KR100371920B1 - Self shield flux cored wire for arc welding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경량 구조물에 대한 아크 용접시 양호한 용접부를 얻을 수 있으며 자체의 플럭스로부터 발생되는 가스를 용접 보호막으로 사용하는 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.The present invention relates to a flux cored wire that can obtain good welds during arc welding of lightweight structures and uses gas generated from its flux as a welding protective film.
본 발명의 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 외부로부터 용접부를 차폐시키기 위한 플럭스나 가스의 공급 없이 사용할 수 있는 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어로서, 강재 쉬드 내에 충진되는 플럭스의 조성이 와이어 전체 중량에 대하여 1종 또는 2종 이상의 Li, Ca, Ba 계 탄산염 0.1∼2.2wt%와, 금속 Mg과 Mg 합금의 1종 또는 2종 이상 1.0∼2.5wt%와, 금속 Al과 Al 합금의 1종 또는 2종 이상을 Al으로 환산하여 2.0∼4.5wt%와, 금속 불화물의 1종 또는 2종 이상을 F로 환산하여 1.0∼2.0wt%와, 금속 Mn 또는 Mn 합금과 금속 Si 또는 Si 합금을 각각 Mn과 Si로 환산하여 Mn+Si의 총량이 0.8∼2.0wt%로 구성됨에 기술적 특징이 있다.The flux-cored wire for arc welding of the present invention is a flux-cored wire for arc welding, which forms a self-welding protective film that can be used without supplying flux or gas to shield the weld from the outside, and is composed of flux filled in the steel sheath. 0.1-2.2 wt% of one or two or more Li, Ca, Ba-based carbonates, 1.0-2.5 wt% of one or two or more metals Mg and Mg alloys, and metal Al and Al alloys based on the total weight of the wire 2.0 to 4.5 wt% of one or two or more kinds of metals and 1.0 to 2.0 wt% of one or two or more kinds of metal fluorides, and metal Mn or Mn alloy and metal Si or Si There are technical features in that the total amount of Mn + Si in terms of Mn and Si, respectively, is 0.8 to 2.0 wt%.
그리고, 본 발명의 용접용 플럭스 코어드 와이어는 상기와 같이 구성되는 플럭스를 용접용 플럭스 코어드 와이어 전체 중량에 대하여 10∼30wt%가 되도록 충진함에 또 다른 특징이 있다.Further, the welding flux cored wire of the present invention has another feature of filling the flux configured as described above to 10 to 30 wt% with respect to the total weight of the welding flux cored wire.
본 발명 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 수평 필렛 용접과 상향 용접 등 전 자세 용접에 있어서 양호한 작업성을 얻을 수 있기 때문에 옥내·외의 각종 용접 현장에서 사용할 수 있을 뿐 아니라, 종래 자체용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어에서 발생되던 블로우 홀과 같은 기공 결함이 적은 건전한 용접부를 얻을 수 있다.The flux cored wire for arc welding, which forms the self-welding protective film of the present invention, can obtain good workability in all posture welding such as horizontal fillet welding and upward welding. A healthy weld with few pore defects such as blow holes generated in the arc cored flux cored wire forming the self-welding protective film can be obtained.
Description
본 발명은 경량 구조물에 대한 아크 용접시 양호한 용접부를 얻을 수 있으며 자체의 플럭스로부터 발생되는 가스를 용접 보호막으로 사용하는 플럭스 코어드 와이어에 관한 것으로, 더 자세하게는 플럭스를 구성하는 각종 성분 함량 및 충진율을 세분화 조정하여 특히 경량 구조물에 대한 하향 및 횡행 용접시 형성되는 용접부의 인성과 밴딩(banding)성을 개선시킬 수 있으며, 아크 용접시 외부로부터 용접 용융부의 산화 등을 방지하기 위하여 용접 용융부에 공급되는 플럭스나 보호 가스를 사용하지 않고 자체 플럭스 내에 함유시킨 탄산염의 분해로부터 발생되는 CO2가스를 자체 용접 보호막으로 사용할 수 있도록 한 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.The present invention relates to a flux cored wire which can obtain a good welded portion during arc welding of a light weight structure and uses a gas generated from its own flux as a welding protection film, and more particularly, the content and filling rate of various components constituting the flux. Partial adjustment can improve the toughness and banding of welds formed during down and transverse welding, especially for lightweight structures, and are supplied to the weld melt to prevent oxidation of the weld melt from the outside during arc welding. The present invention relates to a flux cored wire for arc welding, which forms a self-welding protective film that allows a CO 2 gas generated from decomposition of carbonate contained in its own flux to be used as a self-welding protective film without using a flux or a protective gas.
일반적으로 아크 용접은 열원으로서 아크를 사용하는 용접법으로 모재와 전극 사이에서 아크를 발생시켜 발생되는 아크 열로 모재와 전극 또는 용가재를 녹여 모재와 모재를 결합시키는 방법이다.In general, arc welding is an arc welding method using an arc as a heat source, in which arc heat is generated by generating an arc between a base material and an electrode to melt the base material and the electrode or filler metal, thereby combining the base material and the base material.
아크는 일종의 전기적 방전 현상으로서 그 특성에 따라 코로나(corona) 방전, 글로우(glow) 방전, 아크 방전 등으로 구별되며, 코로나 방전은 중전압 저전류에서, 글로 방전은 고전압 저전류에서, 아크 방전은 저전압 고전류에서 발생되는 것으로 글로우 방전은 네온 사인이나 형광등 등에 이용되고, 아크 방전은 고전류가사용됨에 따라 매우 큰 열량을 발생시켜 용접에 사용된다.Arc is a kind of electrical discharge phenomenon, and according to its characteristics, it is divided into corona discharge, glow discharge, arc discharge, etc. Corona discharge is in medium voltage low current, glow discharge in high voltage low current, arc discharge is It is generated at low voltage and high current, and glow discharge is used for neon signs, fluorescent lamps, etc., and arc discharge is used for welding by generating a very large amount of heat as high current is used.
상기와 같이 저전압 고전류 하에서 발생되는 아크를 이용하는 아크 용접에 사용되는 일반적인 플럭스 코어드 와이어의 플럭스에는, 아크 중에서 이온화하기 쉬운, 즉 전리 전압이 낮은 K, Ca, Li 등의 알칼리 금속이나 그 화합물과 같은 아크 안정제와, 용융 금속을 덮어 용융 금속의 산화 및 질화 등을 방지함과 동시에 탈산 등의 화학 반응을 도와주기 위한 슬래그 형성재와, 용융 금속 중의 산소를 제거하기 위한 탈산제와, 용융 금속 중의 화학 성분 조정을 위한 합금 원소 첨가제 등이 함유되어 있다.The flux of a common flux cored wire used for arc welding using an arc generated under a low voltage and high current as described above may be easily ionized in an arc, that is, an alkali metal such as K, Ca, Li, etc. having a low ionization voltage, or a compound thereof. An arc stabilizer, a slag forming material for covering the molten metal to prevent oxidation and nitriding of the molten metal and assisting in chemical reactions such as deoxidation, a deoxidizer for removing oxygen in the molten metal, and a chemical component in the molten metal Alloy element additives for adjustment and the like.
그리고, 용접 작업 시에는 상기 슬래그 형성재만으로는 용융 금속의 산화 및 질화에 대한 방지 효과가 충분치 못하기 때문에 별도의 플럭스나 CO2와 같은 보호 가스가 용융 금속부에 추가로 공급된다.In the welding operation, since the slag forming material alone is not sufficient to prevent oxidation and nitriding of the molten metal, a protective gas such as a separate flux or CO 2 is additionally supplied to the molten metal part.
그러나, 상기와 같이 추가적인 플럭스나 보호 가스를 공급하기 위해서는 별도의 공급 설비가 필요하기 때문에 용접 장소나 위치 등에 제약이 따르게 된다. 따라서 추가적인 플럭스 또는 보호 가스 없이도 사용할 수 있도록 용접시 보호 가스로 사용될 수 있는 CO, CO2등의 가스를 스스로 발생시킬 수 있는 유기화합물이나 탄산염 등을 플럭스에 함유시킴으로써 용접시 자체적으로 용접 보호막을 형성하는 플럭스 코어드 와이어가 개발되었다.However, in order to supply additional flux or protective gas as described above, a separate supply facility is required, and thus, a welding place, a position, and the like are restricted. Therefore, the welding protective film is formed by welding by incorporating organic compounds or carbonates which can generate gas such as CO and CO 2 that can be used as a protective gas in the flux so that they can be used without additional flux or protective gas. Flux cored wire was developed.
상기와 같은 자체 용접 보호막을 형성하는 플럭스 코어드 와이어를 사용하는 아크 용접법은 별도의 추가적인 플럭스 또는 보호 가스의 공급 설비가 불필요 하기때문에 용접부 보호 플럭스 또는 가스를 공급해줘야 하는 서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)이나 마그 용접(MAG, metal active gas arc welding) 등에서 플럭스나 가스 공급 설비 없이도 용접이 가능하기 때문에 아무런 제약 없이 옥내외 용접을 할 수 있는 장점이 있다.The arc welding method using the flux cored wire forming the self-welding protective film as described above does not require a separate additional flux or protective gas supplying device, and thus, the submerged arc welding, which must supply the weld protective flux or gas, is required. In welding (MAG) or metal active gas arc welding (MAG), welding can be performed without any flux or gas supply equipment, so there is an advantage that welding can be performed indoors and outdoors without any restrictions.
그러나, 실제 용접 작업 시에는 아크 변동에 의한 용접 보호막의 성능 저하, 용접용 와이어의 흡습 상태, 모재의 녹과 오염 정도 및 방청 도료 도포층 등 여러 가지 조건 변화에 따라 건전한 용접부를 얻기가 쉽지 않을 뿐 아니라, 종래 사용된 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 용접 보호막이 충분한 용접부 보호 역할을 하지 못하였다.However, during the actual welding operation, it is not easy to obtain a healthy weld part due to various conditions such as deterioration of the welding protective film due to the arc fluctuation, hygroscopic state of the welding wire, rust and contamination of the base material, and antirust coating layer. However, the welding protective film of the flux cored wire for arc welding which forms the conventionally used self-welding protective film did not serve as a sufficient weld protection.
더욱이, 용접 과정에서 침입한 질소와 산소 등에 의한 용접 금속에서의 기공 발생 방지를 위하여 탈산제 성분인 Al 및 Mg 등이 다량 첨가됨으로써 특히 Al이 용접 금속 중에 다량 잔류하게 되고, 이는 용접부 금속 조직을 조대화 하여 용접부의 인성을 떨어뜨리는 원인이 되었다.Furthermore, in order to prevent the generation of pores in the weld metal due to nitrogen and oxygen invaded in the welding process, a large amount of deoxidizer components Al and Mg are added, so that a large amount of Al remains in the weld metal, which coarsens the weld metal structure. This caused a drop in the toughness of the welded portion.
그리고, 고전류 하에서도 아크를 안정화시켜 고 능률의 용접에 도움이 되며, 슬래그의 박리성 및 양호한 비드 형성을 위하여 첨가되는 CaF2는 슬래그의 응고 속도를 늦춤으로써 수직 상향 자세의 용접에는 매우 불리할 뿐 아니라 건설 현장에서 많이 적용되는 필렛(fillet) 자세에서도 슬래그와 비드가 쳐져 비드 형상 불량이 되기 쉽다.In addition, it stabilizes the arc even under high current, and thus helps high efficiency welding. CaF 2, which is added for slag peelability and good bead formation, slows the solidification rate of the slag, and is very disadvantageous for welding in a vertical upward position. However, even in the fillet posture, which is widely applied in construction sites, slags and beads are struck and tend to bead shape defects.
따라서, 이러한 문제를 개선하기 위하여 CaF2와 BaF2를 조합하여 사용한 자체용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어가 공지되고 있으며, 일반적인 하향 필렛 자세에 한정적으로 사용되고 있으나 용접부 건전성 측면에서의 인성 부족이나 기공 발생 등의 문제는 여전히 남아 있어 전반적인 사용에는 한계가 있다.Therefore, in order to improve such a problem, a flux cored wire for arc welding, which forms a self-welding protective film using a combination of CaF 2 and BaF 2 , is known, and is generally used for a general downward fillet posture, but has toughness in terms of weld integrity. Problems such as shortages and pore generation still remain, limiting overall use.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 용접부의 건전성이 부족한 종래 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어가 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플럭스를 구성하는 각 성분들의 세분화된 분배 비율과 충진율을 새롭게 제어하고 조절하여 전 자세 용접이 가능하면서도 밴딩성이 양호한 용접부를 형성시킬 수 있는 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.As described above, the present invention is to solve the problem of the flux-cored wire for arc welding, which forms a conventional self-welding protective film lacking the integrity of the weld, and the granular distribution ratio and filling rate of each component constituting the flux It is an object of the present invention to provide a flux cored wire for arc welding to form a self-welding protective film capable of forming a new welded part, but also capable of forming a good bending property by controlling and adjusting the new shape.
도 1은 본 발명 용접용 와이어의 단면을 보인 것으로,1 is a cross-sectional view of the welding wire of the present invention,
(가)와 (나)는 파이프 형상 단면의 쉬드에 충진된 용접용 와이어의 단면도이고,(A) and (B) are sectional views of the welding wire filled in the sheath of the pipe-shaped cross section,
(다)와 (라)는 복잡한 단면 형상의 쉬드에 충진된 용접용 와이어의 단면도이다.(C) and (D) are cross-sectional views of welding wire filled in a sheath of a complicated cross-sectional shape.
도 2는 용접 대상물의 배치도.2 is a layout view of a welding object.
((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))((Explanation of symbols for main part of drawing))
12,13,14,15. 쉬드 11. 플럭스12,13,14,15. Sheath 11. Flux
21. 개선면21. Improvement
d. 루트 간격 A. 개선각d. Root Spacing A. Angle of Improvement
본 발명의 상기 목적은 Li, Ca, Ba 등의 탄산염과, 금속 불화물과, Al·Mg·Mn·Si 또는 그 합금과, 잔량의 철분으로 구성되는 플럭스를 냉간 압연 강재 쉬드(sheath) 내에 10∼30wt% 범위로 충진함에 의하여 달성된다.The object of the present invention is a flux of a carbonate salt such as Li, Ca, Ba, metal fluoride, Al.Mg.Mn.Si or an alloy thereof and a residual amount of iron in a cold rolled steel sheath. By filling in the 30 wt% range.
본 발명의 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 플럭스는 와이어 전체 중량에 대하여 CO2가스를 발생시키기 위한 1종 또는 2종이상의 Li, Ca, Ba 계 탄산염 0.1∼2.2wt%와, 금속 Mg과 Mg 합금의 1종 또는 2종 이상 1.0∼2.5wt%와, 금속 Al과 Al 합금의 1종 또는 2존 이상을 Al으로 환산하여 2.0∼4.5wt%와, 금속 불화물의 1종 또는 2종을 F로 환산하여 1.0∼2.0wt%와, 금속 Mn 또는 Mn 합금과 금속 Si 또는 Si 합금을 각각 Mn과 Si로 환산하여 Mn+Si의 총량으로 0.8∼2.0wt%와, 2.0wt% 이하 잔량의 철분으로 구성됨에 기술적 특징이 있다.Flux of the flux-cored wire for arc welding forming the self-welding protective film of the present invention is 0.1 to 2.2 wt% of one or two or more Li, Ca, Ba-based carbonates for generating CO 2 gas based on the total weight of the wire. , 1.0 to 2.5 wt% of one or two or more metal Mg and Mg alloys, and 2.0 to 4.5 wt% of one or two or more zones of metal Al and Al alloy in terms of Al, and one or more metal fluorides, or 1.0 to 2.0 wt% in terms of F, two metals Mn or Mn alloy and metal Si or Si alloy in terms of Mn and Si, respectively, 0.8 to 2.0 wt% and 2.0 wt% or less It has technical features because it is composed of the residual amount of iron.
상기와 같이 구성되는 플럭스를 와이어 전체 중량에 대하여 10∼30wt%가 되도록 하되 부족분을 잔량의 철분으로 보충하여 쉬드 내에 충진함으로써 제조된다.The flux configured as described above is prepared to be 10 to 30 wt% based on the total weight of the wire, but the shortage is replenished with the remaining amount of iron to fill the sheath.
본 발명 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 플럭스를 구성하는 각종 성분들의 역할을 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the role of the various components constituting the flux of the flux-cored wire for arc welding forming the self-welding protective film of the present invention in more detail.
탄산염은 용접중 분해되어 안정한 CO2가스를 발생시킴으로써 아크 분위기를 대기로부터 차폐하여 용융 금속의 산화 및 질화를 방지하고 적절한 용입을 유지할 수 있도록 도와주는 역할을 하는 성분으로서 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 중에서 특히 Li, Ca, Ba 계 탄산염을 선택한 것은, Li 탄산염의 경우 수분에 대한 내습 저항력이 크고 알칼리 금속 중에서는 가장 낮은 온도에서 서서히 분해되어 CO2가스를 가장 먼저 효과적으로 방출하는 장점이 있으며 Li 산화물의 응고 온도가 비교적 높아 용접 금속의 급랭 방지 효과가 있어 비드 형상 조정이 쉬운 장점이 있고, Ba 탄산염은 Ba가 낮은 전압에서도 아크를 안정화시키고 BaCO3는 그 분해 온도가 철의 응고 온도와 비슷하여 용접부 차폐 효율이 좋을 뿐 아니라 최종적으로 슬래그가 되는 Ba산화물의 응고점과 비중이 높기 때문에 용융 금속과 분리가 잘되는 특징이 있으며, Ca 탄산염은 분해후 슬래그화 하는 CaO가 슬래그의 응고점을 상승시키는 역할을 함으로써 수직·상향 용접성을 향상시켜 주는 효과가 있기 때문으로 함량이 0.1wt% 미만에서는 상기의 효과가 거의 없으며, 2.2wt%를 초과하게 되면 가스 발생량이 과다하게 발생되어 아크가 불안정할 뿐 아니라 스패터 량이 증가하게 된다. 따라서, 상기 3종의 탄산염 중에서 1종 또는 2종 이상을 0.1∼2.2wt% 범위로 첨가하되 CO2로 환산한 경우에는 0.45wt% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.Carbonate decomposes during welding to produce stable CO 2 gas, which shields the arc atmosphere from the atmosphere to prevent oxidation and nitriding of molten metals and maintains proper penetration. Especially among alkali metals or alkaline earth metals, Li In the case of Li carbonate, Li carbonate has the advantage of high moisture resistance against moisture, and among alkali metals, it decomposes slowly at the lowest temperature to effectively release CO 2 gas first, and the solidification temperature of Li oxide is increased. It is relatively high, so it is easy to adjust the bead shape because it has the effect of preventing the quenching of the weld metal.Ba Ba carbonate stabilizes the arc even at low voltage of Ba, and BaCO3 has good welding shielding efficiency because its decomposition temperature is similar to the solidification temperature of iron. But solidification of Ba oxide that finally becomes slag Because of its high specific gravity, it is easily separated from the molten metal, and the Ca carbonate content is 0.1 because the CaO, which is slag after decomposition, increases the solidification point of the slag, thereby improving vertical and upward weldability. If the wt% is less than the above effect, and if it exceeds 2.2wt%, the amount of gas generated is excessively generated, so that the arc is unstable and the amount of spatter is increased. Therefore, it is preferable to add one or two or more of the three carbonates in the range of 0.1 to 2.2 wt%, but in the case of conversion to CO 2 , it is preferably added to 0.45 wt% or less.
Mg은 용접시 아크 열에 의하여 기화되어 아크를 대기 분위기로부터 차폐시키는 동시에 탈산제로서도 작용하는 성분으로서, 그 함량이 1.0wt% 보다 적으면 용적의 이행이 불안정하게 되어 비드 형상이 불량해지며, 2.5wt%를 초과하게 되면 용접 흄(fume) 및 스패터 발생량이 증가하여 용착 효율이 떨어지고 용접부에 슬래그 혼입이 조장되어 용접부의 신율 및 밴딩성 저하를 초래하게 된다. 그리고 Mg은, 금속 Mg 또는 Al-Mg, Ca-Mg, Fe-Mg 등과 같은 Mg 합금 형태의 어느 것으로도 첨가될 수 있다.Mg is vaporized by arc heat during welding to shield the arc from the atmosphere and also acts as a deoxidizer. If the content is less than 1.0wt%, the transition of the volume becomes unstable and the shape of the beads becomes poor, 2.5wt% If it exceeds the welding fume (spume) and spatter generation amount increases the welding efficiency is reduced and the slag mixing is encouraged in the weld to cause elongation and bending properties of the weld. And Mg may be added to any of the form of metal Mg or Mg alloy such as Al-Mg, Ca-Mg, Fe-Mg and the like.
Al은 용접 금속 중에 칩입한 과잉 질소를 고정시키고 탈산제로서 작용하여 산소에 의한 피트 또는 블로우 홀 등의 기공 발생을 억제하는 역할을 하는 동시에 CaF2및 Mg과 함께 슬래그를 구성하며 용접 금속 특성과 용접 작업성에 큰 영향을 끼치는 성분으로서, 그 함량이 2.0wt% 미만일 경우에는 탈질 및 탈산이 불충분하여 용접 금속에 기공이 발생하게 되고 용접부의 X-선 검사 등급이 떨어지며, 4.5wt%를 초과하게 되면 용접 금속 중의 과다한 Al이 용접 금속의 결정립을 조대화시켜 용접부의 인성과 내굴곡성을 떨어뜨리게 된다. Al은 금속 Al 또는 Fe-Al, Al-Mg 및 Ca-Al-Mg의 합금 형태로 첨가한다.Al acts as a deoxidizer to fix excess nitrogen in the weld metal and acts as a deoxidizer to suppress the generation of pores such as pits or blow holes due to oxygen, while forming slag together with CaF 2 and Mg. If the content is less than 2.0wt%, the denitrification and deoxidation are insufficient, so that pores are generated in the weld metal, the X-ray inspection grade of the weld is reduced, and if it exceeds 4.5wt%, the weld metal Excessive Al in the grain coarsens the crystal grains of the weld metal and degrades the toughness and the flex resistance of the weld zone. Al is added in the form of metals Al or alloys of Fe-Al, Al-Mg and Ca-Al-Mg.
Si과 Mn은 탈산제 및 슬래그 형성제 역할을 하는 성분으로서 피트와 블로우 홀 등 용접 금속에 바람직하지 않은 기공 발생을 억제하고 용접부의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 첨가되며, 이 들을 금속 또는 합금의 형태로 첨가하되 Si+Mn의 총량이 0.8wt% 미만일 경우에는 탈산과 기계적 강도 향상 및 밴딩성 개선 효과가 적고, 2.0wt%를 초과시에는 인장 강도가 과도하게 상승될 뿐 아니라 Mg 및 Al과 함께 지나친 탈산 작용으로 스패터 발생량이 증가하고 비드 형상이 불량해진다. Mn과 Si 역시 금속 형태나 Fe-Si, Fe-Si-Mn, Si-Mn 등의 각종 합금 형태로 첨가될 수 있다.Si and Mn are components that act as deoxidizer and slag forming agent, and are added to the weld metals such as pits and blow holes to suppress undesirable pore generation and to improve the mechanical strength of the welds, and they are added in the form of metals or alloys. However, if the total amount of Si + Mn is less than 0.8wt%, the effect of deoxidation, mechanical strength and banding is less improved. If it exceeds 2.0wt%, the tensile strength is excessively increased, and due to excessive deoxidation with Mg and Al, Spatter generation amount increases and bead shape becomes bad. Mn and Si may also be added in metal form or in various alloy forms such as Fe-Si, Fe-Si-Mn, Si-Mn, and the like.
상기 성분외 플럭스의 잔부를 구성하는 Fe는 용융 속도 조절과 플럭스의 용융 상태 개선을 목적으로 하여 철분의 형태로 첨가되는 것과 Fe 합금 형태로 첨가되는 것이 있으며, 철분 량으로서는 전체 와이어 중량의 2wt% 이하 범위가 바람직하다.Fe constituting the remainder of the flux in addition to the above components are added in the form of iron and in the form of Fe alloy for the purpose of controlling the melt rate and improving the melt state of the flux, the amount of iron is 2wt% or less of the total wire weight Range is preferred.
상기와 같이 구성되는 플럭스가 냉간 압연 강재 쉬드에 충진됨으로써 본 발명의 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어가 완성되며, 이때, 플럭스의 충진율이 10wt% 미만일 경우에는 플럭스의 성분을 조절하여도 절대적인 슬래그 형성량의 부족으로 건전한 용접부를 얻을 수 없다. 그리고, 플럭스 충진율이 30wt%를 초과하게 되면 쉬드의 단면적이 감소하여 신선시 단선 발생이 급증하게 되어 본 발명 와이어의 제조 생산성이 현저히 떨어지게 된다. 그리고, 플럭스가 충진되는 쉬드는 극저탄소강의 냉간 압연 소재가 바람직하다.By filling the flux configured as described above in the cold-rolled steel sheath, the flux cored wire for arc welding forming the self-welding protective film of the present invention is completed. In this case, when the filling rate of the flux is less than 10wt%, the flux component is controlled. Even if the absolute slag formation amount is insufficient, a healthy welded part cannot be obtained. When the flux filling rate exceeds 30 wt%, the cross-sectional area of the sheath decreases, so that disconnection occurs during drawing, thereby significantly reducing the production productivity of the wire of the present invention. In addition, a sheath filled with flux is preferably a cold rolled material of ultra low carbon steel.
그리고, 용접용 와이어의 직경이 2.4mm 이하의 경우에는 도 1의 (가)와 (나)에 되시된 바와 같이 플럭스(11)를 파이프형 중공 강재 쉬드(12)(13)에 충진시키고, 2.4mm를 초과할 경우에는 도 1의 (다)와 (라)에 도시된 바와 같이 단면 형상이 다소 복잡한 중공 강재 쉬드(14)(15)에 플럭스(11)를 충진하는 것이 바람직하다. 이는 와이어 전체 중량에 대한 플럭스의 중량비를 조절하기 위한 것이다.When the diameter of the welding wire is 2.4 mm or less, as shown in FIGS. 1A and 1B, the flux 11 is filled into the pipe-type hollow steel sheaths 12 and 13, and 2.4 In the case of exceeding mm, it is preferable to fill the flux 11 in the hollow steel sheath 14, 15 having a somewhat complicated cross-sectional shape as shown in Figs. 1 (a) and (d). This is to adjust the weight ratio of the flux to the total weight of the wire.
상기의 성분과 함량으로 구성되는 본 발명 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어의 성분 구성과 구체적인 용접 특성 등에 관한 사항은 아래의 실시예에 대한 상세한 설명을 통하여 명확하게 이해될 것이다.Details of the components and the specific welding characteristics of the flux cored wire for arc welding forming the self-welding protective film of the present invention composed of the above components and contents will be clearly understood through detailed description of the following embodiments.
C 0.03wt%, Si 0.03wt%, Mn 0.35wt%, P 0.009wt%, S 0.011wt%, Al 0.02wt% 함유된 냉간 압연 강재 쉬드에 상기 구성 성분을 기준으로 하여 직경 1.2mm의 플럭스 코어드 와이어를 제조하였으며, 도 2와 같이 두께(T)가 20mm, 루트 간격(d)이 12mm이며, 두 용접 개선면(21)의 개선각(A)이 45°로 'V' 형을 이루는 일반 구조용 강판(2)과 용접 구조용 강판(3)을 준비하여 하향 횡행 용접을 실시한 후, 작업성과 개선 이음 용접에서의 용접부 X-선 검사 및 기계적 성질 시험을 실시하였으며, 그 결과가 다음의 표 1이다. 그리고, 이때 상기 용접 작업 조건은 표 2와 같다.Cold-rolled steel sheath containing C 0.03wt%, Si 0.03wt%, Mn 0.35wt%, P 0.009wt%, S 0.011wt%, Al 0.02wt% based on the above components The wire was manufactured, and the thickness (T) is 20 mm, the root spacing (d) is 12 mm as shown in FIG. After the steel sheet 2 and the welded structural steel sheet 3 were prepared and subjected to downward transverse welding, weldability X-ray inspection and mechanical property tests were performed in workability and improved joint welding, and the results are shown in Table 1 below. In this case, the welding working conditions are shown in Table 2.
상기 표 2에서 역극성이라 함은 용접 와이어를 양극에 접속한 경우를 뜻하는 것으로, 용접 와이어가 음극에 연결되는 정극성의 경우에는 용접 와이어의 용접 속도가 느리고 모재의 용입이 깊게 되는 반면에, 역극성의 경우는 용접봉의 용융 속도가 빠르고 모재의 용입이 얕게되는 경향이 있다.Reverse polarity in Table 2 means a case in which the welding wire is connected to the positive electrode. In the case of positive polarity in which the welding wire is connected to the negative electrode, the welding speed of the welding wire is slow and the penetration of the base material is deep. In the case of polarity, the melting speed of the electrode tends to be high and the penetration of the base material tends to be shallow.
상기 표 1의 실시예 1내지 4의 성분 조성은 본 발명의 성분 범위를 만족하여용접 작업성과 용접부 특성 검사 및 시험에서 양호한 결과를 보이고 있다. 그러나, 실시예 5 내지 9는 그 성분 조성이 본 발명의 성분 범위를 만족하지만 상·하한치에 접근된 성분들이 있는 바, 성분 조성의 불안정으로 실시예 1 내지 4에 비해서는 용접성과 용접부 특성이 열화되는 경향을 보이기 시작함을 알 수 있다.The component composition of Examples 1 to 4 of Table 1 satisfies the component range of the present invention, and shows good results in welding workability and weld property inspection and test. However, in Examples 5 to 9, although the component composition satisfies the component range of the present invention, there are components approaching the upper and lower limits, and thus, weldability and weldability characteristics deteriorate compared to Examples 1 to 4 due to instability of the component composition. It can be seen that it is starting to show a tendency to become.
그리고, 비교예 10 내지 13의 성분 조성은 성분에 따라 본 발명 성분 범위를 벗어나기도 하고, 상·하한치와 같은 값을 갖는 바, 용접 작업성과 용접부 특성 모두가 좋지 않음을 알 수 있다.And the component composition of Comparative Examples 10-13 may be out of the range of this invention component depending on a component, and has the same value as an upper and lower limit, and it turns out that neither welding workability nor a weld part characteristic is good.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어는 수평 필렛 용접과 상향 용접 등 전 자세 용접에 있어서 양호한 작업성을 얻을 수 있기 때문에 옥내·외의 각종 용접 현장에서 사용할 수 있을 뿐 아니라, 종래 자체 용접 보호막을 형성하는 아크 용접용 플럭스 코어드 와이어에서 발생되던 블로우 홀과 같은 기공 결함이 적은 건전한 용접부를 얻을 수 있다.As described above, the arc cored flux cored wire for forming the self-welding protective film of the present invention can be used in various welding sites indoors and outdoors because good workability can be obtained in all posture welding such as horizontal fillet welding and upward welding. In addition, it is possible to obtain a healthy weld part with less pore defects, such as a blow hole generated in a flux cored wire for arc welding, which conventionally forms a self-welding protective film.
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