KR100774155B1

KR100774155B1 - 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어와 그제조방법

Info

Publication number: KR100774155B1
Application number: KR1020060102590A
Authority: KR
Inventors: 장종훈; 허상준
Original assignee: 고려용접봉 주식회사
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2007-11-07
Also published as: US20080093352A1; US8153935B2; CN100571963C; CN101164731A

Abstract

본 발명은 외피 및 상기 외피 내에 충전된 플럭스를 포함하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어로서, 상기 플럭스 코어드 와이어는, 와이어 전중량에 대하여, Cr 24.0~30.0%, Ni 7.0~10.5%, Mo 2.0~4.0%, Cu 0.10~2.50%, Si 0.40~1.00%, Mn 1.5~3.0%, N 화합물(N 환산치) 0.10~0.30%, 잔부로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고; 상기 플럭스가, 와이어 전중량에 대하여, TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃ 6.50~12.00%, Li₂O+K₂O+Na₂O 0.10~0.50%, 기타 산화물 0.10∼2.00%, 금속불화물(F 환산치) 0.10~0.50%를 함유하고; 상기 플럭스가 상기 외피 내에 26~35%로 충전되는, 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.

이상 스테인리스강 용접용 와이어에 있어서, 와이어 중의 Cr, Ni, Mo, Cu, N과 같은 원소성분을 제어하고, 플럭스 중의 TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Li₂O, K₂O, Na₂O FeCO₃, MnO, MgO, Bi₂O₃ 와 같은 성분들의 조합을 최적화하여 우수한 내공식성, 내입계부식성 및 내균열성과 고강도를 가지는 용접금속을 얻는 것이 가능하고, 더불어 용접작업성 뿐만 아니라 제조시 신선성이 우수하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이상 스테인리스강, 플럭스 코어드 와이어, 내입계부식성, 내균열성

Description

이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어와 그 제조방법{FLUX CORED WIRE FOR DUPLEX STAINLESS STEEL AND THE MANUFACTURING METHOD THEREOF}

도 1은 용접작업성 평가를 위한 용접 자세 및 모재 제작방법을 나타낸 모식도이며, (가)는 하향용접자세, (나)는 하향필렛용접자세, (다)는 수직상향용접자세를 나타낸다.

도 2는 내균열성 평가방법을 나타낸 모식도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명*

11~16…용접대상 모재 및 부재 11A, 12A…용접 개선면

13A, 15A…접촉선 d…루트 간격

w…용접금속 21, 22…용접대상 모재

23…구속판 g…루트갭

본 발명은 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고강도 및 우수한 내공식성이 요구되는 해수 담수화 설비, 석유정제, 석유화학의 열교환기, 유정관 재료 및 각종 화학공업용 장치 등의 내식재료 뿐만 아니라 건축이나 차량 등의 구조용 재료의 용접에 있어서 우수한 내공식성, 내입계부식성 및 내균열성과 고강도를 가지는 용접금속을 얻는 것이 가능하고, 특히 용접작업성 뿐만 아니라 제조시 신선성이 우수하여 생산성을 향상시킬 수 있는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 및 그 제조방법에 관한 것이다.

이상 스테인리스강은 강 중에 오스테나이트와 페라이트가 약 50:50의 비율로 구성되어 있는 미세 조직상의 특성으로 인해 우수한 내식성과 기계적 성질 그리고 양호한 용접성을 가지는 강종이다. 최초 개발되었던 이상 스테인리스강은 페라이트 함량이 75∼80%를 차지하고 있어서 용접성과 내입계부식성이 아주 빈약하였다. 1960년대 이후 Cr과 Ni 성분을 조절하여 페라이트와 오스테나이트의 구성비를 50:50으로 유지함으로서 용접성과 내입계부식성을 개선하였으나, 실제 용접부에서는 페라이트량이 급격히 증가하여 용접부의 기계적 성질과 내식성이 저하하는 단점이 발견되었다. 이후 이른바 제3세대 이상 스테인리스강으로 불리우는 N을 함유한 이상 스테인리스강이 개발되었는데, N은 이상 스테인리스강의 용접부에 있어서 매우 중요한 성분으로, 용접 후 냉각되는 동안에 페라이트가 오스테나이트로 신속히 변태할 수 있도록 도와준다. 이러한 이유로 N을 함유한 이상 스테인리스강은 기존의 300계열 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 응력부식균열(Stress Corrosion Cracking)에 대한 저항성이 극히 우수하고, 공식성(Pitting Corrosion)과 입계부식 성(Grain Boundary Corrosion)에 대한 저항성이 뛰어나다. 특히 강도 측면에서는 이상 스테인리스강이 기존의 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 50%정도 높으며, 임계 공식온도(Critical Pitting Temperature)가 기존 SUS 316L 스테인리스강에 비해 약 10℃이상 높다.

그리고 N을 함유한 대표적인 스테인리스강으로는 SUS304N2, SUS304LN, SUS316LN, SUS317LN, SUS329J3L, SUS329J4L, UNS S31803, UNS S32520, UNS S32550 등을 들 수 있으며, 크게 N의 함량이 높은 오스테나이트계 스테인리스강이나 이상 스테인리스강으로 분류될 수 있는데, 이들 중에서 강도가 높고, 내공식성이 우수한 이상 스테인리스강은 주로 해수를 담수화 하는 담수설비, 석유정제, 석유화학의 열교환기, 유정관 재료 및 각종 화학공업용 장치 등의 내식재료로 사용될 뿐만 아니라 강도가 높기 때문에 건축이나 차량 등의 구조용 재료에 이르기까지 그 용도가 광범위하게 확대되고 있다.

상기와 같은 분야의 용접에 사용되는 용접재료는 용접금속이 기본적으로 모재와 동등이상의 물리적 특성이 요구되며, 아울러 양호한 용접작업성이 요구되므로 용접재료 중에서도 특히 고능률로 쉽게 용접이 가능한 플럭스 코어드 와이어에 의한 MAG 용접을 점진적으로 요구하고 있다.

하지만 이상 스테인리스강재는 제조과정에서 압연 후에 열처리를 실시함으로서 상온에서 안정된 미세조직을 생성시키기가 용이하지만, 용접금속의 경우는 용접에 의해 용융된 용접금속이 자연냉각에 의해 응고되는 과정에서 발생되는 미세조직 변화의 제어가 용이하지 못하기 때문에 용접금속의 내공식성 또는 인성은 이상 스 테인리스강재와 비교하여 불안정하고, 더욱이 GTAW, GMAW, SMAW와 비교해 플럭스 코어드 와이어 용접방법은 용접시공상 입열량이 높아 상대적으로 건전한 용접부를 확보하기가 쉽지 않다.

또한, 플럭스 코어드 와이어의 경우 제조시 스테인리스강 외피 내에 플럭스를 충전하는 형태이기 때문에 충전될 수 있는 합금성분의 함량에 한계가 있으며, 특히, 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제조하기 위해서 사용되는 플럭스는 대부분 고가이고, 충전되는 플럭스 합금성분 함량이 증가할수록 가공경화 정도가 심해져 신선시 단선문제를 유발시켜 생산성 저하를 초래하므로 용접재료의 가격상승이 수반된다.

이와 관련하여 기존의 연구들은 용접금속 및 용접부의 내공식성, 내입계부식성, 내균열성, 고강도 특성과 양호한 용접작업성을 확보하기 위해 용접재료 내 Cr, Ni, Mo, N 등의 합금성분들을 조절하였고, 특히 상기 합금성분들은 용접금속의 내공식성을 개선하는데 효과적인 것으로 알려져 있으며, 더욱이 일본 특개평 60-191693호 및 특개평 9-122978호에는 질소 및 질소 화합물의 적정 첨가량이 개시되어 있다.

상기 성분의 첨가에 따른 영향은 용접현장에서 불가역적으로 발생되는 용접 입열량의 변동에 따라 변화하기 때문에 상기 성분의 제어만으로는 용접금속의 내공식성을 향상시키는데 불충분한 문제점이 있었다. 또한, 상기 성분들의 첨가량 증가는 용접 입열량의 변동과 함께 용접금속의 기계적 성능 또는 용접성을 손상시킬 뿐만 아니라 제조시 신선성을 저해하는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 와이어 중의 Cr, Ni, Mo, Cu, N과 같은 원소성분 함량을 제어하고, 플럭스 중의 TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Li₂O, K₂O, Na₂O FeCO₃, MnO, MgO, Bi₂O₃ 와 같은 성분들의 조합을 최적화하여 용접부의 우수한 내공식성, 내입계부식성, 내균열성 및 고강도 특성과 양호한 용접작업성을 가지는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ) 및 혼합된 플럭스의 입도를 적절히 조절하여 생산성을 향상시키고, 상대적으로 저렴한 제조비용으로 생산이 가능한 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 외피 및 상기 외피 내에 충전된 플럭스를 포함하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어로서, 상기 플럭스 코어드 와이어가, 와이어 전중량에 대하여, Cr 24.0~30.0%, Ni 7.0~10.5%, Mo 2.0~4.0%, Cu 0.10~2.50%, Si 0.40~1.00%, Mn 1.5~3.0%, N 화합물(N 환산치) 0.10~0.30%, 잔부로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고; 상기 플럭스가, 와이어 전중량에 대하여, TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃ 6.50~12.00%, Li₂O+K₂O+Na₂O 0.10~0.50%, 기타 산화물 0.10 ∼2.00%, 금속불화물(F 환산치) 0.10~0.50%를 함유하고; 상기 플럭스가 상기 외피 내에 26~35%로 충전되는, 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공함으로써 달성된다.

여기서, 상기 외피는, 외피 전중량에 대하여, C 0.015%이하, P+S+Co+B+Bi 0.10%이하, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 외피를 사용하는 것이 바람직하며, 하기 수학식1로 정의되는, 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량의 총합(%) Po가, 와이어 전중량에 대하여, 3.00~5.20%의 범위를 만족하는 것이 바람직하다. 산화물들로는 TiO₂, SiO₂, ZrO₂, Al₂O₃, Li₂O, K₂O, Na₂O, FeCO₃, MnO, MgO, Bi₂O₃ 등을 사용한다.

여기서,

Po: 와이어 전중량에 대하여 중량%로 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량의 총합(%)

i: 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분

n: 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분의 수

Xi: 와이어 전중량에 대하여 중량%로 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분의 중량(%)

δi : 플럭스 중 산화물 성분(i)에 포함된 산소원자 분율.

본 발명의 또 다른 목적은, 혼합된 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)가 3.50∼4.50을 만족하고, 혼합된 플럭스의 입도가 60mesh 입도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하고, 230mesh 입도 표준체(standard sieve)를 통과하지 못하는 혼합 플럭스의 비율이 전체 혼합 플럭스 중에 65∼85%, 나머지는 230mesh 입도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하는 혼합 플럭스를 외피 내에 충전하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법을 제공함으로써 달성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명자는 Cr, Ni, Mo 및 N의 첨가가 용접금속의 내공식성에 미치는 영향을 실험에 의해 규명하였는데, 상기 성분의 제어만으로는 용접금속의 내공식성을 향상시키는데 불충분하며, 상기 성분들의 첨가량 증가는 용접 입열량의 변동과 함께 용접금속의 기계적 성능 또는 용접성을 손상시킬 뿐만 아니라 제조시 신선성을 저해하는 등의 문제점이 있었다.

그래서 본 발명자는 Cr, Ni, Mo 및 N 외에도 Cu를 비롯한 Si, Mn에 대한 영향도를 평가하고, 더불어 외피 속에 포함되는 미량원소 함량을 규제함으로써 용접금속의 기계적 성능 또는 용접작업성 외에도 내균열성과 내공식성을 개선하는 수단에 관해 연구를 행하였다.

한편 본 발명자는 용접금속의 기계적 성능과 용접작업성에 있어서 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량이 큰 영향을 미치는 인자임을 발견하였고, 용접부의 기계적 성능을 저해시키지 않으면서 용접작업성을 향상시킬 수 있는 산소량에 대해 연구를 행하였다.

또한 기존의 종래기술들에서 간과하고 있었던 용접재료의 생산성 및 가격적인 부분에 대해서도 검토하였는데, 달성하고자 하는 용접금속의 기계적 성능, 용접작업성 외에 제품의 생산성 향상을 위해 외피에 충전되는 플럭스 특성과 제조성과의 관련성을 다양하게 시험한 결과 플럭스의 특성 중 제조성에 중요하게 영향을 미치는 것이 외피로 충전되는 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)와 플럭스의 입도분포임을 확인하였다.

이하에서 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 성분 한정이유 및 여러 가지 조성 성분 조합의 한정이유에 대해 상세히 설명한다.

우선 외피에 대해 설명하면 JIS G4304[열간압연 스테인리스강판], JIS G4305[냉간압연 스테인리스강판], JIS G4306[열간압연 스테인리스강대] 및 JIS4307[냉간압연 스테인리스강대]에 규정된 오스테나이트계 스테인리스강 성분계를 사용하면서 외피 전중량에 대하여, C 성분을 0.015%이하로 하고, P+S+Co+B+Bi 성분 합계량을 0.10%이하로 제어하면서 내공식성 및 내균열성과의 상관성을 함께 연구한 결과 상기 조성범위를 만족하는 것이 효과가 있음을 확인하였다.

C: 0.015중량% 이하

용접와이어 및 용착금속의 강도를 향상시키는 원소로써 외피 중에 함량이 증가함에 따라 용접시 스패터 발생량을 증가시킨다. 0.015%를 초과할 때는 용접시 스패터 발생량이 많아진다. 따라서 외피 중의 C 함유량은 외피 전중량에 대하여 0.015% 이하로 한다.

P+S+ Co +B+ Bi : 0.10중량% 이하

외피중에 상기 성분의 함량이 0.10%를 초과할 경우, 내공식성, 내균열성 및 강도를 열화시키고, 스패터 발생량을 증가시키기 때문에 P+S+Co+B+Bi의 함량을 외피 전중량에 대해 0.10%이하로 한다.

이하, 와이어 및 외피 내에 충전되는 플럭스 성분 조성 한정이유에 대해 설명한다.

Cr : 24.0∼30.0중량%

Cr은 용접금속 중의 페라이트 안정화 원소로써, 내공식성, 내입계부식성, 내균열성을 개선하며, Cr의 함유량이 24.0% 미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 반면 Cr의 함유량이 30.0%를 초과하면 σ상이 석출해 취화되고, 인성 및 연신이 저하된다. 따라서 Cr 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 24.0∼30.0%로 한다. 플럭스 중의 Cr 공급원은 메탈크롬(Metal-Cr), 페로크롬(Ferro-Cr(L/C)) 또는 질화크롬(CrN) 등의 어느 것을 사용할 수 있다. (L/C는 저탄소를 의미하며, 이하부터는 동일한 개념이다.)

Ni : 7.0∼10.5중량%

Ni은 용접금속 중의 오스테나이트 안정화 원소로서 용접금속부의 페라이트상 생성을 억제시키고, 내공식성, 내입계부식성, 내균열성 뿐만 아니라 용접금속의 인성을 향상시켜 주는 원소이다. Ni의 함유량이 7.0% 미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 반면에 10.5%를 초과하면 오스테나이트 분율이 과다하게 되어 강도가 떨어지는 경향을 보이는 동시에, 인성향상 효과는 거의 포화값에 달해 그 효과가 미미하게 된다. 따라서 Ni 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 7.0∼10.5%로 한다. 플럭스 중의 Ni 공급원은 메탈니켈(Metal-Ni)을 사용한다.

Mo : 2.0∼4.0중량%

Mo는 용접금속의 내공식성과 고강도 및 고온에서의 연화 저항성을 개선하는 원소로써, Mo의 첨가량이 2.0% 미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편 Mo의 함유량이 4.0%를 초과하면 σ상이 석출해 취화되고, 인성이 저하된다. 따라서 Mo의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 2.0∼4.0%로 한다. 플럭스 중의 Mo 공급원은 메탈몰리브덴(Metal-Mo) 또는 페로몰리브덴(Ferro-Mo(L/C)) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

Cu : 0.10∼2.50%

Cu는 내공식성, 특히 산(acid)에 대한 내식성을 향상시키는 원소로서 환원성의 pH가 낮은 환경, 예를 들어 H₂SO₄ 또는 규화수소를 함유한 환경에서 내식성을 향상시킨다. 그러나 Cu의 함유량이 0.1% 미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 반면에 2.5%를 초과하면 인장강도 및 항복점을 상승시키고, 인성, 신율, 단면 수축율은 감소한다. 따라서 Cu의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 0.1∼2.5%로 한다. 플럭스 중의 Cu 공급원은 메탈구리(Metal-Cu) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

Si : 0.40∼1.00중량%

Si은 슬래그 생성과 용접금속의 강화원소로 유효하고, 페라이트에 고용되어 경도, 탄성계수, 인장력을 증대하고, 신율, 충격치는 감소시킨다. Si의 함유량이 0.40% 미만에서는 용접금속의 적절한 강도가 얻어지지 않기 때문에, 상기 효과를 충분히 기대하기 어렵고, Si 함유량이 1.00%를 초과하면 강도 상승 효과보다 인성저하 효과가 크게 되어 바람직하지 않다. 따라서, Si의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 0.40∼1.00%로 한다. 플럭스 중의 Si 공급원은 페로실리망간(Fe-Si-Mn(L/C)), 메탈실리콘(Metal-Si) 또는 페로실리콘(Ferro-Si) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

Mn : 1.5~3.0중량%

Mn은 탈산원소이고, 오스테나이트 안정화 원소로써 용접금속의 미세조직을 조절한다. 한편 Mn의 함유량이 1.5%미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없고, 3.0%를 초과할 경우, 내공식성 및 강도 측면에서 좋은 효과를 기대할 수 없다. 따라서 Mn의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 1.5~3.0%로 한다. 플럭스 중의 Mn 공급원은 메탈망간(Metal-Mn), 페로망간(Ferro-Mn(L/C)) 또는 페로실리망간(Fe-Si-Mn(L/C)) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

N 화합물(N 환산치) : 0.10∼0.30중량%

N는 고용강화 원소이고, 용접금속의 강도를 높이는 동시에 내공식성을 개선하는 효과가 있다. N의 함유량이 0.10% 미만에서는 그 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편 N의 함유량이 0.30%를 초과하면 블루홀(Blowhole) 등의 용접결함이 발생하기 쉬워지고, 인성이 감소하여 충격치가 떨어진다. 또한, 용접 기공 및 시효경화의 원인이 되기 때문에 N의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 0.10∼0.30%로 한다. 플럭스 중의 N 화합물 공급원은 메탈질화망간(Metal-MnN), 페로질화망간(Ferro-MnN), 질화메탈크롬(Metal-CrN) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

TiO ₂ + SiO ₂ + ZrO ₂ + Al ₂ O ₃ : 6.5~12.0중량%,

TiO₂는 슬래그 형성제로서 아크 안정성을 향상시키고, 용접시 슬래그의 피포성을 향상시킴과 동시에 비드형상을 양호하게 하는 효과가 있다. 그러나 그 함유량이 적으면 언더컷이 발생할 수 있고, 용접금속에 충분한 슬래그량을 확보하는 것이 어렵기 때문에 양호한 비드형상을 얻기 어려우며, 그 함유량이 과다할 경우는 슬래그의 유동성이 과도하게 좋아 슬래그의 피포성이 나빠지고, 스패터 발생량이 많아지며, 슬래그 혼입과 같은 용접결함을 발생시킨다. 플럭스 중의 TiO₂ 공급원은 루틸(Rutile) 또는 일미나이트(Ilminite) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

SiO₂는 산성계 플럭스로서 용융슬래그의 염기도를 조정하고, 점성과 융점을 조정하여 비드 외관을 개선하며, 슬래그 박리성을 양호하게 하는 효과가 있고, 함유량이 낮을 경우 점성이 부족하여 사행비드나 언더컷이 발생하기 쉬우며, 비드폭이 불균일해지고, 비드 퍼짐성이 감소하여 볼록비드가 발생하기 때문에 효과를 충분히 얻을 수 없다. 한편 SiO₂ 함유량이 과다하면 슬래그의 점성이 과잉으로 되어 비드 형상이 열화됨과 동시에 슬래그 박리성이 열화된다. 플럭스 중의 SiO₂ 공급원은 규석(Silicate), 카리장석(Feldspar) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

ZrO₂는 입향 및 상향 용접에 있어 슬래그의 점성을 양호하게 유지하고, 슬래그의 흘러내림을 방지시킴과 동시에 비드 형상을 양호하게 하는 효과가 있다. ZrO₂ 함유량이 낮을 경우에서는 이 효과를 충분히 얻을 수 없고, 과다하게 함유될 경우 슬래그의 점성이 지나치게 높아져 용융지를 슬래그가 과도하게 덮기 때문에, 아크가 안정하게 되지 않으며, 슬래그의 혼입의 용접결함이 발생하기 쉬워진다. 플럭스 중의 ZrO₂ 공급원은 지르콘샌드(Zr sand) 또는 지르콘산화물(Zr oxide) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

Al₂O₃는 슬래그의 점성 및 융점을 조정하는데 중요한 성분으로, 슬래그를 형성하고, 염기도를 조정하여 용접작업성을 개선하는데 필요한 중성 성분으로, 그 함유량이 낮을 경우 점성과 융점이 낮아져서 비드폭과 결이 불균일해지며 언더컷 등의 결함이 발생할 수 있고, 슬래그 박리성이 떨어진다. 함유량이 과다하게 높을 경우는 응고온도를 상승시켜 비드가 열화하게 되고, 점성이 높아져 볼록한 비드가 형성되며, 슬래그의 혼입이 발생할 뿐 아니라 산소가 증가하여 용착금속의 인성이 나빠지고, 비드 종단부의 직선성이 저하된다. 플럭스 중의 Al₂O₃ 공급원은 알루미나(Alumina)를 사용할 수 있다.

본 발명에서는 플럭스 중에 TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃의 함유량이 6.5% 미만일 경우, 슬래그 생성량이 적기 때문에 슬래그 피포성과 박리성이 좋지 않으며, 용접시 아크안정성이 떨어져 양호한 비드형상을 얻기 어려우며, 그 함유량이 12.0%를 초과할 경우, 과다한 슬래그량으로 인해 아크가 불안하고, 스패터 발생량이 많아지며, 슬래그 혼입과 같은 용접결함을 발생시킨다. 따라서 TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 6.5~12.0%로 한다.

Li ₂ O + K ₂ O + Na ₂ O : 0.10~0.50중량%

Li₂O, K₂O, Na₂O 성분들은 고속 용접시 아크안정성을 확보하는데 중요한 성분이며, 슬래그의 표면장력을 감소시켜 비드 외관을 좌우하고, 슬래그 점성을 조절하 는 기능이 있다. Li₂O+K₂O+Na₂O의 함유량이 0.10% 미만에서는 아크안정성 효과가 현저히 감소하며, 용입이 얕아지고 슬래그 혼입이 발생할 수 있다. 그 함유량이 0.50%을 초과할 경우는 볼록한 비드가 형성되어 용접작업성이 열화되고, 피트 등 용접결함이 발생할 수 있다. 따라서 플럭스 중에 Li₂O+K₂O+Na₂O의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 0.10~0.50%로 한다.

플럭스 중의 Li₂O 공급원은 산화리튬(Lithium oxide)를 사용가능하며, K₂O는 카리장석(Feldspar), 지르콘 샌드(Zr sand) 또는 하우스만나이트(Hausmannite) 등의 어느 것이든 사용 할 수 있으며, Na₂O는 카리장석(Feldspar) 또는 빙정석(Cryolite) 등의 어느 것을 사용할 수 있다.

기타 산화물: 0.10∼2.00중량%

용접금속에 산소를 보충하고, 슬래그량을 조정하기 위해 첨가하며, 함유량이 0.10% 미만에서는 상기에서 목적하는 효과를 얻을 수 없고, 2.00%를 초과할 경우 슬래그의 피포성을 열화시키고, 스패터 발생량을 증가시켜 함유량을 플럭스 중에 와이어 전체 중량에 대해 0.10∼2.00% 첨가한다. 산화물 공급원으로는 탄산철(FeCO₃), 망간산화물(MnO), 마그네사이트(MgO), 산화비스무스(Bi₂O₃) 중의 적어도 1종 이상을 사용한다.

금속 불화물 (F 환산치) : 0.10~0.50중량%

금속 불화물은 내피트성을 향상시키고, 슬래그의 융점을 조정하고, 슬래그의 피포성 및 박리성을 향상시키지만 F 환산치로, 0.10% 미만에서는 피트가 발생하거나 슬래그의 피포성 및 박리성이 열화하고, 0.50%를 초과하면 슬래그의 융점이 현저히 저화하며, 슬래그의 피포성이 열화한다. 또한 불소 가스 발생에 따른 흄이 다량으로 발생한다. 따라서 플럭스 중에 금속 불화물(F 환산치)의 함유량은 와이어 전체 중량에 대해 0.10~0.50%로 한다. 금속 불화물은 불화리튬(LiF), 불화마그네슘(MgF₂), 불화알루미늄(AlF₃), 형석(CaF₂) 등을 사용할 수 있으며, 어느 것이든 금속불화물로 사용되어도 동일한 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 외피 내에 충전되는 플럭스의 함유량 한정이유에 대해 설명한다.

외피 내에 충전되는 플럭스의 함유량이 26% 미만이면, 용접금속의 화학성분을 충족시키면서 비드 외면을 덮어주어야 하는 슬래그의 생성량을 충분히 확보시키기가 어렵게 되고, 35%를 초과하면, 제조시 단선문제를 유발시키거나 슬래그 생성량이 과다하게 되어 양호한 용접작업성을 얻기가 어려워진다. 따라서, 플럭스 충전율은 와이어 전체 중량에 대해 26~35%가 되도록 한다.

이하에서는 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량 총합(%, 이하 Po로 표기함)의 한정이유에 대해 상세히 설명한다.

상기 수학식1로 나타내어지는, 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량의 총합(%) Po를 제어함으로써 용접금속의 기계적 성능과 용접작업성을 더욱 강화시킬 수 있었다. 일반적으로 용접금속부의 산소함량이 증가함에 따라 기계적 성능은 현저하게 감소하는 경향이 있는데, 이것은 용접금속부 내에 산소량이 지나치게 많아지면 일부는 강력한 탈산력을 가진 알칼리 원소들을 포함한 합금원소들에 의해 탈산되어 슬래그로 배출되지만 그렇지 못한 일부 산화 개재물들은 용접금속 내에 존재하면서 인접부위의 금속간 결합력을 약화시켜 미세한 기공을 쉽게 생성시킴으로써 용접금속의 기계적 성능을 떨어뜨린다. 반면에 용접작업성 향상을 위해서는 용접금속부에 어느 정도의 산소량이 있어야 함은 일반화된 사실이다. 그래서 이러한 상반된 부분의 특성파악을 위해 본 발명자는 용접부의 기계적 성능을 저해시키지 않으면서 용접작업성을 향상시킬 수 있는 산소량에 대해 연구를 행하였다. 그 결과, 산소를 용접금속부로 주입시킬 수 있는 인자가 플럭스임을 인지하고, 플럭스, 특히 산화물에서 주입되는 산소량을 와이어 전중량%에 대하여 확인하면서 용접금속부의 기계적 성능과 용접작업성을 동시에 평가하였으며, 최종적으로 Po값을 3.0~5.2%로 규제함으로써, 용접부의 기계적 성능과 용접작업성 측면에서 효과가 있음도 확인하였다. 상기 Po값이 3.0%미만일 경우는 용접작업성이 열화되고, 5.2%를 초과하는 경우는 용접금속내 산소량의 증가로 인해 용접결함이 발생하 여, 용접금속의 기계적 성능이 현저히 감소하게 된다.

본 발명의 외피, 상기 외피 내에 충전된 플럭스 및 이들을 포함하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어는 유도결합 플라즈마 원자방출분광분석기(ICP-AES, Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) 및 X선 형광분석기(XRF, X-ray Fluorescence Spectrometry) 등을 사용하여 그 함량을 분석하였다.

이하, 본 발명에 의한 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법에 대해 설명한다.

본 발명에 사용된 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어는, 외피를 U자 형상으로 성형하고, 혼합된 플럭스를 U자 형상으로 성형된 외피 내부로 충전하여 이음부를 가진 관형으로 성형하는 단계; 1차 인발하는 단계; 열처리단계; 최종 선경까지 2차 인발하는 단계;로 이루어진 제조공정을 통해 제조되며, 상기 제조공정에 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

또한, 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어에서 제품의 생산성과 제조성을 향상시키기 위해 충전 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)와 입도분포값을 한정한 이유에 대해 상세히 설명한다.

플럭스 겉보기 밀도의 경우, 플럭스 코어드 와이어 제조방법 중 외피 내 플럭스 충전 및/또는 신선과정에서 상당히 중요한 인자임을 시험을 통해 확인하였는 데, 이 부분에 있어 정확한 시험을 위해 외피 내에 충전되는 플럭스들의 겉보기 밀도(g/ℓ)를 개별 플럭스 및 혼합된 플럭스의 형태로 동시에 측정하여 다양하게 조정하였는데 측정방법에 대해서는 하기에 상세하게 기술한다. 여기서, 겉보기 밀도란 혼합된 플럭스 1ℓ당 혼합된 플럭스의 무게중량을 나타낸 값이다. 더불어 혼합된 플럭스의 입도를 50mesh, 60mesh, 100mesh, 140mesh, 200mesh, 230mesh, 270mesh, 극미분 형태로 분류하여 입도 표준체(standard sieve)를 이용해 제어하면서 여러 가지 시험을 실시하였다.

겉보기 밀도가 상대적으로 낮은 플럭스가 외피 내로 충전되는 경우, 즉 본 발명에서 규정된 바와 같이 겉보기 밀도가 3.50g/ℓ 미만일 경우는 혼합 플럭스의 부피가 크기 때문에 외피 밖으로 흘러넘침 현상이 발생하거나, 입도가 작으면서 겉보기 밀도가 낮은 플럭스 일부는 충전시 외피 밖으로 비산되기도 하여 균일화된 와이어를 만들기 어려우며, 이에 따라 용접금속의 기계적 성능이 열화하였다. 반면, 겉보기 밀도가 높은 플럭스가 많을 경우, 즉 본 발명에서 규정된 바와 같이 겉보기 밀도가 4.50g/ℓ를 초과하는 경우는, 신선시 가공경화 정도가 심해지고, 때로는 단선문제가 발생하여 제품의 제조성을 떨어뜨리며, 용접시 슬래그 피포성을 떨어뜨리는 현상을 확인하였다. 따라서, 외피 내로 충전되는 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)가 3.5∼4.5일 때 제품의 신선성 및 제조성의 측면에서 최적임을 확인하였다.

또한, 혼합된 플럭스의 입도가 60mesh 입도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하고, 230mesh 입도 표준체(standard sieve)를 통과하지 못하는 혼합 플럭스의 비율(이하 P1으로 명명함)이 전체 혼합 플럭스 중에 65∼85%, 나머지는 230mesh 입 도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하는 혼합 플럭스의 입도분포를 동시에 만족시키는 것이 용접부의 용접특성 외에도 신선성을 향상시켜 제품 생산성을 높이고, 보다 균일화된 제품을 상대적으로 저렴하게 제조가 가능하게 되었다. 혼합된 플럭스의 입도 중에서 P1값이 65% 미만일 경우는, 제조시 신선성이나 제조성의 향상을 기대할 수 없고, 용접금속의 기계적 성능도 열화되고, P1값이 85%를 초과하는 경우는 신선성이 열화하였다. 또한, 혼합된 플럭스의 입도 중에서 P1값이 본 발명의 범위를 벗어나면서 60mesh 입도 표준체를 통과하지 못하는 혼합된 플럭스의 비율이 많을 경우는, 제조시 단선문제를 유발시키기 때문에 제조성이 매우 열화하였고, P1값이 본 발명의 범위를 벗어나면서 230mesh 입도 표준체를 통과하는 혼합된 플럭스의 비율이 많을 경우는 제품 제조 시 플럭스가 외피내로 충전될 때 균일화된 충전율을 확보시키기가 어려울 뿐만 아니라 충전시 외피 밖으로 비산되는 경우가 발생하여 용접금속의 기계적 성능도 열화되는 문제가 발생하였다.

실시예

이하에서는 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 실시예에 관해, 본 발명의 범위로부터 벗어난 비교예와 비교해서 그 효과를 구체적으로 설명한다.

표 1은 본 발명의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어를 평가하기 위한 용접 모재의 화학조성을 나타내었고, 표 2에 나타낸 용접자세별 용접조건을 기초로 해서 용접작업성을 평가하고, 표 3에 나타낸 용접조건으로 도 2의 방법에 의해 내균열성을 평가하여 표 6 과 표 7에 나타내었다. 또한, 표 4와 표 5에 나타낸 강재의 외피와 플럭스를 사용해서 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제작하였다.

다음으로 용접작업성 평가를 위한 용접 자세 및 모재 제작방법을 상세히 설명하면, 도 1에 나타낸 바와 같이 용접 대상 두 모재(11)(12) 사이에 루트 간격(d)을 형성시킨 후, 두 용접 개선면(11A)(12A) 사이에 용접금속(W)이 형성되도록 하는 방법이 하향용접이며, 바닥에 놓여진 평판 모재(13)의 상면에 용접 부재(14)를 수직하게 세운 후 접촉선(13A)을 따라 용접하는 방법이 하향 필렛 용접이고, 지면에 수직하게 세워진 평판 모재(15)의 일측면에 용접 부재(16)를 수직하게 접촉시킨 후, 접촉선(15A)을 따라 상향으로 용접하는 방법이 수직상향 용접이다.

상기 외피 내에 충전되는 플럭스들의 겉보기 밀도(g/ℓ)를 측정하는 방법은 하기와 같은 방법으로 실시한다.

1. 1ℓ 비이커의 중량을 측정하고, 이를 W1이라 한다.

2. 혼합 플럭스를 1ℓ 비이커에 채워 1분간 진탕기에서 진탕을 실시한 후, 그 무게를 측정하고, 이를 W2라 한다.

3. 순수한 혼합 플럭스 만의 중량을 상기 "W2-W1"를 통해 구하고, 이를 1리터(ℓ)당 혼합 플럭스 중량(g)으로 나타낸다.

상기 혼합 플럭스의 입도 측정은 하기와 같은 방법으로 실시한다.

1. 입도 표준체를 50mesh에서 270mesh의 순서로 위에서 아래로 올려놓는다.

2. 혼합 플럭스 100g을 정확히 측정하여 50mesh부터 입도 표준체에 옮겨 뚜껑을 덮은 다음 진탕기에서 15분간 진탕을 실시한다.

3. 진탕을 완료한 다음 50mesh 입도 표준체를 통과하지 못한 입자들을 붓으로 털어모아 측량한 후 입도 표준체 크기별로 각각의 중량%를 구한다.

※P1: 혼합된 플럭스의 입도가 60mesh 입도 표준체를 전체 통과하고, 230mesh 입도 표준체를 통과하지 못하는 혼합 플럭스의 비율

상기의 용접방법으로 용접한 후, 각각의 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어에 대한 용접작업성을 평가한 결과를 표 6와 표 7에 나타내었다. 그리고 용접작업성 평가결과에 대해서는 우수(◎), 보통(○), 불량(×)으로 표기하였다. 또한 내균열성에 대한 평가는 도 2에 나타낸 바와 같이 바닥에 놓여진 평판 모재의 상면에 용접 부재를 45˚ 경사지게 세운 후, 바닥 평판 모재와 용접 부재간에 45˚를 이루도록 한다. 이 때 두개의 모재 사이에 강하게 구속을 주고, 하부에는 루트갭(Root gap)을 형성시켜 길이 방향으로 표 3에 나타낸 용접조건을 이용해 1패스(1pass) 용접을 실시한 후, 용접부가 충분히 식었을 때 비파괴시험인 PT(Penetration Test) 체크를 실시하여 평가된 결과를 표 6과 표 7에 나타내었다. 그리고 내균열성 평가 기준은 PT(Penetration Test) 체크로 균열이 발생하지 않은 것을 '양호', 균열이 발생한 것을 '불량'으로 표기하였다. 그리고 인장 시험은 JIS Z 3111에 준하였으며, 시험편을 약 200℃에서 1시간 열처리한 후 인장시험을 실시하였고, '양호'는 시험 인장값이 760MPa 이상이고, 연신율이 15%이상일 경우, '불량'은 시험 인장값이 760MPa 이하로 나왔을 경우 또는 인장값이 760MPa 이상이면서 연신율이 15% 미만일 경우를 나타내었다. 부식 감량은 ASTM G48 Method-A에 따라 처리한 후, 시편을 채취하고 공식시험을 실시, 평가하였으며, 부식감량이 0.1g/mm²·h 미만을 '양호', 그 이상을 '불량'으로 판정하였다.

생산성에 대한 평가 기준은 제조 시 단선문제가 발생하지 않을 경우 '양호', 단선문제가 발생할 경우를 '불량'으로 표현하였다.

표 6에 나타낸 것 같이 본 발명의 범위 내에 있는 발명예 1부터 15 와이어는 어느 것이든 양호한 결과를 나타내었다. 특히 본 발명의 발명예 1, 2, 6 또는 8, 10, 11, 13의 와이어는 용접작업성에 있어서 극히 우수한 결과를 나타내었으며, 발명예 1, 2, 6 또는 10, 11, 13의 와이어는 내공식성, 내균열성, 강도성능 및 신선성에서 극히 우수한 결과를 나타내었다.

비교예 16은 Cu 함량 및 Si 함량이 너무 낮아서 부식감량이 상대적으로 많고, 강도 성능이 대체로 열화한 결과를 나타내었으며, 슬래그 유동성이 저하되어 슬래그 피포성 및 비드외관이 불량하였다. 또한 P1값이 너무 낮기 때문에 혼합 플럭스의 입도분포가 적절치 않아 균일화된 와이어를 제조하기가 어려우며, 용접금속의 기계적 성질이 열화하였다.

비교예 17은 Cr 함량 및 Mn 함량과 충전율이 너무 낮고, 플럭스의 입도분포가 본 발명의 청구범위를 벗어나서 내공식성 및 생산성이 열화하였으며, 와이어 내에 충전되는 기타 산화물 함유량이 너무 많아서 슬래그 피포성 및 비드외관이 불량하였다.

비교예 18은 Li₂O+K₂O+Na₂O 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하고, Ni 함량 및 충전율이 낮아서 내균열성 및 내공식성이 열화하고, 슬래그 박리성 및 비드형상이 불량하며, 신선성이 열화한 결과를 나타내었다.

비교예 19는 N 화합물(N 환산치) 함량이 본 발명의 수치범위 미만이고, TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃함량과 금속 불화물(F 환산치) 함량이 수치범위를 초과하며, Po값이 요구치를 벗어나기 때문에 용접작업성 평가시 아크안정성이 나쁘고, 스패터 발생량이 많으며, 부식감량이 많아 내공식성이 떨어지고, 내균열성과 강도 성능이 열화한 결과를 나타내었다.

비교예 20은 외피 내의 P+S+Co+B+Bi 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하고 있기 때문에 내공식성, 내균열성과 강도 성능이 열화하고, Po값이 너무 낮아서 전반적인 용접작업성이 열화하였다.

비교예 21은 외피 내의 C 함량이 수치범위를 초과하고 있고, Si 함량이 높아서 내균열성이 열화하며, 스패터 발생량이 증가하였고, 혼합 플럭스의 겉보기 밀도가 너무 낮아서 용접금속의 기계적 특성이 열화한 결과를 나타내었다.

비교예 22는 TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃ 함량, 금속 불화물(F 환산치) 함량 및 Po값이 수치범위를 초과하기 때문에 용접작업성 평가시 아크안정성이 나쁘고, 스패터 발생량이 많으며, 슬래그 박리성이 열화된 결과를 나타내었다. 뿐만 아니라 내균열성과 강도 성능이 저하하였다.

비교예 23은 Si 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하기 때문에 용접작업성 평가시 슬래그 박리성이 나쁘고, 비드외관 및 내균열성이 열화하였으며, 금속불화물의 함량이 너무 낮아서 슬래그 피포성이 열화한 결과를 나타내었다.

비교예 24는 외피 내의 C 함량이 수치범위를 초과하고, Ni 함량이 수치범위를 벗어나 내공식성, 내균열성과 강도 성능이 열화하고, 스패터 발생량이 증가한 결과를 나타내었다.

비교예 25는 Cu 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하기 때문에 내균열성이 열화한 결과를 나타내었으며, Li₂O+K₂O+Na₂O 함량이 너무 낮아서 아크가 불안정하고, 슬래그 피포성 및 비드형상이 불량하였다.

비교예 26은 외피 내의 P+S+Co+B+Bi 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하고, 충전율이 수치범위를 초과하기 때문에 용접작업성 평가시 스패터 발생량이 많고, 내공식성, 내균열성, 강도 성능이 열화와 함께 생산성이 떨어지는 결과를 나타내었다.

비교예 27는 TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃ 함량이 본 발명의 수치범위 미만이고, Li₂O+K₂O+Na₂O 함량이 수치범위를 초과하기 때문에 용접작업성 평가시 아크안정성이 나쁘고, 스패터 발생량이 많으며, 슬래그 박리성과 피포성이 나빴고, Mo 함량이 너무 낮아서 내균열성 및 강도가 열화하는 결과를 나타내었으며, P1값이 본 발명의 수치범위를 벗어남으로써 생산성이 열화하였다.

비교예 28은 N 화합물(N 환산치)과 와이어 내에 충전되는 기타 산화물 함량이 수치범위를 초과하고 있기 때문에 내균열성과 강도 성능이 열화하고, 슬래그 피포성 및 스패터 발생량이 증가하였다.

비교예 29는 Mo 함량 및 Ni 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하고 있기 때문에 내균열성과 강도 성능이 열화한 결과를 나타내었고, 기타 산화물의 함량이 너무 낮아서 슬래그 박리성 및 피포성이 열화하였다.

비교예 30은 Cr 함량 및 Mn 함량이 본 발명의 수치범위를 초과하고, 혼합 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)와 입도분포 또한 본 발명의 수치범위를 초과하기 때문에, 용접작업성 평가시 아크안정성이 나쁘고 스패터 발생량이 많으며, 비드외관이 열화되었다. 게다가 내균열성 뿐만 아니라 제조 시 신선성이 떨어지는 결과를 나타내었다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면 첫째, 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어 용접재료의 기본화학조성인 Cr, Ni, Mo 및 N의 함량을 용접금속의 기계적 성능 및 용접성을 손상시키지 않는 범위로 특정하는 동시에, 와이어 중의 Cu 함량을 제어하고, Po로 나타내어지는 파라미터 값을 규제함으로써 내공식성 개선, 용접금속의 기계적 성능과 용접작업성 향상 효과를 달성할 수 있다.

둘째, 외피중의 C와 P+S+Co+B+Bi 같은 미량 성분들을 제어함으로써 내공식성 및 내균열성 향상 효과를 달성할 수 있다.

셋째, 충전 플럭스 중의 TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃의 합계량, Li₂O+K₂O+Na₂O 합계량, 기타 산화물및 금속 불화물(F 환산치) 함량을 규제함으로써 더욱 우수한 용접작업성을 달성할 수 있다.

넷째, 충전 플럭스 중의 혼합된 플럭스들의 겉보기 밀도(g/ℓ)와 혼합된 플럭스의 입도(particle size)특성을 적절히 제어함으로써 제조시 단선문제가 발생하지 않아서 최적으로 생산성을 확보할 수 있고, 상대적으로 가격이 낮은 이상 스테인리스강용 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 효과를 달성할 수 있다.

Claims

외피 및 상기 외피 내에 충전된 플럭스를 포함하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어로서, 상기 플럭스 코어드 와이어가, 와이어 전중량에 대하여, Cr 24.0~30.0%, Ni 7.0~10.5%, Mo 2.0~4.0%, Cu 0.10~2.50%, Si 0.40~1.00%, Mn 1.5~3.0%, N 화합물(N 환산치) 0.10~0.30%, 잔부로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고; 상기 플럭스가, 와이어 전중량에 대하여, TiO₂+SiO₂+ZrO₂+Al₂O₃ 6.50~12.00%, Li₂O+K₂O+Na₂O 0.10~0.50%, FeCO₃+MnO+MgO+Bi₂O₃ 산화물 0.10∼2.00%, 금속불화물(F 환산치) 0.10~0.50%를 함유하고; 상기 플럭스가 상기 외피 내에 26~35%로 충전되는, 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어.
제1항에 있어서,

상기 외피가, 외피 전중량에 대하여, C 0.010~0.015중량%, P+S+Co+B+Bi 0.08~0.10중량%, 잔부가 Fe 및 불가피한 불순물로 이루어지는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어.
제1항 또는 제2항에 있어서,

하기 수학식1로 정의되는, 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량의 총합(%) Po가, 와이어 전중량에 대하여, 3.00~5.20%의 범위를 만족하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어.

[수학식 1]

여기서,

Po: 와이어 전중량에 대하여 중량%로 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물에 의해 공급되는 산소량의 총합(%)

i: 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분

n: 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분의 수

Xi: 와이어 전중량에 대하여 중량%로 외피 내에 충전되는 플럭스 중 산화물 성분의 중량(%)

δi : 플럭스 중 산화물 성분(i)에 포함된 산소원자 분율
외피 및 상기 외피 내에 충전된 플럭스를 포함하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법으로서, 혼합된 플럭스의 겉보기 밀도(g/ℓ)가 3.50∼4.50을 만족하고, 혼합된 플럭스의 입도가 60mesh 입도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하고, 230mesh 입도 표준체(standard sieve)를 통과하지 못하는 혼합 플럭스의 비율이 전체 혼합 플럭스 중에 65∼85%, 나머지는 230mesh 입도 표준체(standard sieve)를 전체 통과하는 혼합 플럭스를 외피 내에 충전하는 이상 스테인리스강 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법.