히려 탈산제의 역할로 작용하는 것이 크기 때문이라고 생각되어진다. 반면, 다른 탈산제들의 경우에는 탈산과정에서 발생된 산화물이 용융슬래그 중에서 반응과 분해를 일으켜서, 슬래그 성분들간의 균형에 큰 영향을 주기 때문에 Mn과 Si의 첨가를 반드시 필요로 하게 되는 경향이 있다.
본 발명은 전술한 것과 같이 Mn 및 Si를 첨가하여 슬래그의 흘러내림을 방지하는 한편 비드형상을 처지지 않게 하기 때문에 식 1에 표시한 SiO2, ZrO2및 알카리 산화물을 포함한 최소한 3종 이상 산화물의 총량과의 관계를 0.1∼3.5가 되도록조절하는 것에 따라서 완성되어진다.
다음으로 본 발명의 플럭스 조성에 대하여 설명한다. 특별한 언급이 없는 한 %는 플럭스 코어드 와이어 전중량에 대한 중량%를 의미한다.
TiO
2
: 1.0∼4.0%
TiO2은 슬래그 형성제로서 슬래그의 피포성 및 박리성을 개선시키고, 양호한 비드 형성에 기여하는 성분이며, 슬래그의 유동성을 개선하여 용접작업성을 우수하게 하며, 특히 아크 안정제로서의 역할을 수행함으로써 스패터 발생량을 다소 감소시키는 작용을 한다. 그러나 TiO2가 1.0%미만에서는 용융금속을 떠받치기 위한 슬래그량을 확보하는 것이 어렵기 때문에 용융금속이 흘러내리기 쉽고, 그 결과 양호한 등각장의 비드를 얻기 어렵다. 만약 4.0%를 초과하면 슬래그의 유동성이 과도하게 좋아 비드의 피포성이 나빠지고 스패터 발생이 과도해진다. 따라서 TiO2의 함량은 1.0 ~ 4.0중량%로 하는 것이 바람직하다.
SiO
2
: 0.5∼3.0%
SiO2는 슬래그의 융점 및 점성을 조정하는 성분일 뿐만 아니라 슬래그 형성제 및 아크 안정제로서 작용을 한다. 특히 SiO2는 스패터 발생을 억제함과 동시에 슬래그를 용접금속 전체에 균일하게 피포시켜 비드 외관을 미려하게 한다. 0.5%미만에서는 그 효과가 적으며, 3.0%를 초과하면 슬래그 점성이 증가하여 비드가 과도하게 볼록하게 되고, 슬래그가 용접금속에 눌러붙어 슬래그 박리성을 떨어뜨리는단점이 있다.
Al
2
O
3
: 0.1∼1.5%
Al2O3는 용접금속과 모재의 융합성을 개선하는 효과가 있고, 슬래그 응고점을 상승시켜 용융금속의 흘러내림을 방지하는 작용을 한다. 0.1%미만에서는 그 효과가 미미하며, 1.5%를 초과하면 슬래그 중에서 잔류하는 Al2O3가 증가하여 슬래그 박리성을 떨어뜨린다.
ZrO
2
: 0.5∼2.0%
ZrO2는 슬래그 응고점을 상승시킴과 동시에 아크 안정제로서의 작용이 있으며, 아크의 집중화를 방지하여 스패터 발생량을 감소시키는 역할을 한다. 특히 (TiO2+ ZrO2)/SiO2조합의 구성비가 0.5%미만에서는 상기의 효과를 달성할 수 없고, 12.0%를 초과할 경우는 슬래그량이 과도하게 많아져, 비드형상이 볼록형으로 일정하지 못하다. ZrO2을 공급하는 원료로는 지르콘샌드, 지르콘 옥사이드등이 있다.
Mn + Si : 0.7∼4.5%
Si과 Mn은 탈산제로서의 작용을 함과 동시에 용접금속에 있어서 강도 및 인성을 향상시키는 작용이 있다. 뿐만 아니라 상기의 TiO2, SiO2의적절한 조합비를 만족시키면 아크의 안정성을 충분히 확보할 수 있고, 고전류, 고전압에서도 아크 이행의 균일성을 유지할 수 있으며 스패터 발생량도 저감시키는 효과가 나타난다. 그러나 Si과 Mn을 합산한 함량이 0.7%미만인 경우 탈산부족에 의한 용접부의 블로우-홀, 피트 등과 같은 용접결함이 발생하기도 하고, 강도 및 인성이 떨어진다. 그중에서도 Si가 낮을 경우 용융금속의 흘러내림이 생기기 쉬워 고전류, 고전압 용접시 등각장의 비드를 얻을 수 없게 된다. Si과 Mn의 합이 4.5%을 초과할 경우 슬래그의 흘러내림이 쉬워지고, 박리성이 나쁘며, 인성이 저하되고, 용접금속의 강도가 크게 되기 때문에 고온균열등이 발생하기 쉽게 된다. 따라서 Si와 Mn의 합계 함량이 0.7 ~ 4.5%인 것이 바람직하다. Si과 Mn의 공급원료는 Fe-Si, Fe-Si-Mn, Me-Mn, Fe-Mn,등들 들 수 있다
알카리 산화물을 포함한 3종 이상 산화물의 총량 : 0.3∼4.0%
알카리 산화물은 슬래그 생성제 및 아크 안정제로서 작용하며 그 함량이 적을 경우 효과가 적고, 함량이 높을 경우 내흡습성이 떨어져 스패터 발생량을 증가시키고, 아크를 불안하게 한다. 또한 피트, 블로우-홀등 용접결함을 발생시키는 악영향을 미친다. 주로 알카리 금속화합물로서는 티탄산 카리, 티탄산 나트륨등의 티탄산염이 바람직하다. 알카리 금속외 금속 불화물의 경우는 슬래그의 점성과 유동성을 조절하며, 비드형상을 양호하게 하고, 가스성분을 감소시키기 위해서 첨가된다. 그러나 함량이 많을 경우 역시 스패터 발생량을 증가시키는 악영향을 미치기 때문에 가급적 적은 것이 좋다. 알카리 산화물을 포함한 3종 이상의 산화물 총량이 0.3%미만일 경우 아크 안정성이 나쁘고, 슬래그 박리성이 떨어지며 슬래그의 점성과 유동성이 떨어진다. 4.0%이상일 경우 스패터 발생량이 증가하고 아크가 불안정하게 된다. 알카리 산화물을 포함한 3종이상의 산화물로는 K2O, Na2O, Na2O3, NaF,MnO, MgO, CaCO3, BaCO3등을 들 수 있다.
.....식
상기 식은 용융금속 및 슬래그의 흘러내림과 병행해서 비드의 등각장 형성에 영향을 미친다. 알카리 금속산화물을 포함한 3종 이상 산화물의 합계량과 SiO2, ZrO2와의 비율이 융용금속 및 슬래그의 흘러내림에 영향을 주고, 특히 그 값이 클수록 슬래그의 흘러내림이 어려워진다. 슬래그의 점도가 너무 커서 슬래그의 흘러내림이 어려워지면 비드 끝단부 형상이 볼록하게 되기 쉽고, 그것을 개선시키기 위해서는 SiO2량과 식 1과의 균형이 중요하다. 본 발명에서는 식 1의 값을 0.1∼3.5로 조절하는 것이 바람직하다. 이 식 1의 값이 0.1미만에서는 슬래그의 흘러내림이 생기기 쉽고, 비드 자체도 처져서 부등각장이 형성되며, 3.5를 초과했을 경우 오목한 비드가 형성되어 슬래그 피포성 부족으로 비드 표면이 거칠고 불량한 비드가 형성된다.
한편 Si, Mn등의 합금원소는 외피 또는 플럭스에서 첨가하는 것이 가능하다. 또 용접부의 고온강도, 내충격성 및 등각장 형상등을 향상시키기 때문에 상기 이외의 합금성분(Cr, Ni, Mo, Cu, Ti, V, Nb등)을 첨가하는 것이 가능하다. 또 와이어 표면의 상태 및 단면에 따라서 플럭스의 충진형상에는 아무런 제한이 없으며, 단면의 형상은 원형으로 하는 것이 좋으며 내부형상에 대한 제약은 없다.
외피로서는 오스테나이트계 스테인리스강을 이용한다.
이 외피 성분은 특히 제한된 JIS G 4303 (열간압연 스테인리스 강판), JIS G 4304 (냉간압연 스테인리스 강판), JIS G 4306 (열간압연 스테인리스 강재), JIS G 4307 (냉간압연 스테인리스 강재)로 규정된 성분계 및 조성을 가지는 것을 사용하는 것이 좀 더 바람직하다.
오스테나이트계 스테인리스강으로 된 외피의 중공부에 충진되는 플럭스량을 특별히 한정시키는 것은 아니나, 와이어 전체중량에 대한 백분율로서 15∼30%로 하는 것이 바람직하다. 플럭스량이 15%미만이면 슬래그 생성량이 불충분하여 본 발명에서 기대되는 모든 효과들을 가질 수 없게 되고, 30%를 초과할 경우는 제조공정 중에 단선이나 용접시 와이어의 구부러짐 현상으로 송급성에 나쁜 영향을 준다.
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체화하나, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
우선 표 1에서는 용접 작업성 평가를 위한 용접조건을 나타내었는데, 특히 정확한 판단을 위해서 두께6mm의 SUS 304L 강판을 이용해 하향은 260∼280A, 38∼40V, 수평필렛은 280∼300A, 38∼40V의 조건으로 용접평가를 실시하였다. 용접속도에 있어서는 용접자세에 관계없이 35CPM을 유지하였으며, 차폐가스는 100% CO2로 하고, Tip-모재간 거리를 정확하게 유지하기 위해서 반자동(Auto-carrier) 용접을 실시하였다.
| 구분 | 용접조건 | |
| 강관 | STS 304L | |
| 모재두께 | 6㎜(t) | |
| 용접극성 | DC+ | |
| 차폐가스 | 100% CO2 | |
| 가스공급량 | 유량 20ℓ/min | |
| 용접자세 | 하향 | 수평필렛 |
| 용접전류 | 260 ~ 280 A | 280 ~ 300 A |
| 용접전압 | 38 ~ 40 V | 38 ~ 40 V |
| 용접속도 | 35㎝/min | 35㎝/min |
| Tip-모재간 거리 | 20㎜ | 20㎜ |
본 발명의 발명예 및 비교예의 작업성 및 기타 용접특성의 결과에 대해서는 표 2, 표 3에 나타내었다.
| 구분 | TiO2 | SiO2 | Al2O3 | ZrO2 | Mn | Si | A* | B* | 기타 | 식 1 | |
| 비교예 | 1 | 1.75 | 0.48 | 1.62 | 0.69 | 1.46 | 2.21 | 3.76 | 87.26 | 0.77 | 3.21 |
| 2 | 4.21 | 2.51 | 1.12 | 0.45 | 1.98 | 0.57 | 3.12 | 85.46 | 0.58 | 1.05 | |
| 3 | 0.84 | 0.87 | 0.45 | 0.95 | 2.14 | 2.64 | 3.52 | 87.96 | 0.63 | 1.93 | |
| 4 | 1.23 | 3.21 | 0.78 | 1.84 | 0.87 | 1.58 | 0.88 | 88.79 | 0.82 | 0.17 | |
| 5 | 3.48 | 0.77 | 0.07 | 0.72 | 1.24 | 1.97 | 4.12 | 86.92 | 0.71 | 2.77 | |
| 6 | 2.54 | 2.86 | 1.24 | 2.17 | 2.79 | 0.14 | 1.38 | 86.12 | 0.76 | 0.27 | |
| 7 | 2.78 | 1.21 | 0.54 | 0.62 | 1.74 | 0.34 | 0.28 | 91.68 | 0.81 | 0.15 | |
| 8 | 3.84 | 2.33 | 0.24 | 1.49 | 0.34 | 0.29 | 3.67 | 87.06 | 0.74 | 0.96 | |
| 9 | 1.75 | 2.94 | 0.58 | 1.97 | 0.91 | 1.35 | 0.40 | 89.24 | 0.86 | 0.08 | |
| 10 | 1.11 | 0.53 | 1.22 | 0.54 | 2.24 | 1.26 | 3.93 | 88.27 | 0.90 | 3.67 | |
| 발명예 | 11 | 1.33 | 1.20 | 0.34 | 0.62 | 1.08 | 0.26 | 0.56 | 93.62 | 0.99 | 0.31 |
| 12 | 1.78 | 0.62 | 0.57 | 0.77 | 1.22 | 0.30 | 3.24 | 90.68 | 0.82 | 2.33 | |
| 13 | 2.48 | 1.57 | 1.24 | 0.91 | 0.67 | 0.36 | 2.93 | 89.05 | 0.79 | 1.18 | |
| 14 | 3.54 | 1.68 | 0.77 | 1.03 | 0.82 | 0.38 | 2.98 | 88.11 | 0.69 | 1.10 | |
| 15 | 1.73 | 2.64 | 0.41 | 0.96 | 1.25 | 0.41 | 0.85 | 91.17 | 0.58 | 0.24 | |
| 16 | 2.34 | 2.15 | 0.38 | 0.84 | 1.55 | 0.39 | 2.27 | 89.29 | 0.79 | 0.76 | |
| 17 | 2.61 | 0.62 | 0.19 | 0.56 | 1.83 | 0.49 | 3.67 | 89.43 | 0.60 | 3.11 | |
| 18 | 1.98 | 1.72 | 0.42 | 1.57 | 2.37 | 0.56 | 1.83 | 88.69 | 0.86 | 0.56 | |
| 19 | 2.09 | 0.91 | 0.39 | 1.02 | 1.83 | 0.56 | 2.06 | 90.28 | 0.86 | 1.07 | |
| 20 | 2.12 | 0.76 | 1.12 | 0.92 | 1.31 | 0.68 | 1.17 | 91.09 | 0.83 | 0.70 | |
| 21 | 1.85 | 2.86 | 1.32 | 1.85 | 2.10 | 0.62 | 0.58 | 88.06 | 0.76 | 0.12 | |
| 22 | 2.75 | 1.11 | 0.40 | 0.88 | 1.42 | 0.62 | 2.08 | 89.97 | 0.77 | 1.05 | |
| 23 | 1.82 | 1.48 | 0.54 | 0.72 | 1.26 | 0.69 | 0.65 | 92.16 | 0.68 | 0.30 | |
| 24 | 3.21 | 2.81 | 1.24 | 1.83 | 2.27 | 1.87 | 3.20 | 82.83 | 0.74 | 0.69 | |
| 25 | 3.75 | 0.64 | 0.27 | 0.73 | 0.79 | 1.54 | 3.89 | 87.52 | 0.87 | 2.84 |
표 2에서 A*는 알카리 산화물을 포함한 3종 이상의 산화물의 합계로서 그 대상 산화물로는 MgO, MnO, K2O, Na2O,Na2O3, NaF, CaCO3, BaCO3등이 있으며, B*는 합금성분 및 T-Fe(Total Fe)로서 금속 외피의 성분을 포함한 플럭스 중의 철 및 합금 분말의 합계를 말한다. 기타는 C, P, S 등과 같은 미량 원소 및 불가피한 불순물이다.
| 구분 | 비드 형상 | 아크안정성 | 슬래그유동성 | 슬래그박리성 | 슬래그피포성 | 스패터발생량 | 식 1 | |
| 비교예 | 1 | X | △ | X | △ | X | O | 3.21 |
| 2 | △ | △ | △ | △ | O | X | 1.05 | |
| 3 | X | △ | △ | X | X | X | 1.93 | |
| 4 | X | O | △ | X | △ | O | 0.17 | |
| 5 | X | △ | X | X | △ | △ | 2.77 | |
| 6 | △ | △ | △ | X | △ | △ | 0.27 | |
| 7 | △ | X | X | △ | △ | O | 0.15 | |
| 8 | △ | X | △ | O | △ | △ | 0.96 | |
| 9 | X | △ | X | △ | △ | △ | 0.08 | |
| 10 | △ | X | △ | △ | △ | X | 3.67 | |
| 발명예 | 11 | ◎ | O | ◎ | O | O | ◎ | 0.31 |
| 12 | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 2.33 | |
| 13 | ◎ | ◎ | O | ◎ | ◎ | ◎ | 1.18 | |
| 14 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 1.10 | |
| 15 | O | ◎ | ◎ | O | O | ◎ | 0.24 | |
| 16 | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.76 | |
| 17 | ◎ | O | O | ◎ | ◎ | O | 3.11 | |
| 18 | ◎ | ◎ | ◎ | O | ◎ | ◎ | 0.56 | |
| 19 | ◎ | ◎ | O | ◎ | ◎ | ◎ | 1.07 | |
| 20 | ◎ | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.70 | |
| 21 | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.12 | |
| 22 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 1.05 | |
| 23 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | 0.30 | |
| 24 | O | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | O | 0.69 | |
| 25 | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | ◎ | O | 2.84 |
발명예 11∼25는 플럭스를 구성하는 화학성분의 조성 및 화학성분간의 비가 본 발명의 범위를 만족하는 것으로 작업성 평가결과 하향 및 수평필렛에서도 아주양호한 용접작업성을 나타내었다. 또한 슬래그 박리성이 우수할 뿐만 아니라 수평필렛 용접시 우수한 등각장 형태의 비드가 얻어지며, 스패터 발생량 또한 저감되었다. 반면 비교예 1∼10은 플럭스를 구성하는 화학성분의 함량중 1종 내지는 2종이 본 발명에서 제시하는 범위를 벗어나거나, 본 발명에서 제시하는 식 1의 범위를 벗어나는 경우로 슬래그가 과도하게 적어 비드 외관이 불량했으며, 고전류 고전압 하의 용접평가에서 웜홀(Wormhole)이 발생되기도 했다. 게다가 비드의 처짐현상으로 등각장을 이루지 못하는 경우가 발생했으며, 용접작업성이 불량하여 스패터 발생량이 많은 경향이 있었다.
특히 비교예 1의 경우 SiO20.5%미만이고 Al2O3가 1.5%이상으로 첨가되어 비드형상이 볼록하게 형성되고, 고전류 고전압에서 수평필렛 용접시 슬래그 피포성이 불량으로 나타났다. 비교예 2는 TiO2가 4.0%이상이고 ZrO2가 0.5%이하로 첨가되어 전체적인 용접작업성이 나쁘고 특히 스패터 발생량이 과다하게 나타났다. 비교예 3의 경우는 TiO21.0% 미만이고 Mn, Si의 합이 4.5%이상으로 첨가되어 비드형상이 불량하고 슬래그 피포성 및 박리성이 나쁘고 스패터 발생량이 많았다. 비교예 4는 SiO2가 3.0%이상으로 첨가되어 비드형상이 불량하고 슬래그 박리성이 불량으로 나타났다. 비교예 5는 Al2O3가 0.1% 미만이며 알카리 산화물 이외의 3종 이상의 산화물 총합이 4.0%이상으로 첨가되어 슬래그 유동성 및 박리성이 나쁘고 비드형상이 불량한 것으로 나타났다. 비교예 6은 ZrO2가 2.0%이상으로 첨가되어 전체적인 작업성이나쁘고 특히 슬래그 박리성이 나쁘게 나타났다. 비교예 7은 알카리 산화물 이외의 3종 이상의 산화물 총합이 0.3%미만으로 첨가되어 슬래그유동성이 나쁘고 아크안정성이 불량으로 나타났다. 비교예 8은 Mn, Si의 합이 0.7%미만으로 첨가되어 아크안정성이 불량으로 나타났다. 비교예 9는 식 1의 값이 0.1미만으로 나타났으며 슬래그 유동성이 좋지 않으며 비드형상이 불량한 것으로 나타났다. 비교예 10은 상기 식의 값이 3.5이상으로 나타났으며 아크안정성이 나쁘고 스패터 발생량이 과다하게 나타났다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 플럭스를 구성하는 화학성분 및 화학성분간의 비를 최적화함으로써, 스테인리스 고전류, 고전압하의 하향 및 수평필렛 용접에서도 내결함성과 용접작업성을 향상시킬 뿐만 아니라, 스패터 발생량이 적으며, 슬래그 박리성이 우수한 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어를 얻을 수 있다.
게다가 본 발명에서는 고전류, 고전압하에서 하향 및 수평필렛 용접에서도 비드처짐이 없고, 용접작업의 능률성을 향상시키며, 화학플랜트, 원자력 설비 뿐만 아니라 스텐인리스 용접의 생산성을 향상시킬 수 있다. 종래의 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어와 마찬가지로 차폐가스로 100% CO2를 사용하고, 용접에 관한 모든 기타 방법은 동일하므로 문제점을 유발시키지 않는다.
Claims (1)
- 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어에 있어서, 와이어 전 중량에 대하여TiO2: 1.0∼4.0 중량%, SiO2: 0.5∼3.0 중량%, Al2O3: 0.1∼1.5 중량%, ZrO2: 0.5∼2.0 중량%, 알카리 산화물을 포함한 3종이상 산화물의 총량 : 0.3∼4.0 중량%, Mn과 Si를 합산하여 0.7∼4.5 중량%를 만족함과 동시에 하기 식의 값이 0.1 ~ 3.5를 만족함을 특징으로 하는 오스테나이트 스테인리스계 플럭스 코어드 와이어.......식 1
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|---|---|---|---|
| KR10-2001-0075040A KR100412044B1 (ko) | 2001-11-29 | 2001-11-29 | 오스테나이트계 스테인리스 플럭스 코어드 와이어 |
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Citations (4)
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-
2001
- 2001-11-29 KR KR10-2001-0075040A patent/KR100412044B1/ko not_active IP Right Cessation
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