KR100380664B1 - Process for manufacturing welding wire - Google Patents

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KR100380664B1
KR100380664B1 KR1019970005228A KR19970005228A KR100380664B1 KR 100380664 B1 KR100380664 B1 KR 100380664B1 KR 1019970005228 A KR1019970005228 A KR 1019970005228A KR 19970005228 A KR19970005228 A KR 19970005228A KR 100380664 B1 KR100380664 B1 KR 100380664B1
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노부오 아라키
다케지 가가미
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닛테츠요세츠 고교 가부시키가이샤
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Abstract

고온 가열로 탈수소화하여 고장력강 및 큰 구속력을 받는 강 구조물의 용접에 적합한, 우수한 내균열성 및 프라이머 프루프(primer-proof)특성을 가지며 매우 적은 확산성 수소를 함유하는 직경 0.8 내지 4mm의 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어(flux-cored welding wire)를 제조하는 본 방법은 직경 8 내지 15mm의 직선 와이어를, 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1및 제 2쌍의 롤 전극 및 이들 사이에 배치된 링 변압기를 통한 직접 전기가열로 620 내지 1100℃의 온도로 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하의 온도로 냉각하는 단계 및 냉각된 와이어를 원하는 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어진다. 이렇게하여 얻어진 용접 와이어는 용착 금속 100g당 5ml이하의 확산성 수소를 함유하는 용접을 형성한다.Seamless fluxes 0.8 to 4 mm in diameter with very low diffusive hydrogen with excellent crack resistance and primer-proof properties, suitable for welding high tensile steel and highly constrained steel structures by dehydrogenation with high temperature heating The present method for producing a flux-cored welding wire comprises a straight wire having a diameter of 8 to 15 mm, a first and a second pair of roll electrodes spaced at intervals of 2 to 5 m, and a ring transformer disposed therebetween. Heating to a temperature of 620 to 1100 ° C. by direct electric heating, cooling the heated wire to a temperature of 500 ° C. or less with a heat transfer coefficient of 250 kcal / m 2 h ° C. or less, and drawing the cooled wire to a desired diameter. Is made of. The welding wire thus obtained forms a weld containing up to 5 ml of diffusible hydrogen per 100 g of deposited metal.

Description

용접 와이어의 제조방법{PROCESS FOR MANUFACTURING WELDING WIRE}Manufacturing method of welding wire {PROCESS FOR MANUFACTURING WELDING WIRE}

본 발명은 고장력강 및 기타 고등급 강과 큰 구속력을 받는 강 구조물의 용접에 사용하기에 적합한 우수한 내균열성 및 프라이머 프루프(primer-proof)특성을 갖는 저수소 용접용 플럭스 충전 용접 와이어의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a flux-filled welding wire for low hydrogen welding having excellent crack resistance and primer-proof properties suitable for use in welding high strength steels and other high grade steels and steels subjected to high binding force. will be.

종래, 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어의 제조방법에 있어서 탈수소화는 직경 10 내지 13mm의 파이프로부터 직경 2 내지 4mm의 파이프에 이르기까지 드로잉된 플럭스 충전 와이어를 벨 또는 터널노내에서 600 내지 800℃로 가열함으로써 행해 왔다. 가열하의 탈수소화는 다음의 이유로 2 내지 4mm의 소직경을 갖는 와이어에 적용해 왔다. 즉 (1)대직경 와이어에 대한 효과적인 가열 탈수소화방법이 전혀 없었고, (2)소직경 와이어는 벨 또는 터널노의 전장을 단축시키기 위해 요구되는 코일 또는 루프로 쉽게 형성될 수 있기 때문이다.Conventionally, dehydrogenation in the method of manufacturing a seamless flux filling welding wire is performed by heating the drawn flux filling wire from a pipe of 10 to 13 mm in diameter to a pipe of 2 to 4 mm in diameter in a bell or tunnel furnace at 600 to 800 ° C. I have done it. Dehydrogenation under heating has been applied to wires having a small diameter of 2 to 4 mm for the following reasons. That is, (1) there was no effective heating dehydrogenation method for large diameter wires, and (2) small diameter wires could be easily formed with coils or loops required to shorten the overall length of the bell or tunnel furnace.

게다가 외피의 경도는 자동 용접중에 직경이 0.8mm로부터 4mm로 변하는 용접와이어의 양호한 공급효율을 보장하고 제조중에 와이어의 파단을 방지하기 위해 각 플럭스 충전 와이어의 충전비(packing ratio)와 기타 사항을 충족시키도록 조절해야 한다. 따라서 가열할 와이어의 직경은 와이어를 연화 풀림 후 드로잉할 때 발생하는 외피의 가공경화를 고려하여 결정해야 한다. 두가지 다른 목적, 즉 탈수소화와 외피의 연화를 이루기 위해 단일가열을 그 자체로서 적용해 왔다. 또한 상용되고 있는 벨 및 터널 노는 충분히 만족스럽지 못한데 벨 노는 생산성이 낮고 터널 노는 열효율이 낮으며 터널노의 구조와 유효수명은 800℃보다 높은 온도에서의 사용을 허용하지 않으며 또 이들은 설비에 큰 공간을 필요로 하기 때문이다.In addition, the hardness of the sheath meets the packing ratio of each flux-filled wire and others to ensure good supply efficiency of the welding wire with a diameter of 0.8 mm to 4 mm during automatic welding and to prevent wire breakage during manufacturing. It should be adjusted to make it work. Therefore, the diameter of the wire to be heated should be determined in consideration of the work hardening of the outer skin which occurs when drawing the wire after softening. Single heating has been applied by itself to achieve two different purposes: dehydrogenation and softening of the shell. In addition, commercially available bell and tunnel furnaces are not satisfactory enough; bell furnaces are low in productivity and low in thermal efficiency in tunnel furnaces, and the structure and effective life of tunnel furnaces do not permit use at temperatures above 800 ° C. Because it is necessary.

자동용접이 대중화됨에 따라 솔리드 와이어, 즉 플럭스 충전 와이어의 사용도 또한 증가하였는데, 이어 붙인 외피를 갖는 플럭스 충전 와이어가 주류를 이루고 있다. 이러한 와이어는 용착 금속 100g당 약 7ml의 확산성 수소를 발생시키기 때문에 고강도 강의 용접이나 큰 구속력을 받는 강 구조물에서는 수소유발 균열을 형성하는 바람직하지 않은 경향이 있다. 다량의 수소를 함유하는 용접 와이어도 역시 프라이머 피복된 강판을 용접하는데 사용할 경우 가스 홈, 피트 및 기타의 용접 결함을 형성하는 경향이 있다.The use of solid wires, ie flux filling wires, has also increased as auto welding has become popular, with flux filling wires having bonded sheaths becoming mainstream. Since these wires generate about 7 ml of diffusible hydrogen per 100 g of deposited metal, they tend to be undesirable in high strength steel welding or in formation of hydrogen constrained cracks. Welding wires containing large amounts of hydrogen also tend to form gas grooves, pits and other welding defects when used to weld primer coated steel sheets.

이어 붙인 외피를 갖는 저수소 용접 와이어를 제조하기 어려운 이유는 다음과 같다. 즉 (1)충전된 플럭스가 점착성의 수분을 함유하고 있고, (2)500℃이상으로 가열하지 않으면 충전된 플럭스에 함유된 몇몇 광물로부터 결정수를 제거할 수없고, (3)충전된 플럭스에 함유된 몇몇 금속 분말은 300℃이상으로 가열하지 않으면 제거할 수 없는 수소를 함유하고 있고, (4)고온으로 가열할 경우 외피의 이음매를 통해 들어간 산소가 산화를 촉진시킴으로써 충전된 플럭스의 품질 열화를 야기하고, (5)외피의 이음매를 통한 습윤화가 저수소 플럭스 충전 용접 와이어의 제조를 불가능하게 하기 때문이다.The reason why it is difficult to manufacture a low-hydrogen welding wire having an enclosed sheath is as follows. That is, (1) the filled flux contains sticky water, (2) it is not possible to remove the crystal water from some minerals contained in the charged flux unless it is heated above 500 ° C, and (3) Some metal powders contain hydrogen which cannot be removed without heating above 300 ° C. (4) When heated to high temperature, oxygen entering through the seam of the shell promotes oxidation, thereby reducing the quality of the charged flux. And (5) wetting through the seam of the sheath, making the production of low hydrogen flux filled welding wire impossible.

따라서 저수소 플럭스 충전 용접 와이어의 제조를 가능하게 하기 위해 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어가 개발되었다. 이러한 유형의 저수소 플럭스 충전 용접 와이어는 강관에 플럭스를 충전하여 제조한다. 충전된 관은 탈수소화를 위해 600 내지 800℃의 온도로 가열한다. 충전된 플럭스중의 물은 이하에 나타낸 화학반응에 의해 원자 수소로 바뀌어 외피를 통해 확산된다.Thus, seamless flux filled welding wires have been developed to enable the production of low hydrogen flux filled welding wires. This type of low hydrogen flux filled welding wire is made by filling the steel pipe with flux. The packed tube is heated to a temperature of 600 to 800 ° C. for dehydrogenation. Water in the charged flux is converted into atomic hydrogen by the chemical reaction shown below and diffuses through the shell.

Me + H2O → MeO + H2 Me + H 2 O → MeO + H 2

상기 식에서 Me는 플럭스 및 외피 내벽중의 탈산소제와 기타 금속성분이고, H2O는 충전된 플럭스중의 물이다.In the above formula, Me is the deoxidizer and other metal components in the flux and the shell inner wall, and H 2 O is water in the charged flux.

물과 기타의 수소(잠재적 수소)원을 줄이기 위해서는 와이어를 고온으로 가열해야 한다. 한편 와이어의 양호한 공급을 이루기 위해서는 외피 연화 풀림 조건을 적절히 조절해야 한다. 그러나 단일 가열에 의한 종래방법은 만족할 정도로 탈수소화된 플럭스와 만족할 정도로 연화된 외피를 갖는 용접 와이어를 제공하지 않는다. 보다 강한 탈수소화의 적용은 와이어의 크기에 따라 용접중에 용접 와이어의 공급을 저해할 수 있는 외피의 과다연화를 초래한다. 적당한 경도의 외피를 갖는와이어에 다소 낮은 온도에서 연화 풀림을 적용하면 불충분한 탈수소화가 초래되고 확산성 수소량이 증가되고 균열에 대한 용접 금속의 저항이 감소된다. 이 종래의 가열공정은 수소 함유량이 적은 용접 와이어와 보다 높은 와이어 공급 속도에 대한 증가하는 요구를 충족시키지 못한다.To reduce water and other sources of hydrogen (potential hydrogen), the wires must be heated to high temperatures. On the other hand, in order to achieve a good supply of wire, it is necessary to properly adjust the condition of softening of the skin. However, the conventional method by single heating does not provide a welding wire with satisfactory dehydrogenated flux and satisfactorily softened skin. The application of stronger dehydrogenation results in excessive softening of the shell which, depending on the size of the wire, can impede the supply of the welding wire during welding. Softening annealing at rather low temperatures to wires of moderate hardness may result in insufficient dehydrogenation, increased diffusive hydrogen content and reduced resistance of the weld metal to cracking. This conventional heating process does not meet the growing demand for weld wires with lower hydrogen content and higher wire feed rates.

도 1은 본 발명에 따른 링 변압기를 통과한 와이어에 적용된 직접전기가열의 원리를 예시하는 도이고,1 is a diagram illustrating the principle of direct electric heating applied to a wire passed through a ring transformer according to the present invention,

도 2는 연화 풀림 후 직경이 8 내지 15mm인 와이어의 외피(outer skin)경도 조절영역과 외피 경도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,Figure 2 is a graph showing the relationship between the outer skin hardness control area and the outer hardness of the wire of diameter 8 to 15mm after softening,

도 3은 연화 풀림 후 직경이 2 내지 7mm인 와이어의 외피 경도 조절영역과 외피 경도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,3 is a graph showing the relationship between the skin hardness control area and the skin hardness of the wire having a diameter of 2 to 7 mm after softening loosening,

도 4는 직접 전기 가열과 터널노내 가열의 조합에 있어서 가열시간과 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,4 is a graph showing the relationship between heating time and temperature in the combination of direct electric heating and tunnel furnace heating;

도 5는 연속터널노내 가열에 있어서 가열시간과 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,5 is a graph showing the relationship between heating time and temperature in heating in a continuous tunnel furnace;

도 6은 수평자세 및 필릿 용접에 있어서 확산성 수소량과 수소유발 균열발생률과의 관계를 나타내는 그래프도이고,6 is a graph showing the relationship between the amount of diffusible hydrogen and the hydrogen-induced crack incidence in horizontal posture and fillet welding,

도 7은 확산성 수소량과 형성된 피트수와 가스홈 발생률과의 관계를 나타내는 그래프도이고,7 is a graph showing the relationship between the amount of diffusible hydrogen, the number of feet formed and the gas groove generation rate;

도 8은 실시예 1에 있어서 가열시간과 플럭스 충전 와이어(flux-cored wire)의 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,8 is a graph showing the relationship between the heating time and the shell temperature and the flux temperature of the flux-cored wire in Example 1,

도 9는 실시예 2에 있어서 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,FIG. 9 is a graph showing the relationship between the heating time and the shell temperature and the flux temperature of the flux filling wire in Example 2,

도 10은 실시예 3에 있어서 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타내는 그래프도이고,FIG. 10 is a graph showing the relationship between the heating time and the shell temperature and the flux temperature of the flux filling wire in Example 3,

도 11은 실시예 3에 있어서 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타내는 또 다른 그래프도이고,FIG. 11 is another graph showing the relationship between the heating time and the shell temperature and the flux temperature of the flux filling wire in Example 3,

도 12는 각 실시예에 있어서 가열시간과 확산성 수소량과의 관계를 나타내는 그래프도이다.12 is a graph showing the relationship between the heating time and the amount of diffusible hydrogen in each example.

상기한 문제를 해결하기 위해 본 발명자들은 종래의 단일 가열 대신에 탈수소화 가열 및 외피 연화 가열의 두가지 공정에서 최적 가열을 적용함으로써 보다 강한 탈수소화를 가능하게 하고 최적 와이어 공급속도를 제공하는 용접와이어의 새로운 제조방법을 제공한다. 본 발명의 주요 특징은 다음과 같다.In order to solve the above problems, the present inventors apply the optimum heating in two processes, dehydrogenation heating and skin softening heating, instead of the conventional single heating, which enables stronger dehydrogenation and provides an optimum wire feed rate. Provide a new manufacturing method. The main features of the present invention are as follows.

(1)고온 가열에 의한 탈수소화로 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 채워지고 8 내지 15mm의 직경을 갖는 금속관인 직선 와이어를, 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이 두쌍의 롤 전극 사이에 배치된 링 변압기내 개구에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도에서 직접 전기 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지는 방법. 이렇게하여 얻어진 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어로 만들어진 용접은 용착 금속 100g중에 5ml이하의 확산성 수소를 함유한다.(1) A method of producing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by high temperature heating, wherein a straight wire, which is a metal tube filled with flux and having a diameter of 8 to 15 mm, is spaced at a distance of 2 to 5 m along a wire moving path. Direct electrical heating at temperatures between 620 and 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes apart and openings in ring transformers disposed between the two pairs of roll electrodes, heating the heated wire below 250 kcal / m 2 h ° C. Cooling to 500 ° C or less with a heat transfer coefficient of, and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm. The welding made from the seamless flux filled welding wire thus obtained contains less than 5 ml of diffusible hydrogen in 100 g of deposited metal.

(2)고온 가열에 의한 탈수소화로 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 채워지고 8 내지 15mm의 직경을 갖는 금속관인 직선 와이어를 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이 두쌍의 롤 전극 사이에 배치된 링 변압기내 개구에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도에서 직접 전기 가열하는 단계, 예열된 와이어를 가스 또는 전기가열 노내에서 600 내지 800℃의 온도로 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지는 방법. 이렇게하여 얻어진 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어로 만들어진 용접은 용착 금속 100g중에 5ml이하의 확산성 수소를 함유한다.(2) A method for producing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by high temperature heating, wherein a straight wire, which is a metal tube filled with flux and has a diameter of 8 to 15 mm, is dropped at intervals of 2 to 5 m along a wire movement path. Direct electric heating at a temperature of 620 to 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes and openings in a ring transformer disposed between the two pairs of roll electrodes, the preheated wire being 600 in a gas or electric heating furnace. Heating to a temperature of from 800 ° C. to 800 ° C., cooling the heated wire to 500 ° C. or less with a heat transfer coefficient of 250 kcal / m 2 h ° C. or less, and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm. The welding made from the seamless flux filled welding wire thus obtained contains less than 5 ml of diffusible hydrogen in 100 g of deposited metal.

(3)고온 가열에 의한 탈수소화로 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 채워지고 8 내지 15mm의 직경을 갖는 금속관인 직선 와이어를 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이 두쌍의 롤 전극 사이에 배치된 링 변압기내 개구에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도에서 직접 전기 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하로 냉각하는 단계, 냉각된 와이어를 2 내지 7mm의 직경으로 드로잉하는 단계, 드로잉된 와이어를 가스 또는 전기 가열 노내에서 600 내지 800℃의 온도로 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지는 방법. 이렇게하여 얻어진 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어로 만들어진 용접은 용착 금속 100g중에 3ml이하의 확산성 수소를 함유한다.(3) A method of manufacturing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by high temperature heating, wherein a straight wire, which is a metal tube filled with flux and having a diameter of 8 to 15 mm, is dropped at intervals of 2 to 5 m along a wire moving path. Direct electrical heating at temperatures between 620 and 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes and an opening in a ring transformer disposed between the two pairs of roll electrodes, the heated wire being 250 kcal / m 2 h Cooling to below 500 ° C. with a heat transfer coefficient, drawing the cooled wire to a diameter of 2 to 7 mm, heating the drawn wire to a temperature of 600 to 800 ° C. in a gas or electric heating furnace, heating the heated wire A room consisting of cooling to 500 ° C or less with a heat transfer coefficient of 250 kcal / m 2 h ° C or less, and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm. . The welding made of the seamless flux filled welding wire thus obtained contains less than 3 ml of diffusible hydrogen in 100 g of deposited metal.

상기한 본 발명에 따른 방법으로 플럭스를 탈수소화하고 외피를 연화한 후 직경 8 내지 15mm의 와이어를 간단히 드로잉함으로써 직경 0.8 내지 4mm의 플럭스 충전 용접 와이어를 제조할 수 있다. 직경 8 내지 15mm의 이음매 없는 플럭스 충전 직선 와이어를 스파크를 일으키지 않고 인라인 연속 공정으로 직접 전기 가열하고 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하로 냉각함으로써 용착 금속 100g당 5ml이하의 확산성 수소를 함유하는 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 얻을 수 있다. 다음에 직경 8 내지 12mm의 탈수소화된 와이어는 180 내지 250Hv의 비커즈 경도로 조절된 외피 경도를 갖는 직경 2 내지 4mm의 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어로 드로잉한다. 와이어 직경이 약 8 내지 10mm로 한정될 때는 200 내지 250Hv의 비커즈 경도로 조절된 외피경도를 갖는 직경 0.8 내지 1.6mm의 이음매 없는 플럭스 충전 와이어를 얻을 수 있다. 또한 열처리할 원와이어의 직경 및 완성된 용접 와이어의 경도는 원관을 제조할 강 조각의 화학 조성에 따라 넓은 범위내에서 선택할 수 있다.Flux-filled welding wires of 0.8 to 4 mm in diameter can be produced by simply drawing wires of 8 to 15 mm in diameter after dehydrogenating the flux and softening the shell by the method according to the invention described above. Seamless flux-filled straight wire with a diameter of 8 to 15 mm is directly heated in an in-line continuous process without sparking, and the heated wire is cooled to 500 ° C or less with a heat transfer coefficient of 250 kcal / m²h ° C or less to 5 ml or less per 100 g of deposited metal. A seamless flux-filled welding wire containing diffusible hydrogen of can be obtained. The dehydrogenated wire of 8 to 12 mm in diameter is then drawn into a seamless flux filled welding wire of 2 to 4 mm in diameter with an envelope hardness adjusted to a beaker hardness of 180 to 250 Hv. When the wire diameter is limited to about 8 to 10 mm, a seamless flux filled wire having a diameter of 0.8 to 1.6 mm can be obtained having an outer sheath hardness adjusted to a beaker hardness of 200 to 250 Hv. In addition, the diameter of the one-wire to be heat-treated and the hardness of the finished welding wire can be selected within a wide range depending on the chemical composition of the steel piece to be manufactured.

초저수소 용접 와이어는 직경 8 내지 15mm의 원와이어와 직경 2 내지 7mm의 드로잉된 와이어에 탈수소화 및 외피 연화 열처리를 적용하여 제조할 수 있다. 먼저 직경이 8 내지 15mm인 원와이어는 직접 전기가열로 탈수소화한다. 다음에 직경 2 내지 7mm로 드로잉된 와이어는 외피 연화 및 탈수소화를 위해 연속 가스 또는 전기가열노에서 가열한다. 이와같이하여 얻어진 제품은 150 내지 250Hv의 비커즈 경도로 조절된 외피 경도를 갖는, 용착 금속 100g당 3ml이하의 확산성 수소를 함유하는 초저수소 플럭스 충전 용접 와이어이다.Ultra low hydrogen welding wires can be produced by applying dehydrogenation and skin softening heat treatment to drawn wires with a diameter of 8 to 15 mm and drawn wires with a diameter of 2 to 7 mm. First, the one-wire diameter of 8 to 15 mm is dehydrogenated by direct electric heating. The wire drawn to a diameter of 2 to 7 mm is then heated in a continuous gas or electric heating furnace for skin softening and dehydrogenation. The product thus obtained is an ultra low hydrogen flux-filled welding wire containing up to 3 ml of diffusible hydrogen per 100 g of deposited metal, with an outer skin hardness adjusted to a beaker hardness of 150 to 250 Hv.

본 발명에 따른 방법은 충전된 플럭스를 예비베이킹할 필요를 배제한다. 다량의 물을 함유하는 플럭스이더라도 예비베이킹이나 다른 강렬한 건조를 요하지 않는다. 직경 8 내지 15mm의 원관에 적용되는 탈수소화와 직경 2 내지 7mm로 드로잉된 관에 대한 추가의 탈수소화로 그러한 예비베이킹이나 강렬한 건조 없이 용착 금속 100g당 3ml이하의 확산성 수소를 함유하는 초저수소 플럭스 충전 용접 와이어를 얻을 수 있다.The method according to the invention eliminates the need to prebak the filled flux. Fluxes containing large amounts of water do not require prebaking or other intense drying. Dehydrogenation applied to tubes with a diameter of 8 to 15 mm and further dehydrogenation to tubes drawn with a diameter of 2 to 7 mm, with very low hydrogen flux containing less than 3 ml of diffusive hydrogen per 100 g of deposited metal without such prebaking or intense drying. Filling welding wire can be obtained.

본 발명의 방법은 또한 결정수 또는 수소를 함유하는 플럭스 재료를 조절할 때 통상 경험하는 불편함을 배제한다. 직경 8 내지 15mm의 와이어에 적용되는 최대 1100℃의 온도에서의 탈수소화와 직경 2 내지 7mm로 드로잉된 와이어에 대한 후속 탈수소화의 조합으로 충전된 플럭스에 함유된 결정수 또는 수소를 조절하지 않고도 용착 금속 100g당 3ml이하의 확산성 수소를 함유하는 초저수소 플럭스 충전 용접 와이어를 제조할 수 있다.The process of the present invention also eliminates the inconvenience typically experienced when adjusting flux materials containing crystalline water or hydrogen. The combination of dehydrogenation at temperatures up to 1100 ° C. applied to wires of 8 to 15 mm in diameter and subsequent dehydrogenation to wires drawn to 2 to 7 mm in diameter, without deposition of crystal water or hydrogen contained in the charged flux Ultra low hydrogen flux-filled welding wires containing up to 3 ml of diffusible hydrogen per 100 g of metal can be prepared.

또한 독립된 단계에서 탈수소화 가열 및 외피 연화 가열을 적용함으로써 각 가열에 대한 최적 조건을 선택할 수 있다. 독립된 단계에서 탈수소화 및 외피 연화에 대해 최적가열을 적용하는 것은 증가된 탈수소화를 보장하고 용접 동안 가요성 도관이 심하게 휜 상태에서도 안정한 와이어 공급을 보장한다. 상기에서 명백한 바와같이 본 발명에 따른 방법은 많은 산업상의 이점을 제공한다.The optimum conditions for each heating can also be selected by applying dehydrogenation heating and skin softening heating in separate steps. Applying optimal heating to dehydrogenation and skin softening in separate stages ensures increased dehydrogenation and ensures a stable wire supply even with severely ductile flexible conduits during welding. As is apparent from the above, the method according to the invention provides a number of industrial advantages.

이제 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 링 변압기를 통과한 와이어의 직접전기가열의 원리를 예시한다. 도 1에 도시된 바와같이 한쌍의 롤 전극 유니트(2 및 3)가 소정 간격을 두고 배치되며 롤 유니트(2 및 3)를 구성하는 마주하는 롤 전극(2a 및 2b)과 롤전극(3a 및 3b)사이에 와이어(1)가 유지된다. 주행와이어(1)는 쌍 롤 전극(2a 및 2b)및 롤 전극(3a 및 3b)의 원주면과 접촉을 유지하면서 앞으로 이동한다.1 illustrates the principle of direct electric heating of a wire through a ring transformer according to the invention. As shown in FIG. 1, a pair of roll electrode units 2 and 3 are arranged at predetermined intervals and face roll electrodes 2a and 2b and roll electrodes 3a and 3b constituting roll units 2 and 3. The wire 1 is held in between. The traveling wire 1 moves forward while maintaining contact with the circumferential surfaces of the pair roll electrodes 2a and 2b and the roll electrodes 3a and 3b.

링 변압기(4)는 와이어가 링 변압기내의 개구를 통과하도록 쌍 롤 전극유니트(2 및 3) 사이에 동심적으로 배치된다. 이 변압기는 예를 들면 원하는 두께로 층을 이룬, 자기 경로를 형성하는데 이상적인 특성을 갖는 전기 강의, 속이 빈 정방형 시트들로 구성된 철심으로 이루어지고 그 중앙에 빈 정방형 개구가 형성되어 있다. 변압기(4)는 인접하는 것들로부터 90˚떨어져 위치된 네개의 면 각각에 감긴 긴 와이어의 1차 코일(5)을 갖는다. 1차 코일(5)의 양 단부는 전원(E)에 접속된다. 롤 전극(2 및 3)은 전도성 부재(6)에 의해 전기적으로 접속된다. 전도성 부재(6)의 접속 단부는 슬라이더(7)를 통해 롤 전극과 접촉한 상태로 미끄러지듯 유지된다.The ring transformer 4 is arranged concentrically between the pair roll electrode units 2 and 3 so that the wire passes through the opening in the ring transformer. The transformer consists of an iron core consisting of hollow square sheets of electrical steel, for example layered to the desired thickness, with the ideal properties of forming a magnetic path, with an empty square opening formed in the center thereof. The transformer 4 has a primary coil 5 of elongated wire wound on each of the four faces located 90 ° away from the adjacent ones. Both ends of the primary coil 5 are connected to the power source E. The roll electrodes 2 and 3 are electrically connected by the conductive member 6. The connecting end of the conductive member 6 is kept slidingly in contact with the roll electrode via the slider 7.

전도성 부재(6)의 단면적과 재료를 원하는대로 선택할 수 있으므로 전도성 부재의 전기저항 R2에 대한 가열된 와이어의 전기저항 R2의 비를 R1≫R2로 유지하기가 쉽다. 전류는 회로를 신속히 통과하여 와이어를 1100℃정도의 고온으로 효과적으로 가열한다. 스파크 발생률이 낮으면서도 전력효율은 고주파수 유도 가열에서의 약 50 퍼센트와 대비할때 90 내지 95퍼센트 정도로 높다. 두번째 면의 임피던스가 첫번째 면의 것보다 낮게 유지될 수 있기 때문에 전압 변화가 작다. 공급된 전력의전압이 제 1 및 제 2전극 유니트 사이에서 와이어 가열을 위해 소모되어 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트는 실질적으로 동일한 전기 전위를 갖는다. 따라서 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트가 접지될 수 있기 때문에 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트 사이에서 밖으로 전류가 누출되지 않는다. 게다가 2 내지 5m 이하의 간격으로 떨어진 롤 전극 유니트는 가열 장치의 작고 경제적인 구성에 도움이 된다.Since the cross-sectional area and the material of the conductive member 6 can be selected as desired, it is easy to maintain the ratio of the electrical resistance R 2 of the heated wire to the electrical resistance R 2 of the conductive member as R 1 »R 2 . The current quickly passes through the circuit, effectively heating the wire to a high temperature of around 1100 ° C. Despite the low spark incidence, power efficiency is as high as 90 to 95 percent compared to about 50 percent in high frequency induction heating. The voltage change is small because the impedance of the second side can be kept lower than that of the first side. The voltage of the supplied electric power is consumed for wire heating between the first and second electrode units so that the first and second roll electrode units have substantially the same electrical potential. Therefore, no current leaks out between the first and second roll electrode units because the first and second roll electrode units can be grounded. In addition, roll electrode units spaced apart at intervals of 2 to 5 m or less assist in the compact and economical construction of the heating device.

최적 탈수소화와 외피연화를 동시에 또는 독립적으로 이루기 위해 링 변압기를 통한 이러한 급속한 직접 전기가열을 적용할 수 있다. 독립된 공정에서는 확산성 수소의 양을 줄이기 위해 초기 단계에서 620 내지 1100℃로의 탈수소화 가열을 행한다. 이후의 단계에서 행해지는 600 내지 800℃로의 외피 연화 가열은 외피의 경도를 조절한다(공급 속도를 개선하고 와이어의 파단을 방지하기 위해). 초기 단계에서의 탈수소화가 보다 천천히 이동하는 대직경 와이어에 대해 행해진다면 후속 드로잉 및 표면처리가 원하는 제품을 얻는데 충분할 것이다. 그러므로 탈수소화를 직경 8 내지 15mm의 대직경 와이어에 적용하는 것이 바람직하다.This rapid direct heating via a ring transformer can be applied to achieve optimum dehydrogenation and skin softening simultaneously or independently. In a separate process, dehydrogenation heating to 620-1100 ° C. is carried out at an initial stage to reduce the amount of diffusible hydrogen. Skin softening heating to 600 to 800 ° C., which is done in a later step, controls the hardness of the skin (to improve feed rate and prevent breakage of the wire). If dehydrogenation at an early stage is done for larger diameter wires moving more slowly, subsequent drawing and surface treatment will be sufficient to obtain the desired product. It is therefore desirable to apply dehydrogenation to large diameter wires with a diameter of 8 to 15 mm.

더 두꺼운 것보다 더 천천히 이동하는 8 내지 15mm의 대직경 와이어에 대해 초기 단계에서 탈수소화를 행하면, 후속 드로잉 이외의 어떤 다른 공정을 필요로 하지 않고도 5ml이하의 확산성 수소를 함유하는 용접 와이어를 얻을 수 있다. 비본드 플럭스보다 물을 더 많이 함유하는 본드 플럭스를 이용한 초저수소 용접 와이어의 제조는 비효과적인데 예비베이킹이나 다른 강렬한 건조를 적용하여 과잉의 물을 감소시켜야 하기 때문이다. 대조적으로 직경 8 내지 15mm의 대직경 와이어에 대한 탈수소화와, 주로 외피의 연화를 의도하는 것이지만 약간의 추가 탈수소화를 이루는 직경 2 내지 7mm의 축소된 와이어에 대한 후속 가열의 조합은 단지 약간 건조된 본드 플럭스로부터 3ml이하의 확산성 수소를 함유하는 초저수소 용접 와이어를 연속적이고 효과적으로 제조할 수 있게 한다.Dehydrogenation at an early stage for large diameter wires of 8 to 15 mm moving more slowly than thicker ones yields a welding wire containing less than 5 ml of diffusible hydrogen without requiring any other process than subsequent drawing. Can be. The manufacture of ultra low hydrogen welding wires using bond fluxes containing more water than nonbond fluxes is ineffective because prebaking or other intense drying must be applied to reduce excess water. In contrast, the combination of dehydrogenation for large diameter wires with a diameter of 8 to 15 mm and subsequent heating for reduced wires with a diameter of 2 to 7 mm, which is intended primarily to soften the sheath but with some further dehydrogenation, is only slightly dried. It is possible to continuously and effectively produce ultra low hydrogen welding wires containing up to 3 ml of diffusible hydrogen from bond flux.

도 2는 연화 풀림 후 직경이 8 내지 15mm인 와이어의 외피 경도와 외피 경도 조절영역과의 관계를 나타내고, 도 3은 가열 후 직경 2 내지 7mm로 드로잉된 와이어의 외피경도와 연화 가열후의 외피경도 조절영역과의 관계를 나타낸다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와같이 직경 8 내지 15mm의 와이어와 직경 2 내지 7mm의 와이어는 안정 공급 영역이 다르다. 와이어 공급기와 용접지점은 수미터 또는 수십미터 떨어져 있게 되며 가요성 도관에 의해 연결된다. 한정된 공간에서 휜 배선을 용접할 때와 같이 작업 부위의 조건을 충족시키기 위해 가요성 도관을 강제로 휠 때는 가요성 도관의 내벽과 통과 와이어 사이에 생기는 큰 저항이 와이어 공급을 불안정하게 한다.Figure 2 shows the relationship between the skin hardness of the wire having a diameter of 8 to 15mm after the softening and the skin hardness control region, Figure 3 shows the hardness of the wire drawn to a diameter of 2 to 7mm after heating and the hardness of the skin after softening heating Represents a relationship with an area. As shown in Figs. 2 and 3, the wire having a diameter of 8 to 15 mm and the wire having a diameter of 2 to 7 mm differ from the stable supply region. The wire feeder and the welding point are several meters or tens of meters apart and are connected by flexible conduits. When forcing flexible flexible conduits to meet working site conditions, such as when welding wires in confined spaces, the large resistance between the inner wall of the flexible conduit and the passing wires destabilizes the wire supply.

저항 레벨은 가요성 도관의 휨 상태 및 와이어 직경에 따라 변하기 때문에, 작업 부위의 조건을 충족시키는 적당한 외피 경도를 갖는 와이어를 제조해야 한다. 도 3에 도시된 바와같이 충전비가 증가함에 따라 외피 경도는 감소한다. 외피 경도가 250Hv를 초과하는 와이어는 부서지기 쉬워 그 단부를 스풀에 감기 어렵게 한다. 이것이 휨 파단 한계이다. 한편 외피 경도가 150Hv이하인 와이어는 공급 롤러와 가요성 도관 사이 또는 전원 팁의 입구 단부에서 좌굴되어 원활한 공급을 저해한다. 이것이 좌굴 한계이다. 그러므로 안정 공급 영역은 외피 경도가 250Hv의 휨 파단 한계와 150Hv의 좌굴 한계 사이에 유지될 때 얻어진다.Since the resistance level varies with the flexural state of the flexible conduit and the wire diameter, it is necessary to produce a wire with a suitable sheath hardness that meets the conditions of the work site. As shown in FIG. 3, the skin hardness decreases as the filling ratio increases. Wires whose shell hardness exceeds 250 Hv are brittle and make their ends hard to wind on spools. This is the bending fracture limit. On the other hand, wires with a sheath hardness of 150 Hv or less are buckled between the feed roller and the flexible conduit or at the inlet end of the power tip to hinder smooth feeding. This is the buckling limit. Therefore, a stable supply region is obtained when the skin hardness is maintained between the bending breaking limit of 250 Hv and the buckling limit of 150 Hv.

도 4는 직접 전기 가열과 터널 노내 가열을 조합한 공정에서의 가열시간과 온도와의 관계를 나타낸다. 도시된 바와같이 직접전기가열은 외피온도를 800℃로 급속히 상승시킨다. 그 다음 외피의 내면과 접촉하는 플럭스 부분의 온도는 400℃로, 그리고 플럭스온도곡선 A를 따라 더욱 상승한다. 플럭스를 통한 열전도로 플럭스 중심부의 온도는 약간의 시간 간격을 두고 플럭스온도곡선 B를 따라 상승하여 약 5분내에 외피온도와 실질적으로 동일한 레벨에 이른다. 도 5는 연속 터널 노를 사용한 가열공정에서의 가열시간과 온도와의 관계를 나타낸다. 도 4에 도시된 경우와는 달리 외피경도는 2 내지 3분내에 800℃로 점진적으로 상승한다. 플럭스 온도도 또한 약 8분 내에 800℃로 서서히 상승한다. 상기로부터 명백한 바와같이 직접전기 가열로 고온으로의 급속 가열, 몇가지 공정의 직접 연결에 의한 인라인 연속가열 및 대직경 또는 두꺼운 외피를 갖는 와이어의 가열을 높은 열효율로 가열하 할 수 있게 된다.Fig. 4 shows the relationship between heating time and temperature in a process combining direct electric heating and tunnel furnace heating. As shown, direct electric heating rapidly increases the shell temperature to 800 ° C. The temperature of the flux portion in contact with the inner surface of the shell then rises further to 400 ° C. and along the flux temperature curve A. With heat conduction through the flux, the temperature in the center of the flux rises along the flux temperature curve B at some time interval, reaching a level substantially equal to the skin temperature within about 5 minutes. 5 shows the relationship between the heating time and the temperature in the heating step using the continuous tunnel furnace. Unlike the case shown in FIG. 4, the envelope hardness gradually rises to 800 ° C. within 2 to 3 minutes. The flux temperature also slowly rises to 800 ° C. in about 8 minutes. As is apparent from the above, direct electric heating enables rapid heating to high temperatures, in-line continuous heating by direct connection of several processes, and heating of wires having large diameters or thick sheaths with high thermal efficiency.

도 6은 수평 필릿 용접에 있어서 확산성 수소량과 수소유발 균열과의 관계를 나타낸다. 즉 이 도면은 용착 금속 100g에 함유된 확산성 수소량과 용접금속의 인장강도와의 관계를 나타낸다. 확산성수소 함유량이 5ml일때 용접 금속의 인장강도가 60kgf/㎟로 갑자기 떨어진다. 그 함유량이 7ml를 초과할 때는 인장강도가 50kgf/㎟로 떨어지며 수소유발 파단의 가능성이 증가한다. 따라서 용착 금속 100g중의 확산성 수소 함유량을 5ml아래로 유지하는 것이 바람직하다.6 shows the relationship between the amount of diffusible hydrogen and the hydrogen-induced crack in horizontal fillet welding. That is, this figure shows the relationship between the amount of diffusible hydrogen contained in 100 g of the weld metal and the tensile strength of the weld metal. When the diffusible hydrogen content is 5 ml, the tensile strength of the weld metal drops suddenly to 60 kgf / mm 2. When the content exceeds 7 ml, the tensile strength drops to 50 kgf / mm 2 and the possibility of hydrogen induced fracture increases. Therefore, it is preferable to keep the diffusible hydrogen content in 100 g of the weld metal below 5 ml.

도 7은 확산성 수소량과 형성된 피트 수와 가스홈 발생률과의 관계(즉 프라이머 프루프 특성)를 나타낸다. 도 7에서 용착 금속은 20㎛ 두께의 무기 아연 프라이머로 피복된 강판에 수평 필릿 용접을 적용하여 얻어진 금속이고, 확산성 수소량은 용착 금속 100g중의 함유량이고, 피트 수 및 가스 홈 발생률은 50㎝길이 용접 비드에서의 값이다. 도 7에 도시된 바와같이 피트수 및 가스 홈 발생률은 확산성 수소 함유량이 10ml를 초과할때 갑자기 증가하는 경향이 있다. 따라서 양호한 프라이머 프루프 특성을 유지하기 위해서는 확산성 수소 함유량을 10ml이하로 유지하는 것이 필요하다. 도 6에 도시된 수소유발 균열에 대한 저항과 도 7에 도시된 프라이머 프루프 특성을 고려할 때 확산성 수소 함유량을 적어도 7ml이하, 바람직하게는 5ml이하로 유지하는 것이 필요하다. 본 발명에 따른 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어에 대한 바람직한 플럭스 충전비는 10 내지 26퍼센트이다.Fig. 7 shows the relationship between the amount of diffusible hydrogen, the number of pits formed and the gas groove generation rate (i.e., primer proof characteristics). In FIG. 7, the weld metal is a metal obtained by applying horizontal fillet welding to a steel plate coated with an inorganic zinc primer having a thickness of 20 μm, the amount of diffusible hydrogen is the content in 100 g of the weld metal, and the number of feet and the gas groove generation rate are 50 cm long. The value at the weld bead. As shown in FIG. 7, the footage and gas groove incidence tend to increase suddenly when the diffusible hydrogen content exceeds 10 ml. Therefore, in order to maintain good primer proof properties, it is necessary to maintain the diffusive hydrogen content below 10 ml. Considering the resistance to hydrogen-induced cracking shown in FIG. 6 and the primer proof properties shown in FIG. 7, it is necessary to maintain the diffusive hydrogen content at least 7 ml, preferably at most 5 ml. The preferred flux fill ratio for the seamless flux fill welding wire according to the invention is 10 to 26 percent.

(실시예)(Example)

실시예 1Example 1

JIS Z 3313 YFW-C50DR에 따라 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어에 대해 내부 캐비티의 15퍼센트(중량으로)까지 플럭스로 채운 21mm직경의 원 와이어에 드로잉을 실시하여 직경을 10mm로 줄여 내부 캐비티가 100퍼센트 이상(벌크 밀도로)플럭스로 채워지도록 한다. 탈수소화를 행하기 위해 10mm직경의 와이어를 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트 사이에 배치된 링 변압기에 분당 20m의 속도로 통과시켜 초당 72℃의 속도로 1080℃로 직접 전기 가열하였다. 도 8은 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 보다 구체적으로 도 8은 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 및 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 전기 가열 직후에 외피온도는 1080℃로 급속히 상승하였고 외피의 내면과 접촉하는 플럭스 부분의 온도는 300℃로, 그리고 플럭스 온도 곡선 A를 따라 더욱 상승하였다. 플럭스를 통한 열전도로 플럭스 중심부의 온도는 도 8에 도시된 바와같이 약간의 시간 간격을 두고 플럭스 온도곡선 B를 따라 상승하여 1분내에 약 950℃에 이르렀다. 가열된 와이어를 4분동안 50kcal/㎡h℃의 열전달계수로 공기건조시킨 다음 초당 2.4℃의 속도로 조절된 급속냉각에 의해 500℃이하로 수냉각하였다. 그다음 와이어에 드로잉 및 표면처리공정을 실시하여 직경 2.4mm의 완성된 와이어를 얻었다. 이와 같이 얻어진 2.4mm직경의 와이어를 42볼트에서 550암페어의 전류, 분당 35cm의 용접속도, 30mm의 와이어 신장 및 분당 30리터의 이산화탄소 방출로 용접하는데 사용하였다. 가스크로마토그래피로 측정한 용착금속 100g당의 확산성 수소 함유량은 4.2ml였다.According to JIS Z 3313 YFW-C50DR, drawing is performed on a 21 mm diameter circle wire filled with flux up to 15 percent (by weight) of the seamless flux-filled welding wire, reducing the diameter to 10 mm and reducing the internal cavity to more than 100 percent. Make sure to fill the flux (by bulk density). To dehydrogenate, a wire of 10 mm diameter is passed through a ring transformer placed between the first and second roll electrode units at a distance of 5 m at a speed of 20 m per minute and directly heated to 1080 ° C. at a speed of 72 ° C. per second. It was. 8 shows the relationship between the shell temperature and the flux temperature. More specifically, Figure 8 shows the relationship between the heating time and the sheath and flux temperature of the flux filling wire. Immediately after the electric heating the skin temperature rose rapidly to 1080 ° C. and the temperature of the flux portion in contact with the inner surface of the skin rose to 300 ° C. and further along the flux temperature curve A. As a heat conduction through the flux, the temperature of the center of the flux rose along the flux temperature curve B at a slight time interval as shown in FIG. 8 and reached about 950 ° C in 1 minute. The heated wire was air dried at a heat transfer coefficient of 50 kcal / m 2 h ° C. for 4 minutes and then water cooled below 500 ° C. by rapid cooling controlled at a rate of 2.4 ° C. per second. The wire was then subjected to drawing and surface treatment to obtain a finished wire with a diameter of 2.4 mm. The 2.4 mm diameter wire thus obtained was used to weld with a current of 550 amps at 42 volts, a welding speed of 35 cm per minute, a wire elongation of 30 mm and a carbon dioxide emission of 30 liters per minute. The diffusible hydrogen content per 100 g of the deposited metal measured by gas chromatography was 4.2 ml.

실시예 2Example 2

JIS Z 3313 YFW-C50DR에 따라 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어에 대해 내부 캐비티의 18퍼센트(중량으로)까지 플럭스로 채운 21.5mm직경의 원 와이어에 드로잉 및 표면처리공정을 실시하여 직경을 10.5mm로 줄여 내부 캐비티가 100퍼센트 이상(벌크 밀도로)플럭스로 채워지도록 한다. 탈수소화를 행하기 위해 10.5mm 직경의 와이어를 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트 사이에 배치된 링 변압기에 분당 20m의 속도로 통과시켜 초당 53℃의 속도로 800℃로 직접 전기 가열하였다. 도 9는 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 보다 구체적으로 도 9는 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 및 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 전기 가열 직후에 외피온도는 800℃로 급속히 상승하였고 외피의 내면과접촉하는 플럭스 부분의 온도는 200℃로, 그리고 플럭스 온도 곡선 A를 따라 더욱 상승하였다. 플럭스를 통한 열전도로 플럭스 중심부의 온도는 도 9에 도시된 바와같이 약간의 시간 간격을 두고 플럭스 온도곡선 B를 따라 상승하여 1분내에 약 800℃에 이르렀다. 가열된 와이어를 직접 연결된 가스 또는 연속 가열노내에서 2분 동안 800℃에서 더 가열하고 2분동안 50kcal/㎡h℃의 열전달계수로 공기건조시킨 다음 초당 2.5℃의 속도로 조절된 급속냉각에 의해 500℃이하로 수냉각하였다. 그다음 와이어에 드로잉 및 표면처리공정을 실시하여 직경 2.0mm의 완성된 와이어를 얻었다. 이와 같이 얻어진 2.0mm직경의 와이어를 38볼트에서 500암페어의 전류, 분당 35cm의 용접속도, 25mm의 와이어 신장 및 분당 25리터의 이산화탄소 방출로 용접하는데 사용하였다. 가스크로마토그래피로 측정한 용착금속 100g당의 확산성 수소 함유량은 4.5ml였다.According to JIS Z 3313 YFW-C50DR, a drawing and surface treatment process was performed on a 21.5 mm diameter circle wire filled with flux up to 18 percent (by weight) of the internal cavity for seamless flux-filled welding wire, reducing the diameter to 10.5 mm. Make sure that the interior cavity is filled with more than 100 percent (in bulk density) flux. For dehydrogenation, a 10.5 mm diameter wire is passed through a ring transformer placed between the first and second roll electrode units at a distance of 5 m at a speed of 20 m per minute and directly transferred to 800 ° C. at a rate of 53 ° C. per second. Heated. 9 shows the relationship between the shell temperature and the flux temperature. More specifically, FIG. 9 shows the relationship between the heating time and the sheath and flux temperature of the flux filling wire. Immediately after the electric heating, the shell temperature rose rapidly to 800 ° C. and the temperature of the flux portion in contact with the inner surface of the shell rose to 200 ° C. and further along the flux temperature curve A. As a heat conduction through the flux, the temperature of the center of the flux rose along the flux temperature curve B at a slight time interval as shown in FIG. 9 and reached about 800 ° C. in 1 minute. The heated wire is further heated at 800 ° C. for 2 minutes in a directly connected gas or continuous heating furnace, air dried at a heat transfer coefficient of 50 kcal / m 2 h ° C. for 2 minutes, and then by rapid cooling controlled at a rate of 2.5 ° C. per second. Water cooling was carried out below ° C. The wires were then drawn and surface treated to obtain a finished wire of 2.0 mm in diameter. The 2.0 mm diameter wire thus obtained was used for welding with a current of 38 volts to 500 amperes, a welding speed of 35 cm per minute, a wire elongation of 25 mm and a carbon dioxide emission of 25 liters per minute. The diffusible hydrogen content per 100 g of the deposited metal measured by gas chromatography was 4.5 ml.

실시예 3Example 3

JIS Z 3313 YFW-C50DR에 따라 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어에 대해 내부 캐비티의 12퍼센트(중량으로)까지 플럭스로 채운 21mm직경의 원 와이어에 드로잉을 실시하여 직경을 10mm로 줄여 내부 캐비티가 100퍼센트 이상(벌크 밀도로)플럭스로 채워지도록 한다. 탈수소화를 행하기 위해 10mm직경의 와이어를 2.5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2 롤 전극 유니트 사이에 배치된 링 변압기에 분당 60m의 속도로 통과시켜 초당 350℃의 속도로 880℃로 직접 전기 가열하였다. 도 10은 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 보다 구체적으로 도 10은 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 및 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 전기 가열 직후에 외피온도는 880℃로 급속히 상승하였고 외피의 내면과 접촉하는 플럭스 부분의 온도는 200℃로, 그리고 플럭스 온도 곡선 A를 따라 더욱 상승하였다. 플럭스를 통한 열전도로 플럭스 중심부의 온도는 도 10에 도시된 바와같이 약간의 시간 간격을 두고 플럭스 온도곡선 B를 따라 상승하여 1분내에 약 800℃에 이르렀다. 가열된 와이어를 4분동안 20kcal/㎡h℃의 열전달계수로 공기건조시킨 다음 초당 1.6℃의 속도로 조절된 급속냉각에 의해 500℃이하로 수냉각하였다. 그다음 와이어를 직경 3.2mm의 와이어로 드로잉하고 그것을 외피연화 및 탈수소화를 위해 터널 노내에서 5분 동안 800℃로 가열하였다. 도 11은 얻어진 외피 온도와 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 보다 구체적으로 도 11은 가열시간과 플럭스 충전 와이어의 외피 및 플럭스 온도와의 관계를 나타낸다. 도 11에 도시된 바와같이 외피온도는 3분내에 800℃로 상승하였다. 플럭스 온도도 또한 6분내에 약 800℃로 상승하였다. 그다음 가열된 와이어를 3분동안 80kcal/㎡h℃의 열전달계수로 다시 공기건조시킨 다음 초당 2.2℃의 속도로 조절된 급속냉각에 의해 400℃이하로 수냉각하였다. 그 다음와이어에 드로잉 및 표면처리공정을 실시하여 직경 1.2mm의 완성된 와이어를 얻었다. 이와 같이 얻어진 1.2mm직경의 와이어를 30볼트에서 270암페어의 전류, 분당 35cm의 용접속도, 20mm의 와이어 신장 및 분당 25리터의 이산화탄소 방출로 용접하는데 사용하였다. 가스크로마토그래피로 측정한 용착금속 100g당의 확산성 수소 함유량은 2.1ml였다.According to JIS Z 3313 YFW-C50DR, drawing is performed on a 21 mm diameter circle wire filled with flux up to 12 percent (by weight) of the seamless flux-filled welding wire, reducing the diameter to 10 mm and reducing the internal cavity to more than 100 percent. Make sure to fill the flux (by bulk density). For dehydrogenation, a 10 mm diameter wire is passed through a ring transformer placed between the first and second roll electrode units spaced at 2.5 m intervals at a speed of 60 m per minute and directly at 880 ° C. at 350 ° C. per second. Heated. 10 shows the relationship between the shell temperature and the flux temperature. More specifically, FIG. 10 shows the relationship between the heating time and the sheath and flux temperature of the flux filling wire. Immediately after electric heating the skin temperature rose rapidly to 880 ° C. and the temperature of the flux portion in contact with the inner surface of the skin rose to 200 ° C. and further along the flux temperature curve A. As a heat conduction through the flux, the temperature of the center of the flux rose along the flux temperature curve B at a slight time interval as shown in FIG. 10 and reached about 800 ° C. in 1 minute. The heated wire was air dried at a heat transfer coefficient of 20 kcal / m 2 h ° C. for 4 minutes and then water cooled below 500 ° C. by rapid cooling controlled at a rate of 1.6 ° C. per second. The wire was then drawn into a wire 3.2 mm in diameter and heated to 800 ° C. for 5 minutes in a tunnel furnace for skin softening and dehydrogenation. 11 shows the relationship between the obtained shell temperature and the flux temperature. More specifically, FIG. 11 shows the relationship between the heating time and the sheath and flux temperature of the flux filling wire. As shown in FIG. 11, the skin temperature rose to 800 ° C. within 3 minutes. The flux temperature also rose to about 800 ° C. in 6 minutes. The heated wire was then air dried again with a heat transfer coefficient of 80 kcal / m 2 h ° C. for 3 minutes and then water cooled below 400 ° C. by rapid cooling at a rate of 2.2 ° C. per second. The wire was then subjected to drawing and surface treatment steps to obtain a finished wire with a diameter of 1.2 mm. The 1.2 mm diameter wire thus obtained was used for welding with a current of 30 volts to 270 amps, a welding speed of 35 cm per minute, a wire elongation of 20 mm and a carbon dioxide emission of 25 liters per minute. The diffusible hydrogen content per 100 g of the deposited metal measured by gas chromatography was 2.1 ml.

도 12는 각 실시예에서의 가열시간과 확산성 수소량과의 관계를 나타낸다.용착금속 100g중의 확산성 수소량이 실시예 1에서는 4.2ml, 실시예 2에서는 4.5ml, 880˚로 직접전기가열하고 공기냉각후 500℃로 수냉각한 와이어에서는 5.0ml, 그리고 실시예 3에서 터널노내에서 더 가열하고 냉각한 와이어에서는 2.1ml였다. 명백히 본 발명의 방법으로 제조된 모든 와이어는 비교를 위해 가열하지 않고 제조한 종래의 것보다 휠씬 적은 확산성 수소를 함유하였다. 따라서 본 발명에 따른 방법에 의하면 확산성 수소 함유량을 줄임으로써 고장력 및 구조 강의 용접에 적합한 우수한 내균열성 및 프라이머 프루프 특성을 갖는 저수소 플럭스 충전 용접 와이어를 효과적으로 제조할 수 있다.Fig. 12 shows the relationship between the heating time and the amount of diffusible hydrogen in each Example. The amount of diffusible hydrogen in 100 g of the deposited metal was 4.2 ml in Example 1, 4.5 ml in Example 2, and 880 ° to direct electric heating. And 5.0 ml of the wire cooled to 500 ° C. after air cooling, and 2.1 ml of the wire further heated and cooled in the tunnel furnace in Example 3. Clearly all wires made by the process of the present invention contained far less diffuse hydrogen than conventional ones produced without heating for comparison. Thus, the method according to the invention makes it possible to effectively produce low hydrogen flux-filled welding wires having excellent crack resistance and primer proof properties suitable for welding high strength and structural steels by reducing the diffusible hydrogen content.

Claims (3)

금속관에 플럭스를 충전하여 제조된 와이어를 고온에서 가열함으로써 탈수소화하여 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 충전된 금속관으로 이루어지는 직경 8 내지 15mm의 직선 와이어를 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이들 사이에 배치된 링 변압기에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도로 직접 전기 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하의 온도로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지며, 이렇게 하여 얻어진 용접 와이어로 형성된 용접은 용착금속 100g당 5ml이하의 확산성 수소를 함유하는 것을 특징으로 하는 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어의 제조방법.A method of manufacturing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by heating a wire manufactured by filling a metal tube with a flux at a high temperature, wherein a straight wire having a diameter of 8 to 15 mm, consisting of a metal tube filled with flux, is moved along the wire path. Direct electric heating to a temperature of 620 to 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes spaced between 5 m and 5 m and a ring transformer disposed therebetween, heating the heated wire below 250 kcal / m 2 h ° C. Cooling to a temperature of 500 ° C. or less with a heat transfer coefficient, and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm. The welding formed by the welding wire thus obtained is 5 ml or less of diffusive hydrogen per 100 g of the weld metal. A method for producing a seamless flux filled welding wire, characterized in that it contains a. 금속관에 플럭스를 충전하여 제조된 와이어를 고온에서 가열함으로써 탈수소화하여 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 충전된 금속관으로 이루어지는 직경 8 내지 15mm의 직선 와이어를 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이들 사이에 배치된 링 변압기에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도로 직접 전기 가열하는 단계, 와이어를 가스 또는 전기가열 노내에서 600 내지 800℃의 온도에서 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하의 온도로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지며, 이렇게 하여 얻어진 용접 와이어로 형성된 용접은 용착금속 100g당 5ml이하의 확산성 수소를 함유하는 것을 특징으로 하는 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어의 제조방법.A method of manufacturing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by heating a wire manufactured by filling a metal tube with a flux at a high temperature, wherein a straight wire having a diameter of 8 to 15 mm, consisting of a metal tube filled with flux, is moved along the wire path. Direct electric heating to a temperature of 620 to 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes spaced between 5 m and 5 m and a ring transformer disposed therebetween, the wire being 600 to 800 in a gas or electric heating furnace Heating at a temperature of ° C, cooling the heated wire to a temperature of 500 ° C or less with a heat transfer coefficient of 250 kcal / m 2 h ° C or less, and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm, The welding formed by the welding wire thus obtained contains not more than 5 ml of diffusible hydrogen per 100 g of the deposited metal. A method for producing a seamless flux-filled welding wire, characterized in that. 금속관에 플럭스를 충전하여 제조된 와이어를 고온에서 가열함으로써 탈수소화하여 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어를 제조하는 방법으로서, 플럭스로 충전된 금속관으로 이루어지는 직경 8 내지 15mm의 직선 와이어를 와이어 이동경로를 따라 2 내지 5m의 간격으로 떨어진 제 1 및 제 2쌍의 롤 전극 및 이들 사이에 배치된 링 변압기에 통과시킴으로써 620 내지 1100℃의 온도로 직접 전기 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하의 온도로 냉각하는 단계, 냉각된 와이어를 2 내지 7mm의 직경으로 드로잉하는 단계, 드로잉된 와이어를 600 내지 800℃의 온도로 가열하는 단계, 가열된 와이어를 250kcal/㎡h℃이하의 열전달계수로 500℃이하의 온도로 냉각하는 단계, 및 냉각된 와이어를 0.8 내지 4mm의 직경으로 드로잉하는 단계로 이루어지며, 이렇게 하여 얻어진 용접 와이어로 형성된 용접은 용착금속 100g당 3ml이하의 확산성 수소를 함유하는 것을 특징으로 하는 이음매 없는 플럭스 충전 용접 와이어의 제조방법.A method of manufacturing a seamless flux-filled welding wire by dehydrogenation by heating a wire manufactured by filling a metal tube with a flux at a high temperature, wherein a straight wire having a diameter of 8 to 15 mm, consisting of a metal tube filled with flux, is moved along the wire path. Direct electric heating to a temperature of 620 to 1100 ° C. by passing through first and second pairs of roll electrodes spaced between 5 m and 5 m and a ring transformer disposed therebetween, heating the heated wire below 250 kcal / m 2 h ° C. Cooling to a temperature below 500 ° C. with a heat transfer coefficient, drawing the cooled wire to a diameter of 2 to 7 mm, heating the drawn wire to a temperature of 600 to 800 ° C., and heating the heated wire to 250 kcal / m 2 h. Cooling to a temperature of 500 ° C. or less with a heat transfer coefficient of less than or equal to 500 ° C., and drawing the cooled wire to a diameter of 0.8 to 4 mm. It made becomes, so the welding formed in the welding wire obtained by the method for producing a seamless flux filled welding wire, characterized in that it contains the diffusible hydrogen in the weld deposit than 3ml per 100g.
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