KR101181214B1 - Copper-Plated Flux Cored Wire for Gas Shield Arc Welding and Method for Preparing The Same - Google Patents
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Abstract
외피의 내면과 외면 모두에 통전성이 우수한 동도금 피막층을 적정하게 형성하고, 소정의 표면조도를 갖도록 한 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공한다. 내청성과 전기 전도성이 우수하여 아크를 안정시키고, 스패터와 흄 발생량을 줄이며, 와이어 표면에 적정하게 윤활풀을 형성시킴으로써 길이가 긴 콘딧트 케이블을 사용하는 용접에 있어서도 송급성이 우수하여 장시간 지속적 용접이 가능하며, 또한 용접 팁의 마모성을 향상시켜 수용접, 반자동 용접 및 로봇 자동 용접용으로도 사용성이 우수하다. A copper-plated gas shielded arc welded flux cored wire suitable for forming a copper plated film layer having excellent electrical conductivity on both the inner and outer surfaces of the shell and having a predetermined surface roughness is provided. Excellent corrosion resistance and electrical conductivity to stabilize the arc, reduce the amount of spatter and fume, and form an appropriate lubrication pool on the wire surface to provide excellent supplying power even for long conduit cables. It is possible to weld and also improves the wearability of the welding tip, so it is also excellent for acceptance welding, semi-automatic welding and robot automatic welding.
Description
본 발명은 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어 및 이의 제조방법에 관한 기술이다.
The present invention relates to a copper plated flux cored wire for gas shielded arc welding and a method of manufacturing the same.
일반적으로 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 강재 외피 내에 플럭스를 충전하고 조관을 시행하기 때문에 단면 구조가 이음부가 있는 타입과 이음부가 없는 타입의 플럭스 코어드 와이어로 구분된다. 이음부가 있는 타입은 조관롤의 형상에 따라 다양한 형상의 단면구조를 가지며, 0.8 ~ 1.6 mm 선경의 와이어가 가장 많이 사용되고 있다. In general, the flux cored wire for gas shielded arc welding is divided into flux cored wires having a joint structure and a joint type having a cross-sectional structure because the flux is filled in the steel shell and the piping is carried out. The type with joints has a cross-sectional structure of various shapes depending on the shape of the tube roll, and wires of 0.8 to 1.6 mm diameter are most used.
플럭스 코어드 와이어는 솔리드 와이어보다 전류밀도가 높기 때문에 동일한 전류, 전압하에서도 아크 안정성이 뛰어나고, 스패터 발생량이 적다. 뿐만 아니라 강재 외피에 주입되는 플럭스의 종류에 따라 전 자세 용접이 용이하기 때문에 많은 용접사들이 수용접으로 선호하고 있으면서 주로 중, 후판 용접용으로 많이 사용되고 있는 반면에 솔리드 와이어는 와이어 표면에 동도금 피막을 가진 타입과 동도금되어 있지 않은 타입으로 구분된다. 일반적으로 두 타입 모두 플럭스 코어드 와이어보다는 용접 작업성이 상대적으로 열세이기 때문에 수용접보다는 주로 로봇이나 auto-carriage 등에 의한 대용량 포장 형태로 박판 단층용접에 많이 이용되고 있다. Flux cored wires have a higher current density than solid wires, resulting in better arc stability and less spatter under the same current and voltage. In addition, it is easy to apply all post welding depending on the type of flux injected into the steel shell, and many welders prefer it as an accommodating welding. It is mainly used for heavy and heavy plate welding, whereas solid wire has copper plating on the wire surface. It is divided into types and types that are not copper plated. In general, since both types of welding workability is relatively inferior to flux cored wire, both types are mainly used for thin-layered single layer welding in the form of large-capacity packaging by robots or auto-carriage.
또한 주요 용도면에서도 솔리드 와이어가 자동차나 건설기계 등의 산업분야에 다량으로 적용되고 있는 반면에 플럭스 코어드 와이어는 사용의 편리성 때문에 조선, 철골, 건축, 교량 등 다양한 산업에 적용되면서 용접사들의 끊임없는 욕구충족을 만족시키지 않으면 안되는 실정인데 그 중에서도 아크 안정성, 내청성과 송급성 등이 우선 과제라 볼 수 있을 것이다. 특히 아크 안정성은 외피 내부로 주입되는 플럭스가 미치는 영향도도 크지만 와이어 자체의 통전성 또한 중요한 요소임은 분명한 사실이고, 부가적으로 통전성 향상을 위한 도금피막에 의해 내청성도 함께 향상되며, 송급성은 와이어 표면특성과 강성 및 Cast, Helix 등 다양한 와이어 자체 품질 뿐만아니라 현장의 사용조건과도 연관성이 크다. In addition, while solid wire is applied to a large amount of industrial fields such as automobiles and construction machinery, flux cored wire is applied to various industries such as shipbuilding, steel, construction, and bridges because of its ease of use. It is a situation that must satisfy the lack of needs, among which arc stability, rust resistance and supplyability may be considered as a priority. In particular, the arc stability has a great influence on the flux injected into the outer shell, but it is clear that the conductance of the wire itself is also an important factor. Additionally, the anti-rusting property is improved by the plating film for improving the conduction ability. Silver is highly related to wire surface characteristics and stiffness, and various wire itself quality such as cast and helix as well as the usage conditions in the field.
그래서 많은 용접재료 제조업체들은 이러한 관점에서 아크 안정성, 내청성과 송급성을 동시에 우수하게 만들 방안으로 상대적으로 가격이 싸면서도 통전성이 뛰어난 동도금을 선택하여 연구 중이다. 그러나, 이음부 타입의 와이어는 동도금할 때 도금 액에 침적하는 경우 이음부를 통해 와이어 내부로 액체가 침투해 플럭스를 변질시킨다던지, 와이어 내부에 잔류한 액체에 의해 용접 중에 피크, 블루홀 등의 용접결함을 발생시키는 문제가 있다. 그 때문에 이음부 타입의 플럭스 코어드 와이어에는 동도금을 행하기가 어려운 과제가 있다. 플럭스 코어드 와이어 표면에 동도금을 시행하는 것은 이음부가 없는 타입의 플럭스 코어드 와이어로 일반화되었다. 외피 내부로 도금액의 침투없이 동도금을 시행하는 것이 가능하기 때문이다. Therefore, many welding materials manufacturers are studying copper plating which is relatively inexpensive and highly conductive in order to make arc stability, rust resistance and supplyability at the same time in this respect. However, in case of copper plating, the joint type of liquid penetrates into the wire through the joint to deform the flux, or the liquid remaining in the wire causes the welding of peaks, blue holes, etc. There is a problem that causes a defect. Therefore, there is a problem that copper plating is difficult to be performed on the joint core type flux cored wire. Copper plating on flux cored wire surfaces has become commonplace with flux cored wires of seamless type. This is because copper plating can be carried out without penetrating the plating liquid into the shell.
이음부가 없는 타입의 와이어는 2가지 방식으로 제조가 가능한데, 첫째로 공급되는 강재 외피가 이음부가 없는 원통형 파이프로서 진동을 가하면서 플럭스를 충전하는 방식과, 둘째로 연속된 플래이트(Plate) 형태의 강재 외피를 U자 형태로 성형한 후 플럭스를 주입하고, 이후에 레이저 용접이나 저항용접 등으로 이음부를 밀폐시켜 없애는 방식이 있다.
The seamless wire can be manufactured in two ways: firstly, the supplied steel shell is a cylindrical pipe without a seam, filling the flux with vibration, and secondly, a continuous plate-shaped steel. After the outer shell is formed into a U-shape, flux is injected, and then the joint is sealed by laser welding or resistance welding.
현재 시판되고 있는 이음부 없는 타입의 플럭스 코어드 와이어들은 조관, 신선 후 탈지공정을 거쳐 약 2.0~3.0mm 선경에서 동도금을 실시하는데, 이후의 마무리 신선(2차 신선)은 인라인 습식방식를 채택하고 있음을 와이어 표면을 통해 알 수 있다. 습식 신선의 경우 최대 500 m/min 이하로 제조되므로, 건식 신선의 최대 1,500 m/min 과는 차이가 있으며, 제품가격을 상승시키는 주요 원인이라 볼 수 있다. The commercially available flux cored wires on the market are copper plated at approximately 2.0 ~ 3.0mm diameter through the tubing and degreasing process, after which the finishing wire (secondary wire) adopts the inline wet method. This can be seen through the wire surface. In the case of wet drawing, it is manufactured at a maximum of 500 m / min or less, which is different from the maximum of 1,500 m / min of dry drawing.
또한 이음부 없는 플럭스 코어드 와이어는 플럭스를 내부에 충진하고, 성형한 후에 외피의 이음부를 용접해 표면에 동도금을 행하고 있지만 용접 공수 증가에 의해 비용증가, 용접 열영향부에 의한 플럭스의 변질에 동반되는 제품 용접작업성의 열화를 초래하는 문제점도 있다.In addition, the flux-cored wire without a joint is filled with the flux inside, and after forming, the joint is welded to the surface and copper plated to the surface, but the cost is increased due to the increase in the number of welds, and the flux is deteriorated by the weld heat affected zone. There is also a problem that causes degradation of the weldability of the product.
따라서, 동도금을 이음부가 있는 타입 또는 이음부가 없는 타입의 플럭스 코어드 와이어 모두에 효과적으로 적용하고, 건식 공정으로 제조되며 물성이 우수한 플럭스 코어드 와이어를 제공하고자 한다. Therefore, copper plating is effectively applied to both of the jointed type or the jointed type flux cored wire, and to provide a flux cored wire manufactured by a dry process and having excellent physical properties.
본 발명의 일 측면에 따르면 강재 외피의 내면과 외면 모두에 동도금 피막층이 형성된 플럭스 코어드 와이어를 제공한다. According to an aspect of the present invention provides a flux cored wire having a copper plating layer formed on both the inner surface and the outer surface of the steel shell.
일 예에 따르면, 원통형 강재 외피, 상기 강재 외피 내에 충진되는 플럭스, 상기 강재 외피의 내면 및 외면에 형성된 동도금 피막층으로 이루어지고, 상기 동도금 피막층 외면에 고체 윤활제가 충진된 홈부인 윤활풀이 형성되어 KS B 0161에서 규정하는 표면조도(Ra)가 0.2~0.8㎛ 인, 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공한다. According to one embodiment, the cylindrical steel shell, the flux is filled in the steel shell, a copper plating film layer formed on the inner surface and the outer surface of the steel shell, the copper plating film layer is formed with a lubrication pool which is a groove filled with a solid lubricant on the outer surface KS B Provided is a copper cored flux cored wire for gas shielded arc welding with a surface roughness (Ra) of 0.2 to 0.8 µm as specified in 0161.
상기 강재 외피는 0.04 중량% 이하의 탄소, 0.10 중량% 이하의 실리콘, 0.50 중량% 이하의 망간, 0.05 중량% 이하의 알루미늄, 및 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. The steel shell may be made up of 0.04% by weight of carbon, 0.10% by weight of silicon, 0.50% by weight of manganese, 0.05% by weight of aluminum, and the balance of iron and inevitable impurities.
본 발명에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 최종 선경의 와이어 표면에 잔존하는 탄소 함유량을 0.04 중량% 이하이고, 최종 선경의 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께가 0.2 ㎛ 이상일 수 있다. The flux-cored wire for copper-plated gas shielded arc welding according to the present invention has a carbon content of 0.04% by weight or less remaining on the wire surface of the final wire diameter, and the total thickness of the inner and outer copper plating layers of the final wire diameter may be 0.2 μm or more. .
이러한 플럭스 코어드 와이어는 이음부가 있는 타입 또는 이음부가 없는 타입에 모두 적용될 수 있다. 이는 상술한 동도금 피막층이 형성된 플럭스 코어드 와이어는 강재 외피에 먼저 동도금을 수행한 후 플럭스의 충진 및 신선을 수행하여 제조될 수 있기 때문이다. These flux cored wires can be applied to both seams with or without seams. This is because the flux cored wire having the above copper plating film layer formed thereon may be manufactured by first copper plating the steel shell and then filling and drawing the flux.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면 상기 가스 실드 아크 용접용 동도금 플럭스 코어드 와이어를 제조하는 방법을 제공한다. According to yet another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing the copper plating flux cored wire for gas shield arc welding.
일 예에 다른 제조방법은, 강재 외피를 제공하는 단계; 강재 외피의 내면 및 외면에 동도금 피막을 형성하는 도금 단계; 동도금 피막 상에 산화방지막을 형성하는 단계; 플럭스를 충진하는 충진단계; 조관 단계; 및 건식 윤활제를 이용한 건식신선 단계; 를 포함한다. Another example manufacturing method comprises the steps of: providing a steel shell; A plating step of forming a copper plating film on the inner surface and the outer surface of the steel shell; Forming an antioxidant film on the copper plating film; A filling step of filling the flux; Tubulation step; And a dry fresh step using a dry lubricant; It includes.
상기 방법에 따르면 강재 외피에 플럭스를 충진하기 전에 동도금 피막을 형성시킨다. 동도금된 강재 외피를 사용하여 플럭스 코어드 와이어를 제조함으로서 도금피막이 최종 와이어의 내부와 외부에 형성되어 있어 통전성을 좋게 하여 아크를 안정시켜서 스패터와 흄 발생량을 줄이고, 또한 용접 팁의 마모성을 향상시키며, 내청성을 향상시킨다. 또한, 조관 및 신선 공정을 모두 건식 공정으로 수행할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. According to the method, a copper plating film is formed before filling the steel shell with the flux. By manufacturing flux cored wire using copper plated steel sheath, plated film is formed inside and outside of final wire, which improves electrical conduction, stabilizes arc, reduces the amount of spatter and fume, and improves the wear of welding tip. , Improves hearing resistance. In addition, both the pipe and the drawing process can be carried out in a dry process can greatly improve the productivity.
또한, 상기 동도금 피막 상에 도금층 산화방지를 목적으로 산화방지막을 형성한다. 산화방지막은 예를 들어, 벤조트리아졸(Benzotriazole), 에틸렌 단일중합체(Ethene homoploymer), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether), 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 및 물(water)의 혼합액으로 피막 코팅함으로써 형성될 수 있다. In addition, an antioxidant film is formed on the copper plating film for the purpose of preventing oxidation of the plating layer. The antioxidant film is, for example, a film of a mixed solution of benzotriazole, ethylene homoploymer, polyoxyethylene nonylphenyl ether, potassium hydroxide, and water It can be formed by coating.
상기 도금단계에서 도금층의 두께는 0.5~1.5 ㎛이고, 상기 조관 및 건식신선 단계를 거친 후 최종 선경에서 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께는 0.2 ㎛ 이상일 수 있다. In the plating step, the thickness of the plating layer is 0.5 to 1.5 μm, and the total thickness of the inner and outer copper plated coating layers at the final wire diameter after the tube and dry drawing step may be 0.2 μm or more.
상기 건식신선 단계에서, 최종 선경의 와이어 표면에 잔존하는 탄소함유량을 중량%로 0.04 이하로 관리하면서 와이어 표면에 윤활풀을 형성시켜서 KS B 0161에서 규정하는 와이어 표면조도(Ra)의 범위를 0.2~0.8㎛가 되도록 할 수 있다. 이와 같이 소정의 표면조도를 갖는 경우, 길이가 긴 콘딧트 케이블을 사용하는 용접에 있어서도 송급성이 우수하여 장시간 지속적 용접이 가능하다.
In the dry drawing step, while maintaining the carbon content remaining on the wire surface of the final wire diameter to 0.04 or less by weight, a lubrication pool is formed on the wire surface to form a wire surface roughness (Ra) range of 0.2 to KS B 0161. It can be set to 0.8 micrometer. Thus, when it has predetermined surface roughness, even in the case of welding using a long conduit cable, it is excellent in supplyability and it is possible to carry out continuous welding for a long time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 단면도이다;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조 공정도이다;
도 3은 도 2에 따라 동도금 피막 및 산화방지막이 형성된 강재외피의 단면도이다;
도 4는 플럭스 코어드 와이어의 조관형상을 나타낸 도면이다;
도 5는 와이어 No.6의 동도금층을 SEM 장비를 이용해 관찰한 사진이다;
도 6은 와이어 No.6 표면의 윤활풀 형상을 광학현미경으로 촬영한 사진이다;
도 7은 실시예에 있어서 와이어 송급성 시험장치를 나타낸 그림이다.1 is a cross-sectional view of a flux cored wire for copper plated gas shield arc welding according to one embodiment of the present invention;
2 is a manufacturing process diagram of a flux cored wire for copper plated gas shield arc welding according to another embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a steel shell in which a copper plating film and an antioxidant film are formed according to FIG. 2;
4 shows the tubular shape of the flux cored wire;
5 is a photograph of observing a copper plating layer of wire No. 6 using SEM equipment;
6 is a photograph taken with an optical microscope of the shape of the lubricating glue on the surface of wire No. 6;
7 is a view showing a wire feedability test apparatus in the embodiment.
이하, 본 발명의 이점들과 특징들 및 이를 수행하는 방법들이 하기 실시예들에 대한 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 그러나, 본 발명은 많은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 여기서 언급한 실시예들로만 한정되어 구성되는 것은 아니다. Advantages and features of the present invention and methods of performing the same will be understood more readily by reference to the following detailed description of the embodiments. However, the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.
또한, 본 발명의 명세서 및 청구항에 사용된 성분, 반응 조건 등의 수치을 나타내는 모든 숫자는 변형될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 상반된 언급이 없다면, 본 발명의 명세서 및 첨부된 청구항에 나타난 수적인 파라미터는 본 발명의 목적하는 바에 따라 달라질 수 있는 근사값이다.
In addition, it is to be understood that all numbers indicating numerical values of components, reaction conditions, and the like used in the specification and claims of the present invention may be modified. Thus, unless expressly stated to the contrary, the numerical parameters set forth in the specification and appended claims of the present invention are approximations that may vary as desired for the present invention.
1.One. 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어Flux cored wire for copper plated gas shielded arc welding
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 단면도가 모식적으로 도시되어 있다. 1 is a schematic cross-sectional view of a flux cored wire for copper plated gas shield arc welding according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어(100)는 원통형 강재 외피(110), 상기 강재 외피(110) 내에 충진되는 플럭스(200), 상기 강재 외피의 내면 및 외면에 형성된 동도금 피막층(121, 122)으로 이루어져 있다. Referring to FIG. 1, the copper-plated gas shielded arc welding flux cored
도 1의 플럭스 코어드 와이어(100)는 이음부가 있는 타입이다. 이와 같이 이음부 타입의 플럭스 코어드 와이어는 건식 윤활제(Na계, K계 윤활제)를 이용해서 최종 선경까지 신선한 후 물리적인 방법으로 와이어 표면에 잔류된 윤활제를 제거 후 송급성에 필요한 물질을 액상이나 고상형태로 표면에 잔류시키거나 또는 와이어 표면의 잔류윤활제를 제거하는 공정(350℃ 베이킹 처리)을 거친 후 송급성에 필요한 물질을 얇은 피막형태로 도포시키는 경우가 있는데, 일반적으로 홀다이스(Hole dies)를 이용해 건식윤활제에 의존하여 신선하는 경우가 대부분이다. The flux cored
그런데 홀다이스를 사용할 경우 건식윤활제를 사용하는 것이 습식윤활제를 사용하는 것보다 작업속도를 최소 2배 이상 빠르게 할 수 있는데, 그 이유로는 습식윤활제들은 건식윤활제보다 와이어 표면은 청결하게 만들지만 윤활성이 떨어지기 때문에 고속신선 시 홀다이스와의 접촉면에 마찰저항이 커서 홀다이스 수명을 짧게 만드므로 고속신선에는 건식윤활제를 사용하는 것이 생산성 면에서는 월등히 유리하다. However, with the use of a dry lubricant, the use of a dry lubricant can be at least twice as fast as a wet lubricant. For this reason, wet lubricants make the wire surface cleaner than dry lubricants, but they are less lubricious. Since the frictional resistance is high on the contact surface with the hold dice at the time of high speed drawing, the life of the dies is shortened. Therefore, the use of a dry lubricant for the high speed drawing is very advantageous in terms of productivity.
상기 플럭스 코어드 와이어(FCW, 100)는 강재 외피의 내면과 외면 모두에 동도금 피막층(121, 122)이 형성되어 있다. 따라서, 통전성을 좋게 하여 아크를 안정시켜서 스패터와 흄 발생량을 줄이고, 또한 용접 팁의 마모성을 향상시키며, 내청성을 향상시킨다. 또한, 조관 및 신선 공정을 모두 건식 공정으로 수행할 수 있어서 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. The flux cored wires FCW 100 have copper plating layers 121 and 122 formed on both inner and outer surfaces of the steel outer shell. Therefore, it is possible to improve the conduction and stabilize the arc, thereby reducing the amount of spatter and fume, further improving the wear resistance of the welding tip, and improving the rust resistance. In addition, both the pipe and the drawing process can be carried out in a dry process can greatly improve the productivity.
상기 외면에 형성된 동도금 피막층(122)에는 윤활제가 충진된 홈부인 윤활풀이 형성되어 KS B 0161에서 규정하는 표면조도(Ra)가 0.2~0.8㎛ 이다. 본 발명의 발명자들은 최종 와이어 선경의 표면에 윤활풀을 형성시켜 KS B 0161에서 규정하는 와이어 표면조도(Ra)의 범위를 적정하게 유지시키는 것이 길이가 긴 콘딧트 케이블을 사용해서 용접하는 경우에 있어서도 와이어 송급성이 양호하고, 팁마모성도 지극히 우수하는 것을 확인하였다. The copper
상기 강재 외피(110)는 0.04 중량% 이하의 탄소, 0.10 중량% 이하의 실리콘, 0.50 중량% 이하의 망간, 0.05 중량% 이하의 알루미늄, 및 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어진 것일 수 있다. 또한, 플럭스 코어드 와이어(FCW, 100)에서 최종 선경의 와이어 표면에 잔존하는 탄소 함유량을 0.04 중량% 이하이다. 탄소 함유량이 이를 초과하면 흄 발생량이 증가한다. The
상기 동도금 피막층(121, 122)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 소망하는 통전성 및 물성을 만족시키기 위해서 최종 선경의 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께는 0.2 ㎛ 이상일 수 있다. Although the thickness of the copper plating layers 121 and 122 is not particularly limited, the total thickness of the inner and outer surface copper plating layers of the final wire diameter may be 0.2 μm or more in order to satisfy desired conduction and physical properties.
상기 플럭스(200)는 금속 또는 합금 성분이나 슬래그 형성제 등을 배합한 것으로서 목적에 따라 다양한 금속 또는 합금 성분을 혼합하여 사용할 수 있다.
The
2.2. 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법Manufacturing method of flux cored wire for copper plated gas shielded arc welding
도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 제조방법에 대한 공정도가 도시되어 있다. 도 2에서 실선으로 표시된 공정은 필수단계이고, 점선으로 표시된 공정은 선택적으로 수행될 수도 있고 수행되지 않을 수도 있는 선택단계이다. 2 shows a process diagram for a method of manufacturing a flux cored wire for copper plated gas shield arc welding according to an embodiment of the present invention. The process indicated by the solid line in FIG. 2 is an essential step, and the process indicated by the dotted line is an optional step that may or may not be performed selectively.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 제조방법은 강재 외피를 제공하는 단계(S1); 강재 외피의 내면 및 외면에 동도금 피막을 형성하는 도금 단계(S2); 동도금 피막 상에 산화방지막을 형성하는 단계(S3); 플럭스를 충진하는 충진단계(S4); 조관 단계(S5); 및 건식 윤활제를 이용한 건식 신선 단계(S6)로 이루어져 있다. Referring to Figure 2, the manufacturing method according to this embodiment comprises the step of providing a steel shell (S1); Plating step (S2) to form a copper plating film on the inner surface and the outer surface of the steel shell; Forming an anti-oxidation film on the copper plating film (S3); Filling step of filling the flux (S4); Tubing step (S5); And dry drawing step (S6) using a dry lubricant.
경우에 따라, 강재 외피를 제공하는 단계(S1) 이후에 전해탈지(S1-1) 및/또는 산세처리(S1-2) 공정을 거칠 수 있고, 동도금 피막 형성(S2 후 산화방지막 형성(S3) 전에 세정(S2-1) 공정을 거칠 수 있으며, 산화방지막 형성(S3) 후에는 건조(S3-1) 공정을 거칠 수 있다. 또한, 플럭스 충전(S4) 전에 충전이 용이하도록 U자형으로 강재를 성형하는 성형(S3-2)를 더욱 거칠 수 있다. In some cases, after the step (S1) of providing the steel shell may be subjected to the electrolytic degreasing (S1-1) and / or pickling (S1-2) process, copper plating film formation (S2 after the antioxidant film formation (S3) After the cleaning (S2-1) process, and after the anti-oxidation film formation (S3) may be subjected to the drying (S3-1) process, the steel material is U-shaped to facilitate the filling before the flux filling (S4). Molding (S3-2) to be molded may be further roughened.
도 3에는 상기 동도금 피막 및 산화방지막이 형성된 강재외피의 단면도가 모식적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 강재외피(110)의 내, 외면에 모두 동도금 피막(121, 122)이 형성되어 있다. 또한, 이들 동도금 피막(121, 122)의 외면에는 산화방지막(131, 132)이 형성되어 있다. 그러나, 상기 산화방지막(131, 132)은 외면의 동도금 피막(121) 및 내면의 동도금 피막(122) 모두에 형성될 필요는 없고, 산소 가스 등의 부식성 기체의 접근이 용이한 외면의 동도금 피막(121)에만 형성될 수도 있다. 3 is a cross-sectional view schematically showing a steel shell in which the copper plating film and the antioxidant film are formed. Referring to FIG. 3,
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 살펴본다.
Hereinafter, the steps will be described in detail.
강재 외피의 제공(S1)Provision of steel shell (S1)
본 발명자들은 이음부 타입의 플럭스 코어드 와이어로 사용되는 강재 외피 종류 및 성분부터 조사한 후 동도금 적용성을 검토했으며, 최종적으로 본 발명에 가장 적합한 동도금 두께를 가진 강재 외피를 설정할 수 있었다. 그 결과 강재 외피의 C, Si, Mn 및 Al 함유량을 적정하게 한정하여 동도금하는 것이 본 발명에 가장 부합됨을 알 수 있었고, 또한 이렇게 동도금된 강재 외피를 사용하여 통전선, 내청성 뿐만 아니라, 아크 안정성, 스패터 및 흄발생량을 최소화시킬 수 있다는 것을 확인하였다. The inventors examined the copper plating applicability after investigating the steel shell type and component used as the joint core type flux cored wire, and finally, the steel shell having the most suitable copper plating thickness for the present invention could be set. As a result, it was found that copper plating by appropriately limiting the C, Si, Mn, and Al content of the steel shell is the best fit for the present invention. Also, the copper sheathed copper shell was used to provide not only the conduction wire, the corrosion resistance, but also the arc stability. It was confirmed that the amount of spatter and fume can be minimized.
이에, 상기 강재 외피는 0.04 중량% 이하의 탄소, 0.10 중량% 이하의 실리콘, 0.50 중량% 이하의 망간, 0.05 중량% 이하의 알루미늄, 및 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어질 수 있다. Thus, the steel shell may be made up of 0.04% by weight of carbon, 0.10% by weight of silicon, 0.50% by weight of manganese, 0.05% by weight of aluminum, and the balance of iron and unavoidable impurities.
본 발명의 플럭스 코어드 와이어에 사용되는 강재 외피는 JIS G3141 규격에 따른 냉간압연강판 및 강대의 극연강으로, 외피 중의 탄소(C) 성분은, 금속에서 가장 기본이 되는 5대 원소 중의 하나로 강도와 경도를 유지하는데 없어서는 안 될 중요한 성분이면서 그 함유량 정도가 흄 발생량에도 크게 영향을 미친다. 특히 홀다이스를 사용하는 신선은 탄소 함유량에 따라 가공경화 정도가 결정되는데, 송급성의 중요한 요소인 최종 와이어의 강성에도 영향을 미치므로 0.04wt%(이하, %라 한다) 이하로 규정하며, 이를 초과하면 흄 발생량이 많게 된다.The steel shell used for the flux cored wire of the present invention is a cold rolled steel sheet and a steel sheet of a steel strip according to JIS G3141. The carbon (C) component in the shell is one of the five most basic elements in metals. It is an indispensable ingredient in maintaining hardness, and its content greatly affects the amount of fume generated. Particularly, the drawing wire using HOLDIS determines the degree of work hardening according to the carbon content, and it is defined as 0.04wt% (hereinafter referred to as%) because it affects the rigidity of the final wire, which is an important factor of supplyability. If it exceeds, the amount of fume will be generated.
실리콘(Si)은 신선 가공 시 와이어 강성을 높여 송급성을 이롭게 하고, 특히 용접금속의 탈산제로서 작용함과 동시에 용접비드를 잘 퍼지게 할 뿐만 아니라 외관을 균일하게 하는 역할을 하기 때문에 0.10% 이하로 규정하며, 0.10%를 초과할 경우는 와이어 강성이 높아서 제품 제조 시 단선문제를 빈번히 일으켜 생산성을 떨어뜨린다.Silicon (Si) is defined as 0.10% or less because it increases wire stiffness to improve wire feeding during wire drawing, and in particular, acts as a deoxidizer for weld metal, spreads weld bead well, and makes uniform appearance. In case of exceeding 0.10%, the wire rigidity is high, which leads to frequent disconnection problems in manufacturing the product, thereby reducing productivity.
망간(Mn) 또한 와이어의 강성을 크게 하면서도 연성을 부여하기 때문에 송급성을 우수하게 하고, 용접 시 탈산제와 합금성분을 보충하는 역할을 동시에 하기 때문에 반드시 첨가되어야 하는 성분이지만 자체 전기 전도성이 나쁜 단점 때문에 그 함유량을 0.50%이하로 규정한다. 또한 망간(Mn)이 0.50%를 초과하면 와이어 강성이 지나치게 커져서 팁 마모량이 많아진다. Manganese (Mn) is also a component that must be added because it provides excellent stiffness while increasing the stiffness of wires and provides ductility, and at the same time plays a role of replenishing deoxidizer and alloying elements during welding, The content is prescribed | regulated to 0.50% or less. In addition, when the manganese (Mn) exceeds 0.50%, the wire stiffness becomes too large to increase the amount of tip wear.
알루미늄(Al)은 용접 시 탈산제로서의 역할이 크고, 또한 용적크기를 작게 해서 스패터 발생량을 억제하는 효과가 있다. Al이 0.05%를 초과하면 역으로 용적이 커지게 되어 스패터가 다량으로 발생하고, 또한 용접 시에 용접금속부에 잔류하면서 금속조직을 취화시켜 인성과 연성을 떨어뜨린다. 그 외의 강재 외피 성분은 철(Fe) 및 불가피한인 불순물로 구성된다.
Aluminum (Al) has a large role as a deoxidizer at the time of welding, and also has an effect of reducing the amount of spatter by reducing the volume size. If Al exceeds 0.05%, the volume becomes large inversely, and a large amount of spatter is generated, and the metal structure is embrittled while remaining in the weld metal portion during welding, thereby deteriorating toughness and ductility. Other steel skin components are composed of iron (Fe) and unavoidable impurities.
전해탈지(S1-1)Electrolytic Degreasing (S1-1)
상기 제공된 강재 외피에 방청제가 도포되어 있는 경우 동도금 피막을 형성하는 단계 이전에 전해탈지 공정을 거칠 수 있다. 즉, 전해탈지는 강재 외피의 원소재가 입고될 때 제조사 측에서 발청방지를 목적으로 방청제를 강재 표면에 도포한 경우 이를 제거하기 위한 것이다.
If the rust preventive agent is applied to the provided steel shell may be subjected to an electrolytic degreasing process before the step of forming a copper plating film. In other words, electrolytic degreasing is intended to remove this when the rust preventive is applied to the steel surface for the purpose of preventing rusting when the raw material of the steel jacket is received.
산세처리(S1-2)Pickling treatment (S1-2)
동도금 피막을 형성하기 전에 도금의 밀착성과 균일성을 위해 황산을 이용한 산세처리를 실시할 수 있다. 산세처리는 강재 외피 표면을 도금에 적합하도록 활성화시켜 이후 동도금의 효과를 높인다.Before forming the copper plating film, pickling treatment using sulfuric acid may be performed for adhesion and uniformity of plating. The pickling process activates the steel shell surface to be suitable for plating, thereby increasing the effect of copper plating.
만약 도금공정 이전의 전해탈지 또는 황산 산세처리가 불충분하면 강재 외피 표면이 충분히 활성화되지 못해 도금 생성이 저해되고, 이에 따라 도금의 부착성이 악화될 수 있다.
If the electrolytic degreasing or sulfuric acid pickling treatment prior to the plating process is insufficient, the surface of the steel shell may not be sufficiently activated, thereby inhibiting the plating and deteriorating the adhesion of the plating.
동도금 피막 형성(S2)Copper plating film formation (S2)
제공된 강재 외피 또는 전해탈지를 거친 강재 외피의 양면에 전기도금 또는 화학도금을 실시하여 동도금 피막을 갖게 한다. Electroplating or chemical plating is performed on both sides of the provided steel shell or the steel shell which has undergone electrolytic degreasing to have a copper plating film.
이 때 동도금 피막의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 구리 자체가 연질이기 때문에 너무 과다하게 도금될 경우 이후의 마무리 신선공정에서 다량의 도금이 박리되는 등 본 발명의 목적을 충분히 달성할 수 없게 된다. 반면에 강재 외피의 동도금 피막 두께를 너무 얇게 형성시킬 경우 마무리 신선공정에서 감면되는 동안 일부 도금층이 벗겨져 소지면이 드러나는 등 동도금 효과를 기대하기가 어렵게 된다. 이에, 동도금 피막의 형성시 동두금 두께를 0.5~1.5㎛ 정도가 되도록 할 수 있다.
At this time, the thickness of the copper plating film is not particularly limited. However, since the copper itself is soft, the object of the present invention cannot be sufficiently achieved when a large amount of copper is plated, such that a large amount of plating is peeled off in the subsequent finishing drawing process. On the other hand, if the copper plating film thickness of the steel shell is formed too thin, it is difficult to expect the copper plating effect such that some plating layers are peeled off and the surface is exposed during the reduction of the finishing process. Accordingly, the thickness of the copper cup may be about 0.5 to 1.5 µm when the copper plating film is formed.
산화방지막 형성(S3)Antioxidation film formation (S3)
동도금 피막층이 형성된 후, 강재 외피 표면에 부식성 기체가 접촉하거나 고열이나 충격 등이 가해질 경우 도금층 일부가 산화된 산화층이 생성되어 통전성을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 이러한 문제를 개선하고자 도금공정 후 산화방지막을 형성할 수 있다. After the copper plating layer is formed, when a corrosive gas is contacted to the surface of the steel shell or a high temperature or impact is applied, an oxide layer in which a portion of the plating layer is oxidized may be generated, thereby degrading the electrical conductivity. Therefore, in the present invention, to prevent such a problem, an anti-oxidation film may be formed after the plating process.
산화방지막은 탄화수소 화합물로 구성된 습식 코팅을 실시함으로서 형성될 수 있는 바, 예를 들어 동도금 피막층이 형성된 강재에 대해 세정 후 벤조트리아졸(Benzotriazole), 에틸렌 단일중합체(Ethene homoploymer), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether), 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 및 물(water)의 혼합액으로 피막 코팅함으로써 형될 수 있다.
The antioxidant film can be formed by performing a wet coating composed of a hydrocarbon compound, for example, benzotriazole, ethylene homoploymer, polyoxyethylene nonylphenyl It can be formed by coating the film with a mixture of ether (Polyoxyethylene nonylphenyl ether), potassium hydroxide (Potassium hydroxide), and water (water).
플럭스 충진(S4)Flux Filling (S4)
산화방지막에 형성된 강재 외피를 U자형으로 성형한 후 금속 또는 합금 성분이나 슬래그 형성제 등을 배합한 충전 플럭스를 상기 U자형으로 성형된 외피 내부로 충전한다.
After forming the steel shell formed on the antioxidant film into a U-shape, a filling flux in which a metal or alloy component, a slag forming agent, or the like is mixed is filled into the U-shaped shell.
조관 및 신선(S5 및 S6)Tube and Fresh (S5 and S6)
상기 플럭스가 충전된 U자 관을 관형으로 성형하는 조관 공정 및 상기 성형된 관형을 원하는 직경, 즉, 최종 선경으로 신선하는 공정을 거친다. The tube-forming step of forming the flux-filled U-shaped tube into a tubular shape and the process of drawing the molded tubular to a desired diameter, that is, a final wire diameter.
동도금 두께 0.5~1.5㎛를 가지는 강재 외피를 최종 선경으로 제조했을 때, 와이어 외면의 동도금층은 마무리 신선(건식신선) 시에 일부 깎여서 얇게 형성이 되며, 와이어 내부의 동도금층은 와이어가 신선에 의해 감면되는 동안 플럭스들에 의해 깎이고, 벗겨져서, 외층과 마찬가지로 동도금 피막층이 얇아져 있다. When the steel shell having a copper plating thickness of 0.5 to 1.5㎛ is manufactured to the final wire diameter, the copper plating layer on the outer surface of the wire is partially cut and thinly formed at the time of finishing drawing (dry drawing), and the copper plating layer inside the wire has a thin wire. While being exempted by the flux, the copper plated coating layer is thinned and peeled off by the fluxes.
이에 본 발명에서 최종 선경 와이어의 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께는 0.2㎛ 이상일 수 있다. 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께가 0.2㎛ 이하일 경우 본 발명에서 요구하는 충분한 통전성을 확보할 수 없으며, 내청성도 효과가 적고, 특히 용접 시 송급 롤러에서 마찰되고, 또한 콘딧트 케이블과 팁에서 도금 박리됨으로써, 오히려 송급성이 불안정해지져 스패터가 다량으로 발생하는 등의 용접작업성이 나빠지는 문제가 있다. 이러한 와이어 표면의 동도금은 콘딧트 튜브내에서의 마모저항을 저감시킴과 동시에 팁선단에서의 통전성을 좋게 해서 아크를 안정시킨다. Thus, in the present invention, the total thickness of the inner surface and the outer surface copper plating layer of the final wire diameter may be 0.2 μm or more. If the total thickness of the inner and outer copper plated coating layers is 0.2 占 퐉 or less, sufficient current conduction required by the present invention cannot be secured, and the anti-corrosion effect is less effective, especially in welding rollers, and also plated in conduit cables and tips. By peeling off, there exists a problem that welding workability worsens, such that supplyability becomes unstable and a large amount of spatters generate | occur | produce. This copper plating on the wire surface reduces the wear resistance in the conduit tube and at the same time improves the electrical conduction at the tip end to stabilize the arc.
마무리 신선(2차신선)에서 건식신선을 일부 적용하고, 침적식이 아닌 습식 형태의 액상 윤활제로 탈지 및 와이어 표면코팅함으로써 와이어 표면에 윤활풀을 형성할 수 있다. In the finishing wire (secondary wire), a part of the dry wire is applied, and a lubrication pool can be formed on the surface of the wire by degreasing and coating the wire surface with a liquid lubricant in a wet form rather than immersion.
이로 인해 KS B 0161에서 규정된 와이어 표면조도(Ra)를 0.2~0.8㎛ 를 확보할 수 있다. 표면조도(Ra)가 0.2㎛ 미만일 경우에는 와이어 송급장치의 롤러 부분에서 슬립이 발생하여 송급성을 나쁘게 하여 아크를 불안하게 만들며, 와이어 표면 윤활품이 과다하거나 또는 표면 조도(Ra)가 0.8㎛를 초과한 상태에서 장시간 용접하면 콘딧트 팁내에 동 찌꺼기 및 윤활제 찌꺼기가 축적되어 송급저항을 크게 하여 와이어 송급성을 나쁘게 하고, 또는 용접비드 표면에 미세한 비트나 블루홀 같은 용접결함 발생시킬 수 있다. Therefore, the surface roughness (Ra) of the wire specified in KS B 0161 can be secured at 0.2 to 0.8 μm. If the surface roughness (Ra) is less than 0.2㎛, the slip occurs in the roller portion of the wire feeder, worsening the supplyability, making the arc unstable, and the surface of the wire is excessive lubricant or surface roughness (Ra) of 0.8㎛ If it is welded for a long time in excess, copper residues and lubricant residues accumulate in the conduit tip to increase the supply resistance, which may lead to poor wire supply, or to generate welding defects such as fine bits or blue holes on the weld bead surface.
본 발명에 따른 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 이음부가 있는 타입일 수 있다. 이는, 동도금된 강재 외피를 사용하여 플럭스 충전, 조관 및 신선을 통해 제조될 수 있기 때문이다.
The copper-plated gas shielded arc welding flux cored wire according to the invention may be of a type with seams. This is because it can be manufactured through flux filling, tubing and drawing using copper plated steel sheath.
이하, 본 발명의 효과를 실시예를 참조하여 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the effects of the present invention will be described in detail with reference to Examples.
[실시예][Example]
강재 외피는 표 1에 나타낸 화학성분대로 JIS G3141 규격에 따른 냉간압연강판 및 강대로 해서 폭 10~16mm, 두께 0.4~1.0mm의 다양한 크기를 사용하여 이음부 형상을 제어하였고, 표 2의 도금조건으로 동도금 피막을 형성시킨 후 표 3의 혼합액으로 피막코팅하고, 표 4에 나타낸 플럭스를 충진율 15%로 해서 조관 및 신선, 마무리 신선으로 1.2mm 선경의 동도금된 플럭스 코어드 와이어를 시험제조해서 스풀에 감은 와이어를 사용했다. 또한 와이어 단면구조는 도 4(b~d)에 나타낸 이음부가 있는 타입으로 했다.
The steel shell was cold rolled steel sheet and steel strip according to JIS G3141 standard according to the chemical composition shown in Table 1, and the shape of the joint was controlled by using various sizes of 10 ~ 16mm width and 0.4 ~ 1.0mm thickness. Copper plated film was formed, and then the film was coated with the mixed solution of Table 3, and the copper-plated flux cored wire of 1.2 mm diameter was tested and manufactured on the spool using the flux shown in Table 4 at a filling rate of 15%. A wound wire was used. In addition, the wire cross-sectional structure was made into the type with a joint part shown to FIG. 4 (b-d).
[표 1][Table 1]
[표 2][Table 2]
[표3][Table 3]
[표 4][Table 4]
우선 사용 강재 외피의 화학성분 분석은 ICP(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) 분석기기를 이용해 각 성분별로 3회 분석하여 평균값을 표 1에 기재하였고, 강재 외피의 동도금층 두께 및 최종 와이어 동도금 두께는 Electron Microscope(SEM/EDS)로 5,000~10,000배로 확대하여 관찰함으로서 측정하였다(도 5 참조). First, the chemical composition analysis of the steel shell used was analyzed three times for each component using an ICP (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer) analyzer and the average values are listed in Table 1, and the copper plating layer thickness and final wire copper plating thickness of the steel shell were Electron. It was measured by observing magnified 5,000 to 10,000 times with a microscope (SEM / EDS) (see Figure 5).
최종제품 표면에 잔존하는 탄소 함유량은 송급성이나 내결함성에 영향을 미치는 요소로서, 중량%로 측정하는데 LECO사의 RC412 분석기기를 이용하여 데이터를 3회 측정하여, 평균값을 취한다. The carbon content remaining on the surface of the final product is a factor that affects the feedability and the fault resistance, and the average value is obtained by measuring the data three times using LECO's RC412 analyzer.
또한 KS B 0161에서 규정하는 최종제품의 표면조도(Ra) 측정방법은 다음의 절차에 따른다. In addition, the method for measuring the surface roughness (Ra) of the final product specified in KS B 0161 shall be as follows.
① 최종 제품 와이어를 약 10cm 정도의 길이로 절단하여 샘플링한다.① Cut and sample the final product wire to the length of about 10cm.
② DIAVITE사의 DH-5 표면조도 측정기를 사용하여 시험편 종류별로 이음부(seam)를 제외한 나머지 3방향에 대해 5회 이상 측정한 후 평균값을 취한다. ② Using DIAVITE's DH-5 surface roughness measuring instrument, measure five or more times in the remaining three directions except the seam for each specimen type and take the average value.
동도금된 최종제품 와이어 표면에 윤활풀 유, 무는 광학현미경을 200배로 관찰함으로써 판단하였다(도 6 참조).
Lubrication glue presence and absence on the surface of the copper plated final product was determined by observing an optical microscope at 200 times (see FIG. 6).
[표 5] [Table 5]
각 시험 와이어에 대한 팁 마모성, 송급성, 흄 및 스패터 발생량을 조사했고, 추가적으로 내청성과 내결함성도 함께 확인하였고, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다. Tip wear, feedability, fume and spatter generation amount were examined for each test wire, and additionally, the rust resistance and the fault resistance were checked together, and the results are shown in Table 7 below.
와이어 팁 마모성은 표 6에 나타낸 용접조건으로 1시간 연속용접 후 콘딧트 팁의 무게 변화를 측정하였으며, 용접 전에 반드시 콘딧트 팁의 내경크기를 함께 측정하면서 비교하였는데, 콘딧트 팁의 무게 감량이 큰 것들은 팁 내경이 심하게 편마모가 되었다던지, 크게 확장되어 있었다. 팁 마모성에 대한 평가기준 은 0.02g/hr. 이하를 양호로 했다. The wire tip wearability was measured by changing the weight of the conduit tip after continuous welding for 1 hour under the welding conditions shown in Table 6, and compared with the inside diameter size of the conduit tip before welding. They were either heavily tipped or had a wider tip. The criterion for tip wear is 0.02 g / hr. The following was made favorable.
[표 6]TABLE 6
송급성은 도 7과 같이 원형 형상의 임의로 굴곡부가 형성된 시험 장비를 이용하여 평가한 것으로 500A 용량의 용접기에 6m 용접 케이블을 연결하여 100%CO2 가스로 평가하였으며, 용접전류는 280~300A, 용접전압은 31~32V로 용접을 실시하여 1회 시험 시 3분동안 연속용접하여 아크의 끊김없이 송급될 경우(○), 송급 도중 1~2회 정도 아크의 끊김이 발생할 경우(△), 송급이 자주 불안정 하여 와이어 공급이 중단될 경우를 (x)로 평가하였다.The supplyability was evaluated by using test equipment in which a curved portion was arbitrarily formed as shown in FIG. 7. A 6m welding cable was connected to a 500A welding machine and evaluated as 100% CO2 gas. The welding current was 280 to 300A and the welding voltage. Is welded at 31 ~ 32V, continuous welding for 3 minutes in one test, and the arc is supplied without interruption (○), if the arc is interrupted about 1 ~ 2 times during the supply (△), supply is frequently The case of unstable wire supply was evaluated as (x).
흄 발생량은 AWS F1.2: 19에 따라서 5 측정한 평균값을 구했으며, 흄 발생량이 800mg/min 이하를 양호로 했다. The fume generation amount calculated | required the average value measured 5 according to AWS F1.2: 19, and the fume generation amount was made good at 800 mg / min or less.
스패터 발생량은 구리로 만든 포집상자를 이용하고, bead-on-plate 용접으로 표 4의 용접조건으로 5회 용접(1회의 용접시간 1.5분)하고, 포집한 스패터 발생량을 1분간의 발생량으로 환산했다. 스패터 발생량은 1g/min 이하에서 아크가 안정되고 작업성이 양호하다. 그것들의 결과를 표 5에 종합해서 나타낸다.The amount of spatter generated was made by using a collecting box made of copper, and welded five times (one welding time of 1.5 minutes) under the welding conditions shown in Table 4 by bead-on-plate welding. Converted. The amount of spatter generated is stable at arc at 1 g / min or less and good workability. The results are summarized in Table 5.
내청성의 평가는 시험 제조된 와이어를 40℃, 85%RH의 항온항습조에 36시간 유지하고, 내청성 발생형상을 관찰하여 와이어 표면에 발청 발생이 없을 경우(○), 점발청이 미소하게 발생하였을 경우(△), 무수하게 많은 점발청 혹은 띠발청이 발생했을 경우(x)으로 평가하였다.Evaluation of the rust resistance was maintained for 36 hours in a constant temperature and humidity bath at 40 ° C. and 85% RH, and when rust resistance was observed and no rust occurred on the surface of the wire (○), slight rust was generated. In the case of (Δ), numerous cases of spot or stripping occurred (x).
내결함성은 시험 제조된 와이어를 500A 용량의 일반용접기로, DH32 12t x 300w x 100ℓ 강제를 이용해서 고전류, 고전압인 320~360A, 34~38V와 차폐가스는 80%Ar+20%CO2의 혼합가스를 가스 유량 20ℓ/분으로 아래보기 용접자세에서 Bead-on-plate 용접을 행하여 비드 외관의 용접결함 유무를 관찰했으며, 웜홀이나 블루홀, 피트와 같은 용접결함이 전혀 발생하지 않을 경우(○), 미소하게 부분적으로 1~2 개소에 발생할 경우(△), 용접비드의 종방향으로 길게 나타나거나, 심하게 발생하면(x)으로 평가하였다.
Fault tolerance test, the prepared wire by the general welder 500A capacity, DH32 12t x 300w x 100ℓ using a force higher current, a 320 ~ 360A, 34 ~ 38V and the shielding gas a high voltage is a mixed gas of 80% Ar + 20% CO 2 The bead-on-plate welding was carried out at a gas flow rate of 20 l / min to observe the presence of weld defects in the bead appearance, and if no weld defects such as wormholes, blue holes, or pits occurred (○), When it occurs in 1 or 2 places with a small amount (△), it appeared as long in the longitudinal direction of a weld bead, or when it generate | occur | produced severely (x).
[표 7][Table 7]
표 7의 결과에서 와이어 No.1~8은 본 발명의 실시예이고, 와이어 No. 9~16는 비교예이다. 본 실시예에서는 팁 마모성, 아크 안정성, 송급성, 내청성 및 내결함성 모두가 양호한 결과를 얻을 수 있다. 와이어 No.6에 대한 SEM 사진 및 광학현미경 사진이 각각 도 5및 6에 나타나 있다. In the results of Table 7, wire Nos. 1 to 8 are examples of the present invention, and wire Nos. 9-16 is a comparative example. In this embodiment, all of the tip wear, arc stability, feeding ability, rust resistance, and defect resistance can achieve good results. SEM photographs and optical micrographs of wire No. 6 are shown in FIGS. 5 and 6, respectively.
반면에 비교예에 있어서 와이어 No. 9은 강재 외피의 동도금층 두께가 과다하게 두꺼워 이것으로 제조된 최종 제품의 와이어는 길이가 긴 콘딧트 케이블을 장시간 연속 용접할 시 송급 롤러와 콘딧트 케이블내에 동도금 찌꺼기가 싸여 송급성을 불안정하게 하며, 이로인해 아크가 불안정해져 다량의 스패터가 발생하였다.On the other hand, in the comparative example, the wire No. 9 is excessively thick copper plated layer of steel shell, so the final product wire is wrapped with copper plating waste in feed roller and conduit cable when long length conduit cable is continuously welded. As a result, the arc became unstable and a large amount of spatter was generated.
와이어 No. 10은 동도금을 실시하지 않은 일반 이음부 타입의 플럭스 코어드 와이어로서 동도금층을 가진 이음부 타입의 플럭스 코어드 와이어보다 상대적으로 아크 안정성, 팁 마모성 및 내청성이 열세로 나타났다.Wire no. Fig. 10 shows a non-copper plated flux cored wire, which is relatively inferior in arc stability, tip wear and rust resistance to the copper cored flux cored wire.
와이어 No. 11은 사용된 강재 외피의 성분 중에서 Al 함유량이 높기 때문에 용접 시 용적이행이 커져서 대립의 스패터가 많이 발생하였으며, 또한 동도금층의 두께가 얇아서 송급성, 내청성 및 아크 안정성 모든 특성면에서 본 발명의 목표품질보다는 열세로 나타났다.Wire no. 11 is because the Al content is high among the components of the steel shell used, the volumetric capacity during welding increases, so that a large number of opposing spatters are generated. In addition, the thickness of the copper plating layer is thin, and thus the invention is excellent in terms of feeding, rust resistance, and arc stability. Were inferior to their target quality.
와이어 No. 12은 사용된 강재 외피의 표면에 과다한 윤활풀이 형성되면서 표면조도(Ra)가 과다하게 높아졌고, 그 결과로 다량의 잔류윤활제로 인한 와이어 표면의 잔류 탄소 함유량을 높이면서 용접 시 내결함성을 취약하게 만들었다. 또한 와이어 표면의 통전성을 떨어 뜨리고, 송급 시의 송급 롤러와 콘딧트 케이블내에 잔류윤활제와 동도금 찌꺼기를 함께 남기면서 아크가 약간 불안정하면서 스패터 발생 또한 증가하였다.Wire no. 12 excessively increased surface roughness (Ra) due to the formation of excessive lubrication pools on the surface of the used steel shells, resulting in weaker fault tolerance during welding while increasing the residual carbon content of the wire surface due to the large amount of residual lubricant. . In addition, the conduction of the wire surface was reduced, and the spatter was also increased while the arc was slightly unstable, leaving residual lubricant and copper plating residue together in the feeding roller and the conduit cable.
와이어 No. 13은 와이어 표면의 동도금층이 안정적이어서 통전성이 우수한 반면, 와이어 표면의 윤활풀 형성이 거의 없기 때문에 표면조도가 낮고, 그 결과 장기간 연속용접하는 경우에 송급롤러에서의 잦은 슬립현상으로 송급성이 불안정하여 스패터 발생량을 증가시키고, 결국 용접이 지속되지 못하는 경우가 종종 발생하였다.Wire no. 13 is excellent in electrical conduction because the copper plating layer on the wire surface is stable, but the surface roughness is low because there is little lubrication pool formation on the wire surface, and as a result, the supplyability is unstable due to frequent slip phenomenon in the feed roller during long-term continuous welding. As a result, the amount of spatter generated is increased, and eventually welding cannot be continued.
와이어 No. 14은 최종 와이어 표면의 동도금층이 얇아서 도금 박리가 생기기 쉽고, 내청성 및 송급성이 불안정하게 되어 전반적인 용접작업성이 나쁘며, 동도금을 시행하지 않는 경우와 비교해서도 상대적으로 송급성, 팁 마모량 뿐만 아니라 용접작업성이 떨어지는 경향이 나타났다.Wire no. 14 is thin copper plating layer of the final wire surface, easy to peel off plating, unstable rust resistance and supplyability is poor overall welding workability, and compared to the case without copper plating, the amount of supply and tip wear But the weldability tends to be poor.
와이어 No. 15은 동도금을 위한 강재 외피의 합금성분 중 탄소함유량이 지나치게 높아, 홀다이스(Hole dies)를 사용하여 신선할 때 가공경화 정도가 심해 단선이 빈번하게 일어났으며, 무엇보다 용접 시 흄 발생량이 많고, 장기간 연속용접하는 경우, 와이어 강성이 크기 때문에 팁 마모성을 현저히 떨어 뜨리는 문제가 발견되었다.Wire no. In the case of 15, the carbon content among the alloy components of the steel shell for copper plating was too high, so that the hardening was so severe when the wire was used using the HOLE dies, and the disconnection occurred frequently. In the case of continuous welding for a long period of time, a problem of remarkably reducing tip wear was found due to the large wire rigidity.
와이어 No. 16은 도금된 강재 외피의 도금층 산화방지를 목적으로 동도금하여 세정시킨 후 탄화수소 화합물로 구성된 혼합액으로 피막코팅하는 것을 생략한 경우인데, 아크 안정성 및 팁 마모성, 송급성 등 전반적인 품질 수준은 양호하였으나 상대적으로 내청성 부분에서 취약하게 나타났다.
Wire no. In the case of 16, copper plating is performed to prevent plating layer oxidation of the plated steel shell, and the coating coating with a mixed solution composed of hydrocarbon compounds is omitted.The overall quality level such as arc stability, tip wearability, and supplyability is good, but relatively It was vulnerable in the parts of hearing resistance.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.
Claims (8)
상기 외면에 형성된 동도금 피막층에는 윤활제가 충진된 홈부인 윤활풀이 형성되어 KS B 0161에서 규정하는 표면조도(Ra)가 0.2~0.8㎛이고;
상기 강재 외피는 0.04 중량% 이하의 탄소, 0.10 중량% 이하의 실리콘, 0.50 중량% 이하의 망간, 0.05 중량% 이하의 알루미늄, 및 잔부가 철 및 불가피한 불순물로 이루어지고;
최종 선경의 와이어 표면에 잔존하는 탄소 함유량을 0.04 중량% 이하이고, 최종 선경의 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께는 0.2 ㎛ 이상인, 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어.A cylindrical steel shell, a flux filled in the steel shell, and a copper plating layer formed on the inner and outer surfaces of the steel shell;
The copper plating film layer formed on the outer surface is formed with a lubrication pool, which is a groove part filled with lubricant, so that the surface roughness (Ra) prescribed by KS B 0161 is 0.2 to 0.8 µm;
The steel shell is made up of 0.04% by weight of carbon, 0.10% by weight of silicon, 0.50% by weight of manganese, 0.05% by weight of aluminum, and the balance of iron and unavoidable impurities;
A flux cored wire for copper plated gas shielded arc welding, wherein the carbon content remaining on the wire surface of the final wire diameter is 0.04 wt% or less, and the total thickness of the inner and outer copper plated coating layers of the final wire diameter is 0.2 μm or more.
이음부가 있는 타입인, 동도금된 가스 실드 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어.The method of claim 3, wherein
Flux cored wire for copper plated gas shielded arc welding, of the type with seams.
강재 외피를 제공하는 단계;
강재 외피의 내면 및 외면에 동도금 피막을 형성하는 도금 단계;
동도금 피막 상에 산화방지막을 형성하는 단계;
플럭스를 충진하는 충진단계;
조관 단계; 및
윤활제를 이용한 건식 신선 단계; 를 포함하는, 제조방법.A method of manufacturing a copper plated flux cored wire for gas shielded arc welding according to claim 3 or 4,
Providing a steel shell;
A plating step of forming a copper plating film on the inner surface and the outer surface of the steel shell;
Forming an antioxidant film on the copper plating film;
A filling step of filling the flux;
Tubulation step; And
Dry drawing step with lubricant; It includes, a manufacturing method.
상기 산화방지막은 벤조트리아졸(Benzotriazole), 에틸렌 단일중합체(Ethene homoploymer), 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르(Polyoxyethylene nonylphenyl ether), 수산화칼륨(Potassium hydroxide), 및 물(water)의 혼합액으로 피막 코팅함으로써 형성되는, 제조방법.The method of claim 5, wherein
The antioxidant film is formed by coating the film with a mixture of benzotriazole, ethylene homoploymer, polyoxyethylene nonylphenyl ether, potassium hydroxide, and water. Which is, the manufacturing method.
상기 도금단계에서 도금층의 두께는 0.5~1.5㎛이고, 상기 조관 및 건식신선 단계를 거친 후 최종 선경에서 내면과 외면 동도금 피막층의 총 두께는 0.2 ㎛ 이상인, 제조방법.The method of claim 5, wherein
The thickness of the plating layer in the plating step is 0.5 ~ 1.5㎛, the total thickness of the inner surface and the outer surface copper plating film layer in the final wire diameter after the tube and dry drawing step is 0.2 ㎛ or more.
상기 건식신선 단계에서, 최종 선경의 와이어 표면에 잔존하는 탄소 함유량을 0.04 중량% 이하로 관리하면서 와이어 표면에 윤활풀을 적정하게 형성시켜서 KS B 0161에서 규정하는 와이어 표면조도(Ra)의 범위를 0.2~0.8㎛가 되도록 하는, 제조방법. The method of claim 5, wherein
In the dry drawing step, while maintaining the carbon content remaining on the wire surface of the final wire diameter to 0.04% by weight or less, by appropriately forming a lubrication pool on the wire surface to the extent of the wire surface roughness (Ra) prescribed in KS B 0161 is 0.2 The manufacturing method which is set to -0.8 micrometer.
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