KR100494015B1 - Arc Welding Electrodes - Google Patents

Abstract

아아크 용접용 와이어가 제공된다. Arc welding wire is provided.

본 발명의 아아크 용접용 와이어는, 상기 와이어 둘레방향으로의 표층부에서의 경도편차(ΔHv)가 45 이내이며; 그리고 상기 와이어 표면의 측정대상영역을 원자간력 현미경 또는 이와 유사한 주사형 원자현미경을 사용하여 측정하고, 그 측정거리(R)에 따른 거칠기 상관함수인 G(R)값을 하기 수학식1을 이용하여 계산한 후 거리 R과 G(R)값을 그래프화하여 얻어진 그래프에서 일정하게 수렴하는 지점까지의 R(Å)와 G(R)(Ų)값이 각각 1.0x10⁴ ~ 2.0x10⁵, 5.0x10⁴ ~ 1.0x10⁸임을 특징으로 한다.In the arc welding wire of the present invention, the hardness deviation ΔHv at the surface layer portion in the wire circumferential direction is 45 or less; In addition, the area to be measured on the surface of the wire is measured using an atomic force microscope or a similar scanning electron microscope, and the G (R) value, which is a roughness correlation function according to the measurement distance R, is obtained by using Equation 1 below. After the calculation, the distance R and G (R) values are graphed and the values R (Å) and G (R) (Å ² ) up to the point where they converge constantly are 1.0x10 ⁴ ~ 2.0x10 ⁵ , It is characterized by 5.0x10 ⁴ ~ 1.0x10 ⁸ .

본 발명은 송급성 및 아아크 안정성이 우수한 아아크 용접용 와이어를 제공함에 유용하다. The present invention is useful for providing an arc welding wire having excellent supplyability and arc stability.

Description

아아크 용접용 와이어{Arc Welding Electrodes}Arc Welding Electrodes {Arc Welding Electrodes}

본 발명은 솔리드 와이어, 플럭스 충전 와이어등을 포함하는 아아크 용접용 와이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연강, 고장력강, 저합금강, 스테인레스강 등의 용접에 적합하고, 아아크 안정성 및 송급성이 우수한 아아크 용접용 와이어에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to arc welding wires including solid wires, flux filled wires, and the like, and more particularly, arc welding suitable for welding of mild steel, high tensile strength steel, low alloy steel, stainless steel, etc., and having excellent arc stability and supplyability. It is about a wire for dragon.

일반적으로 용접용 솔리드 와이어를 제조함에 있어서, 열간압연 내지 인발되어 제조되는 직경 5.5mm 내지 8.0mm인 선재(와이어)의 표면에는 고온 스케일이 잔류하며, 시간의 경과됨에 따라 공기중의 수분과 반응하여 저온 스케일이 발생한다. 따라서, 이러한 스케일을 제거하기 위하여 벤딩등으로 부스러지게 하거나 와이어 부러싱하기도 하였으며, 아울러 숏트 블라스트 또는 샌드 블라스트등으로 두들겨 제거하는 물리적인 방법을 사용하기도 하고 있다. 아울러, 염산 또는 황산에 화학적으로 침지시키거나, 물리화학적으로 초음파 산세척하여 고온 스케일과 저온 스케일을 제거하기도 하였다. Generally, in manufacturing a welding solid wire, a hot scale remains on the surface of a wire (wire) having a diameter of 5.5 mm to 8.0 mm manufactured by hot rolling or drawing, and reacts with moisture in the air as time passes. Low temperature scale occurs. Therefore, in order to remove such scale, it may be broken by bending or wire breaking, and also a physical method of tapping and removing by shot blast or sand blast is used. In addition, the high temperature and low temperature scales were removed by chemical immersion in hydrochloric acid or sulfuric acid, or by ultrasonic pickling in physicochemical processes.

상술한 방법으로 스케일이 제거된 선재(와이어)는 건식 또는 습식 윤활제와 신선용 다이스를 이용하여 소정의 선경으로 신선되는데, 신선시 와이어 중앙에선 부가적인 압축응력이 그리고 그 표면으로부터는 인장응력이 작용하므로 소성한계를 지나면 변형이 일어나고 단면이 축소됨과 동시에 길이 방향으로 늘어난다. 이때 부가응력이 제거됨과 동시에 작용응력이 소성변형으로 소모되지 못하므로 탄성한계를 벗어나지 못한 스트레인상의 일부 응력은 탄성회복하게 된다. 그러나, 와이어 내부의 격자결함과 표면결함등으로 소성변형시 탄성한계와 소성한계가 표면으로부터 평형을 이루지 못하므로 변형응력이 전단응력으로 임계치에 달하면 표면파괴가 일어난다. 즉, 길이 방향으로 늘어난 섬유조직은 절단되어 나무껍질처럼 박리가 일어나고, 박리된 조직의 흔적에는 깊은 계곡이 형성된다. 이는 신선시 마찰에 의한 열적터짐이라고 통상 일컬어지지만, 계속적인 신선작업시 박리된 조직의 철 찌꺼기가 신선용 다이스와 와이어 사이에서 소착되고, 결국에는 신선용 다이스의 현저한 마모와 용접용 와이어 표면이 긁혀져 양질의 와이어를 제조하기 어려웠다. 따라서, 냉간 신선성을 향상시키기 위하여 용접용 와이어와 신선 다이스의 직접적인 마찰을 방지하고 윤활성을 부여하고자 Zn계-인산염(Zn₃(PO₄).4H₂O) 또는 보락스(Na₂B₄O₇.5H₂O, Na₂B₄O₇ .10H₂O)을 신선전에 피막을 형성시켜고, 신선윤활제를 보다 많이 취입하게 하기 위해서 압력 다이스와 압착롤러등을 사용하여 효과적인 냉간 신선재(와이어)를 얻을 수 있도록 하고 있다. 그리고, 그 표면에 화학반응 또는 전해반응으로 구리를 도금하는 것이 일반적이며, 장시간의 용접작업시 도금박리등의 문제점 때문에 도금되지 않은 솔리드 와이어도 널리 사용되고 있다.The wire (wire) descaled by the above-described method is drawn to a predetermined wire diameter using a dry or wet lubricant and a drawing die. When drawing, an additional compressive stress is applied at the center of the wire and a tensile stress is applied from the surface. Therefore, when the plastic limit is passed, deformation occurs and the cross section shrinks and increases in the longitudinal direction. At this time, the additional stress is removed and at the same time the working stress is not consumed due to plastic deformation, so that some stress on the strain that does not escape the elastic limit is elastically recovered. However, since the elastic limit and plastic limit do not equilibrate from the surface during plastic deformation due to lattice defects and surface defects in the wire, surface fracture occurs when the strain stress reaches a critical value with shear stress. That is, the fibrous tissue stretched in the longitudinal direction is cut and peeling occurs like a bark, and a deep valley is formed in the trace of the peeled tissue. This is commonly referred to as thermal rupture due to friction when drawing, but during continuous drawing, the iron residue of the exfoliated tissue is squeezed between the drawing die and the wire, resulting in significant wear of the drawing die and scratches of the welding wire surface. It was difficult to produce good quality wire. Therefore, Zn-phosphate (Zn ₃ (PO ₄ ) .4H ₂ O) or borax (Na ₂ B ₄ O) to prevent direct friction between the welding wire and the drawing dies and to lubricate them in order to improve cold freshness. _{7 .5H 2 O, Na 2 B} 4 O 7 .10H 2 O) to high to form a film before fresh, effective cold rod, by using the pressure die and the pressure roller in order to more blowing a drawing lubricant (wire ). In addition, it is common to plate copper on the surface by chemical reaction or electrolytic reaction, and solid wire which is not plated is also widely used due to problems such as plating peeling during long time welding work.

그러나 상술한 바와 같이 제조되어진 용접용 와이어는 도 1에서 보는바와 같이 신선작업시 표면으로부터 작용한 부가응력이 제거됨과 동시에 작용응력이 소성변형으로 소모되지 못하여 스트레인상의 일부 응력은 잔류응력으로 잔존하게 된다. 즉, 와이어 내부의 격자결함과 표면결함등으로 소성변형시 탄성한계와 소성한계가 표면으로부터 평형을 이루지 못하므로 변형응력이 신선방향으로 연속성을 가짐과 동시에 신선방향과 직각방향인 용접용 와이어 둘레방향으로 인장응력(+σ)과 압축응력(-σ)이 불연속적인 거동을 보이게 된다. 이러한 불연속적 잔류응력 불균형이 자체적 평형을 유지하기 위해서 인장응력(+σ)과 압축응력(-σ)에 대응하여 격자변형을 일으켜 안정화되려고 하는 경향이 있으므로, 압축응력(-σ)이 작용하는 방향으로 휘어지거나 뒤틀림 변형이 일어날 수 있다. 이는 용접작업시 송급 케이블내에서 용접용 와이어가 방향성을 가진다는 점에서 큰 문제가 된다. 즉, 용접용 와이어가 -σ의 방향으로 송급 케이블이 구부려져 있을 경우에는 송급시 송급저항의 감소로 유연한 특성을 가지며, 마찰력도 감소한다. 그러나, +σ의 방향으로 송급 케이블이 구부려져 있을 경우에는 송급저항의 증가로 마찰력도 증가하고, 마찰면도 증가한다. 또한, 용접용 와이어의 뒤틀림 변형 때문에 용접시 아아크의 촛점이 흔들려 파형의 용접 비이드가 형성되거나, -σ작용 방향으로 용접용 와이어가 휘어진 상태의 계속적인 송급으로 용접되어 용접지점을 벗어나는 용접 비이드가 형성되기도 하였다. 이것은 자동 또는 로봇용접시 심각한 문제로 나타날 수 있다. However, in the welding wire manufactured as described above, as shown in FIG. 1, the additional stress applied from the surface during the wire drawing operation is removed and at the same time, the working stress is not consumed by plastic deformation and some stress on the strain remains as residual stress. . That is, the elastic limit and plastic limit do not equilibrate from the surface when plastic deformation due to lattice defects and surface defects inside the wire, so the strain stress has continuity in the fresh direction and at the same time as the wire direction for welding The tensile stress (+ σ) and the compressive stress (-σ) show discontinuous behavior. Since such discontinuous residual stress imbalance tends to stabilize by causing lattice deformation in response to tensile stress (+ σ) and compressive stress (-σ) to maintain its equilibrium, the direction in which compressive stress (-σ) acts. Bending or twisting may occur. This is a big problem in that the welding wire is directional in the feed cable during the welding operation. That is, when the welding wire is bent the feed cable in the direction of -σ, it has a flexible characteristic by reducing the feeding resistance during feeding, and also reduces the frictional force. However, when the feed cable is bent in the direction of + σ, the frictional force increases with the increase of the feed resistance, and the friction surface also increases. In addition, due to the twisting deformation of the welding wire, the arc of focus is shaken during welding to form a wavy welding bead, or the welding bead is welded by continuous feeding in a state where the welding wire is bent in the -σ action direction, thereby leaving the welding point. Was formed. This can be a serious problem in automatic or robot welding.

따라서, 상술한 변형특성을 규제하기 위하여 미국용접협회(AWS A5.18)에서는 캐스트(CAST)를 직경 0.8mm는 305mm(12inch), 0.9mm 이상은 380mm(15inch) 이상으로, 헤릭스(HELIX)를 25mm(1inch) 이하로 규제하여 규격화하고 있다. 그런데, 상기미국용접협회(AWS A5.18)의 규정을 준용하기 위하여 일반적으로 휘어지거나 뒤틀림 변형된 용접용 와이어를 교정롤러나 직선기등을 통하여 강제교정하고 있는 실정이다. 또한, 일본 특개소57-168722호에서는 용접용 와이어를 교정롤러로 강제교정하여 캐스트경의 편차를 10mm 이내로 하고, 스풀(SPOOL)에 권취 되어진 용접용 와이어의 캐스트의 최대치와 최소치의 편차를 40mm이하로 제어하였다. 그러나, 이러한 강제교정 방법에 의해 제조되어진 용접용 와이어는 표면으로부터 불연속적으로 잔류하는 잔류응력의 불균형이 자체적 평형을 유지하고자 시간의 경과에 따라 회복된다는 것이다. 즉, 강제교정으로 인한 일부의 소성변형으로 인장응력(+σ)과 압축응력(-σ)이 다소 상쇄되는 현상도 부인할순 없으나, 소성한도를 벗어나지 못한 대부분의 잔류응력은 그대로 남게 되므로 시간의 경과에 따라 본래의 변형된 와이어로 서서히 회복이 일어나기 때문에 문제의 해결이 될 수 없었다. Therefore, in order to regulate the deformation characteristics described above, the American Welding Association (AWS A5.18) casts casts with a diameter of 0.8 mm of 305 mm (12 inches) and 0.9 mm or more of 380 mm (15 inches). Is regulated to less than 25mm (1 inch). However, in order to comply with the regulations of the American Welding Society (AWS A5.18), generally, a bending wire or a warped deformation of the welding wire is forcedly corrected through a straightening roller or a straightener. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-168722, the welding wires are forcibly calibrated with a straightening roller so that the deviation of the cast diameter is within 10 mm, and the maximum and minimum deviation of the cast wire wound around the spool is less than 40 mm. Controlled. However, the welding wire produced by this forced calibration method is that the imbalance of residual stress discontinuously remaining from the surface is recovered over time to maintain its own equilibrium. In other words, the tensile stress (+ σ) and the compressive stress (-σ) are partially canceled due to some plastic deformation due to the forced calibration, but most residual stresses that do not exceed the plastic limit remain unchanged. According to the original deformed wire is gradually recovered because the problem could not be solved.

한편, 상기 잔류응력을 제거하기 위하여 약 680℃ 전후에서 응력제거 열처리를 하는 방법도 사용되고 있으나, 와이어가 대용량 보빈에 두루 감겨져 있음으로 인해, 와이어의 처음에 감긴 안쪽 부위와 나중에 감긴 바깥부위의 열전달 시간과 온도차이 영향으로 응력제거 열처리 정도가 매우 다르게 나타나는 문제가 있었다. 그리고 고온 스케일의 문제로 질소 분위기로를 이용하는 방법이나 열처리 정도를 일정하게 하기 위하여 중.고탄소 선재(와이어)의 열처리를 위한 연욕로를 이용하여 연속 열처리를 하는 방법등도 이미 많이 사용되어 오고 있으나, 이들 방법 또한 사용상 한계가 있었다.On the other hand, in order to remove the residual stress, a method of performing a stress relief heat treatment at around 680 ° C. is also used, but since the wire is wound around a large-capacity bobbin, the heat transfer time of the inner part of the wire wound up and the outer part of the wire wound later There was a problem in that the stress relief heat treatment degree is very different due to the difference in temperature and temperature. In addition, the method of using a nitrogen atmosphere furnace for the problem of high temperature scale or the continuous heat treatment using a bath furnace for heat treatment of medium and high carbon wires (wires) has been already used in order to make the degree of heat treatment constant. However, these methods also had limitations in use.

또한, 일본 특개소55-54296호에서는 와이어 평균항장력 120kg/mm²이상, 170kg/mm²이하로 하고, 와이어 평균표면경도를 마이크로 비이커스 경도계로 측정하여 250 ≤Hv ≤450 으로 하였으며, 일본 특공소53-34569호에서는 700℃-4hr으로 열처리 하여 와이어 길이 3m중의 인장강도의 차를 2kg/mm² 이하로 조정하여 송급성능을 향상하고자 하였다. 이것은 표면경도를 특정범위로 관리하거나, 인장강도의 편차를 감소시켜 용접용 와이어의 강성을 일정하게 하는데 다소 효과적이었으나, 용접용 와이어 자체의 강성평형을 제어하지 못하여 응력의 불균형도 여전히 잔존하는 문제가 있었다. 또한, 상기 방법은 신선작업의 중간공정으로 이용되고 있는데, 최종적으로 얻어지는 용접용 와이어의 표면상태를 유지하기 위해서는 열처리후 또다시 신선작업을 계속해야 되며, 이에따라 잔류응력을 또다시 불연속적으로 가지게 되는 문제가 있었다. 더구나, 열처리에 의해 응력을 제거하는 방법은 충분한 열처리 시간이 필요하며, 이에 따라 표층부의 탈탄 내지 미량의 탈망간 현상을 일으켜 용접작업시 용접작업성능이 감소되거나 구리도금시 입계에 집적된 탄화물등으로 도금탈락의 원인이 되는등의 문제가 있었다.In Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-54296, the average wire pull force of 120 kg / mm ² or more and 170 kg / mm ² or less were used, and the average surface hardness of the wire was measured by a micro-Vickers hardness tester to measure 250 ≤ Hv ≤ 450. In 53-34569, heat supply at 700 ℃ -4hr was applied to improve the feeding performance by adjusting the difference of tensile strength in wire length 3m to 2kg / mm ² or less. This was somewhat effective to maintain the surface hardness in a certain range or to reduce the variation in tensile strength to maintain the stiffness of the welding wire, but it was not possible to control the stiffness balance of the welding wire itself. there was. In addition, the method is used as an intermediate process of the drawing work, in order to maintain the surface state of the welding wire finally obtained, the drawing work must be continued after the heat treatment, and thus the residual stress is discontinuously again. There was a problem. In addition, the method of removing stress by heat treatment requires a sufficient heat treatment time, and thus, decarburization or a small amount of demanganization occurs at the surface layer, so that welding performance is reduced during welding, or carbides are accumulated at grain boundaries during copper plating. There existed a problem, such as causing a plating fall.

한편, 플럭스 충전 와이어의 제조에 있어서는, 통상 두께가 0.2mm 내지 1.0mm이고 폭이 10mm 내외인 얇은 냉연강판을 ∪형 가공롤 사이로 통과시켜 그 단면을 ∪형상으로 중간성형시킨 연후 계속해서 ∪형상의 오목부에 플럭스 공급기로부터 플럭스를 공급하여 충전시킨다. 다음으로, 성형롤을 통과시켜 단면을 튜브형 용접와이어로 성형시킨 연후 최종적으로 신선함으로써 도 2에 나타난 바와같은 소정의 직경으로 용접용 와이어가 제조되는 것이다. 이렇게 제조되어진 플럭스 충전 와이어는 약 300~400℃에서 장시간 산화 열처리하여 플럭스 충전 와이어 외피(2) 표면에 잔존하는 윤활제를 탄화시키거나, 단단하고 검은 표피층으로 형성된 저온 철산화물층 또는 질화물층등을 보호피막으로 하여, 외부와의 접촉에 의해 발생하는 녹을 방지하고, 마찰저항의 감소에 따른 송급성능을 향상시키는 것이 일반적이었다. 그러나, 이러한 산화 열처리한 플럭스 충전 와이어는 산화 열처리전 신선과정에서 윤활제가 불균일하게 분포되어짐으로 인하여 외피 표면의 표피층을 구성하는 탄화물과 저온 철산화물 또는 질화물등이 일정한 형태로 분포되기 어려웠다. 그 뿐만 아니라, 산화 열처리중 대용량 보빈에 두루 감겨져 있음으로 인해, 플럭스 충전 와이어의 처음에 감긴 안쪽 부위와 나중에 감긴 바깥부위의 열전달 시간과 온도차이 영향으로 산화 열처리 정도가 매우 다르게 나타나고, 외피 표면은 불안정하고 불규칙한 표피층으로 덥혀져서, 용접작업시 불규칙한 송급저항으로 아아크가 불안정하거나 용접용 팁과 플럭스 충전 와이어 외피 표면과의 통전성이 일정하지 않아 용접용 팁에 플럭스 충전 와이어 전극이 녹아 붙거나 용접작업이 중단되는 문제가 항상 지적되어 왔었다.On the other hand, in the production of flux-filled wires, a thin cold rolled steel sheet having a thickness of usually 0.2 mm to 1.0 mm and a width of about 10 mm is passed between the cutting rolls, and the cross section is intermediately formed into a curved shape. The recess is filled by supplying flux from the flux feeder. Next, the wire for welding is manufactured to a predetermined diameter as shown in FIG. 2 by passing the forming roll and forming the cross section by tubular welding wire and finally drawing it. The flux-filled wire manufactured in this way is oxidized and heat-treated at about 300 to 400 ° C. for a long time to carbonize the lubricant remaining on the surface of the flux-filled wire shell (2), or to protect the low temperature iron oxide layer or nitride layer formed of a hard black skin layer. As a coating, it was common to prevent rust generated by contact with the outside and to improve supply performance due to a decrease in frictional resistance. However, in the oxidized heat-treated flux-filled wire, it is difficult to uniformly distribute carbides, low-temperature iron oxides, or nitrides, which constitute the skin layer on the surface of the skin, because the lubricant is unevenly distributed during the drawing process before the oxidation heat treatment. In addition, due to the wound around the large-capacity bobbin during the oxidizing heat treatment, the degree of oxidizing heat treatment is very different due to the heat transfer time and temperature difference between the inner portion of the flux-filled wire and the outer portion of the flux-filled wire, and the outer surface is unstable. It is heated with irregular skin layer, and the arc feeding becomes unstable due to irregular feeding resistance during welding work, or the conduction of the welding tip and the flux filling wire shell surface is not constant, so that the flux filling wire electrode melts on the welding tip or the welding operation is stopped. Problems have always been pointed out.

상기 문제를 해결하기 위하여, 일본 특개평 3-285794호에서는 플럭스 충전 와이어 외피 내에, 플럭스를 진공상태에서 충전하여 산화열처리 하지 않고 신선가공하는 제조방법을 제시하고 있으며, 일본 특개평 4-262894호에서는 외피의 봉합 부위를 고주파 용접하고, 용접부와 비용접부의 경도차이를 감소시켜 중간열처리를 생략하는 제조방법을 제안하고 있다. 그러나, 이들 방법은 단지 산화열처리 공정을 생략하여 제조비용을 감소시키는 목적으로는 다소 효과가 있을 수 있으나, 문제점의 근본적인 해결책은 제시하고 있지 않다. In order to solve the above problem, Japanese Patent Laid-Open No. 3-285794 discloses a manufacturing method of freshly processing a flux-filled wire shell by filling the flux in a vacuum state without oxidizing heat treatment, and in Japanese Patent Laid-Open No. 4-262894. It has been proposed a manufacturing method in which high frequency welding of the seam of the shell is carried out and the intermediate heat treatment is omitted by reducing the hardness difference between the welded portion and the non-welded portion. However, these methods may be somewhat effective for the purpose of reducing the manufacturing cost by simply omitting the oxidation heat treatment process, but do not present a fundamental solution of the problem.

또한, 암모니아 분위기에서 무산화 열처리하는 방법도 알려져 있으나, 산화 열처리의 문제와 같이 대용량 보빈에 두루 감겨져 있음으로 인해, 플럭스 충전 와이어의 처음에 감긴 안쪽 부위와 나중에 감긴 바깥부위의 열전달 시간과 온도차이 영향으로 무산화 열처리 정도가 매우 다르게 나타나고, 가스와 온도전달 정도에 따라 외피 표면에 얼룩이 발생하여 상품성이 매우 떨어지고, 용접성능도 현저하게 차이가 있었다.In addition, there is also known a method of anodizing annealing in ammonia atmosphere, but due to the wound around a large-capacity bobbin, such as the problem of oxidizing heat treatment, the heat transfer time and the temperature difference between the inner portion of the flux-filled wire and the outer portion wound later The degree of oxidation-free heat treatment was very different, and staining occurred on the surface of the skin depending on the degree of gas and temperature transfer.

이렇게 제조되어진 플럭스 충전 와이어 또한, 도1에서 보는바와 같이 플럭스 충전 와이어의 단면 형상에 무관하게 불연속적인 잔류응력의 존재로 용접작업시 불규칙한 송급저항이 나타난다. 특히, 외피 이음(시임)부에서 응력집중으로 이음부 방향으로 휘어지거나, 도3에서와 같이 뒤틀림 변형이 발생되기도 한다. 일본 특개소57-1597호에서는 뒤틀림 변형을 제어하고 송급성능을 향상시키기 위하여 용접용 와이어의 항장력을 40~100kg/mm²으로 하고, 와이어 길이방향으로 1m당 뒤틀림 각도를 60°이하로 규제 하였다. 그러나, 뒤틀림 변형을 제어하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 시간의 경과에 따른 복원현상 때문에 근본적으로 그 해결이 불가능 하였다. 물론 300~400℃에서 산화 또는 무산화 열처리를 통하여 다소 완화 시키고 있으나, 잔존되는 응력은 300~400℃의 온도 범위내에선 완전히 제거할 수가 없었다. 반면에 약 700℃ 부근까지 승온하여 응력제거 열처리를 할 수가 있으나, 외피내에 충전된 플럭스의 소손 또는 변질등으로 실제로 적용할 수가 없었으며, 송급시 송급 케이블내의 라이너 스프링에서 다소 미소한 송급저항을 받게 되는데, 이때 응력제거 열처리에 의해 심하게 연화된 플럭스 충전 와이어가 구겨지거나 꺾여지는 현상으로 송급이 않되는등의 문제가 심각하게 나타났다.The flux filling wire manufactured as described above also has an irregular supply resistance during the welding operation due to the presence of discontinuous residual stress regardless of the cross-sectional shape of the flux filling wire as shown in FIG. 1. In particular, it may be bent in the direction of the joint due to the stress concentration in the outer skin (seim), or warping deformation may occur as shown in FIG. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1597, the tensile strength of the welding wire was 40 to 100 kg / mm ² and the twist angle per 1 m in the wire length direction was controlled to 60 ° or less in order to control the warpage deformation and improve the feeding performance. However, not only there are limitations in controlling the warping deformation, but also the solution is fundamentally impossible due to the restoration phenomenon over time. Of course, it was somewhat relaxed by oxidizing or non-oxidizing heat treatment at 300 ~ 400 ℃, the residual stress could not be completely removed within the temperature range of 300 ~ 400 ℃. On the other hand, it is possible to perform stress relief heat treatment by raising the temperature to around 700 ℃, but it could not be practically applied due to the burnout or deterioration of the flux filled in the outer shell. At this time, a serious problem such as not being fed due to the wrinkling or bending of the flux-filled wire that is softened by the stress relief heat treatment.

또한, 일본 특개평 4-262894호에 개시된 외피의 봉합 부위를 고주파 용접하여 용접부와 비용접부의 경도차이를 감소시켜 중간열처리를 생략한 플럭스 충전 와이어에 있어서도 이음부의 봉합면에서 외피 내.외부로 봉합 돌기부가 형성되어 있어, 외피 외부의 봉합 돌기부는 제거가 용이하나, 외피내의 봉합 돌기부는 제거할 수가 없어 응력 불균형을 그대로 가지고 있다. 만일, 외피 내.외부의 봉합 돌기부를 완전히 제거하는 방법이 고안되어 제거한다고 하더라도 플럭스 충전 와이어 둘레 방향으로 불연속적인 잔류응력은 잔존할수밖에 없으므로 플럭스 충전 와이어의 변형 또한 그대로 남게 된다.In addition, in the case of flux-filled wires which eliminate the intermediate heat treatment by reducing the hardness difference between the welded portion and the non-welded portion by high frequency welding the seam-sealed portion disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-262894, the seam is sewn into and out of the shell. The protrusions are formed, and the suture protrusions on the outer skin can be easily removed, but the suture protrusions on the outer skin can not be removed, and thus the stress imbalance remains unchanged. Even if a method of completely removing the inner and outer suture protrusions is devised and removed, discontinuous residual stress in the circumferential direction of the flux filling wire is inevitably left, so the deformation of the flux filling wire remains.

한편, 이러한 잔류응력의 편차특성 때문에 일본 특개소55-158897호에서는 플럭스 충전 와이어 직경 1.2~1.6mm 외피재에 대하여 비이커스 경도로 160~240Hv로 제어하였으며, 일본 특개소63-252694호에서는 직경 0.6~1.0mm 외피연강재의 탄소당량을 0.030~0.110%로 하고, 마이크로 비이커스 경도계로 측정하여 120~230Hv로 한정하였다. 또한 일본 특개평9-38971호에서는 플럭스 충전 와이어의 강재외피내에 플럭스를 충전하고, 충전된 와이어의 전단면적에 대한 외피부분의 면적율 Rh(%)을 50 ≤Rh ≤95 로 하고, Hv ≤300, 25 ≤Hv - 13500/Rh ≤65 로 제어하여 아아크 안정성과 송급성능을 확보하고자 하였다. 그러나, 상술한 어떤 방법도 용접용 와이어 외피의 응력불균형에 의한 송급불안 문제를 해결하지 못하였는데, 이는 마이크로 비이커스로 표면경도를 특정범위로 관리함으로써 용접용 와이어의 강성을 일정하게 유지함에 다소 효과적이나 와이어 자체의 강성평형을 제어하지 못하여 응력 불균형이 여전히 잔존하였기 때문이다.On the other hand, because of the variation in residual stress, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 55-158897 controlled the beaker hardness of 160 to 240 Hv with respect to the flux filling wire diameter of 1.2 to 1.6 mm, and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 63-252694 to 0.6 diameter. The carbon equivalent of the ~ 1.0 mm skin mild steel was 0.030 to 0.110%, and was limited to 120 to 230 Hv as measured by a micro-Vickers hardness tester. In Japanese Patent Laid-Open No. 9-38971, the flux is filled into the steel shell of the flux-filled wire, and the area ratio Rh (%) of the shell portion to the shear area of the filled wire is 50 ≦ Rh ≦ 95, and Hv ≦ 300, 25 ≤ Hv-13500 / R ≤ 65 to control arc stability and supply performance. However, none of the above-mentioned methods solved the problem of supply instability due to the stress imbalance of the welding wire sheath, which is somewhat effective in maintaining the stiffness of the welding wire by controlling the surface hardness in a specific range with a micro-beaker. This is because the stress imbalance still remained because the rigid balance of the wire itself was not controlled.

한편, 일본 특개평9-38971호에서는 특개소55-158897호에서와 같이 외피와 플럭스의 비율을 조정함과 아울러 표면경도를 적정범위내로 제어하고, 또한 용접용 와이어 표면을 평활화(특개평1-202391호)하기 위하여 조면조도를 일정하게 유지하므로써 송급시 다소 안정적인 특성을 얻을수 있었다. 그러나 장시간 용접시 송급불안정은 여전히 계속되었으며, 아울러 와이어 표면조도도 전표면에 대한 제어가 미흡함에 따라 용접시 팁내에서 접점불안 및 숏트발생에 따른 용접중단 문제 역시 해결하기 어려웠다. In Japanese Patent Laid-Open No. 9-38971, on the other hand, as in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-158897, the surface hardness is adjusted, the surface hardness is controlled within an appropriate range, and the surface of the welding wire is smoothed. 202391) by maintaining the rough roughness was able to obtain a somewhat stable characteristics when feeding. However, it was difficult to solve the problem of discontinuity of welding due to contact instability and shorting in the tip during welding due to insufficient control of the wire surface roughness and the entire surface.

촉침식 거칠기 측정장치로 측정하여 표면조도를 제어하는 기술의 일예로서 일본 특개소57-56170호 및 특개평3-66495호가 있으나, 일반적인 촉침식 거칠기 측정방법으로는 정확한 표면정보를 얻을 수 없기 때문에 그 표면조도의 제어에 한계가 있었다. 이러한 문제 때문에 일본 특개평7-32187호에서는 3차원 표면조도 해석장치를 이용하여 요철부의 실표면적과 겉보기상의 표면적의 비를 비표면적으로 제한하여 통전점을 향상시켜 우수한 아아크 안정성을 얻고자 하였으나, 이 또한 일반적인 표면거칠기와 마찬가지로 거시적인 차원에서 표면상태의 거칠기 정도의 경향을 추정할 뿐 정확한 표면정보의 확보가 어렵다는 문제가 있었다. Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-56170 and 3-3-66495 are examples of techniques for controlling surface roughness by measuring with a stylus roughness measuring device. However, the general stylus roughness measuring method cannot obtain accurate surface information. There was a limit to the control of surface roughness. For this reason, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-32187 uses a three-dimensional surface roughness analyzer to limit the ratio between the actual surface area and the apparent surface area of the uneven portion to a specific surface area to improve the energization point to obtain excellent arc stability. In addition, as in general surface roughness, it is difficult to secure accurate surface information only by estimating the tendency of the roughness of the surface state in the macroscopic dimension.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용접용 와이어 표층부의 응력편차 및 그 표면상태를 제어함으로써 송급성 및 아크 안정성이 우수한 용접용 와이어를 제공함에 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a welding wire excellent in supplyability and arc stability by controlling the stress deviation and the surface state of the welding wire surface layer portion.

본 발명자는 용접용 와이어의 둘레방향으로 그 표층부의 응력분포가 균일하여 응력편차가 최소화 될 때 우수한 송급성 및 아아크 안정성이 확보될 수 있는 와이어를 얻을 수 있음을 발견하였다. The present inventors have found that the stress distribution of the surface layer portion is uniform in the circumferential direction of the welding wire, so that the wire can be secured with excellent supplyability and arc stability when the stress deviation is minimized.

즉, 본 발명은 용접용 와이어의 둘레방향으로의 경도편차를 소정치 이내로 규정함으로써 그 표면요철의 형상과 크기를 일정하게 제어함을 그 특징으로 한다. 상세하게 설명하면, 본 발명은 용접용 와이어의 경도편차를 규제함으로써 우수한 송급성 및 아크 안정성을 담보할 수 있는 표면상태를 갖는 용접용 와이어를 제공함에 그 특징이 있는 것이다. That is, the present invention is characterized in that the shape and size of the surface irregularities are constantly controlled by defining the hardness deviation in the circumferential direction of the welding wire within a predetermined value. In detail, the present invention is characterized by providing a welding wire having a surface state capable of ensuring excellent supplyability and arc stability by regulating the hardness deviation of the welding wire.

한편, 본 발명에서 상술한 송급성 및 아크 안정성을 담보할 수 있는 와이어 표면상태의 정보는 공개특허공보(KR)10-1997-048672호(97.7.29)의 원자간력 현미경과 프랙탈(fractal)이론을 적용한 평균 결정입자의 크기를 결정하는 방법으로부터 산정될 수 있다. 다시 말하면, 상기 공개특허공보에서의 결정입자 크기를 결정하는 방법으로부터 그래프의 기울기가 그 측정대상 영역에서 축척에 따라 그 값이 증가하는 프랙탈 축척거동(fractal scaling behavior)이 요철부의 크기 이하에서 프랙탈 성질을 보이다가 그 이상의 크기가 되면 프랙탈 성질이 없어지면서 일정하게 수렴하는 값으로부터 하기 수학식1에서 정의되는 거칠기 상관함수인 G(R)값과 측정거리(R)을 이용하여 표면상태(즉, 표면요철의 형상 및 그 크기정도)를 결정할 수 있는 것이다.On the other hand, the information of the wire surface state that can secure the above-described feedability and arc stability in the present invention is the atomic force microscope and fractal of Publication No. 10-1997-048672 (97.7.29) The theory can be estimated from the method of determining the average grain size. In other words, from the method of determining the crystal grain size in the above patent publication, the fractal scaling behavior in which the value of the graph increases as the scale is scaled in the measurement target region is less than the size of the uneven portion. When the size is higher than that, the surface state (i.e., the surface) is obtained using the roughness correlation function G (R) and the measurement distance R defined by Equation 1 below. Shape of the unevenness and the size thereof) can be determined.

따라서, 본 발명의 용접용 와이어는, 상기 와이어 둘레방향으로의 표층부에서의 경도편차(ΔHv)가 45 이내이며; 그리고 상기 와이어 표면의 측정대상영역을 원자간력 현미경 또는 이와 유사한 주사형 원자현미경을 사용하여 측정하고, 그 측정거리(R)에 따른 거칠기 상관함수인 G(R)값을 하기 수학식1을 이용하여 계산한 후 거리 R과 G(R)값을 그래프화하여 얻어진 그래프에서 일정하게 수렴하는 지점까지의 R(Å)와 G(R)(Ų)값이 각각 1.0x10⁴ ~ 2.0x10⁵, 5.0x10⁴ ~ 1.0x10⁸임을 특징으로 하는 용접용 와이어에 관한 것이다.Therefore, in the welding wire of the present invention, the hardness deviation ΔHv at the surface layer portion in the wire circumferential direction is 45 or less; In addition, the area to be measured on the surface of the wire is measured using an atomic force microscope or a similar scanning electron microscope, and the G (R) value, which is a roughness correlation function according to the measurement distance R, is obtained by using Equation 1 below. After the calculation, the distance R and G (R) values are graphed and the values R (Å) and G (R) (Å ² ) up to the point where they converge constantly are 1.0x10 ⁴ ~ 2.0x10 ⁵ , It relates to a welding wire, characterized in that 5.0x10 ⁴ ~ 1.0x10 ⁸ .

[수학식1][Equation 1]

단, 여기서 용접용 와이어 표면의 측정 대상 영역에서 임의의 위치(x,y)에서 높이로 정의되는 함수z(x,y)로 나타내고,〈....〉의 표기는 측정거리 R로부터 좌표상에 대한 평균을 나타내며, x축은 측정거리(R)로 하고, y축은 거칠기 상관함수인 G(R)로 하여 그려진 그래프가 측정거리(R)에 따라 G(R)이 증가하다가 일정상태에 이를 때까지 최초지점의 측정거리 R(Å)값과 거칠기 상관함수인 G(R)(Ų)값을 나타낸다.Here, it is represented by the function z (x, y) defined as the height at an arbitrary position (x, y) in the measurement target area of the welding wire surface, and the notation of <....> is expressed in coordinates from the measurement distance R. When the graph drawn with the x-axis is measured distance (R) and the y-axis is roughness correlation function G (R), the G (R) increases with the measured distance (R) and reaches a certain state. The measured distance R (Å) at the initial point and G (R) (Å ² ), which is a roughness correlation function, are shown.

이하, 본 발명을 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described.

먼저, 본 발명의 아아크 용접용 와이어는 그 둘레방향으로 표면으로부터 20㎛ 깊이의 표층부에서의 경도를 측정할때 얻어진 경도의 편차(ΔHv)가 45이내임을 특징으로 한다. First, the arc welding wire of the present invention is characterized in that the deviation (ΔHv) of the hardness obtained when measuring the hardness at the surface layer portion having a depth of 20 μm from the surface in the circumferential direction thereof is within 45.

본 발명자는 상기 경도의 편차(ΔHv)값이 45 보다 높으면 용접용 와이어 표면으로부터 불연속적인 잔류응력이 존재하며, 이에 따라 이들 잔류응력이 용접용 와이어를 휨 또는 비틀림 변형을 일으키게 하는 것을 발견하였다. 또한, 용접작업시 송급 케이블내의 라이너 스프링에서 송급부하가 증가함으로써 송급성능이 매우 열악해짐과 동시에 아아크성도 불안정해짐을 발견하였다. The present inventors have found that if the hardness (ΔHv) value of the hardness is higher than 45, there is a discontinuous residual stress from the surface of the welding wire, and thus these residual stresses cause the welding wire to bend or torsionally deform. In addition, it was found that the feeding performance is very poor and arcing is also unstable as the feeding load increases in the liner spring in the feeding cable during the welding operation.

상세하게 설명하면, 일반적인 자동 또는 반자동 용접에서는 용접작업 조건에 따라 송급 케이블이 여러 형태로 구부러져 있으며, 이러한 구부러진 송급 케이블내에서 송급되는 용접용 와이어는 직선상의 송급 케이블 보다 월등히 높은 송급저항을 받게된다. 특히, 용접용 와이어의 -σ 방향으로 송급 케이블이 구부러져 있을 경우에는 다소 유연한 송급특성을 보이나, +σ 방향으로 송급 케이블이 구부러져 있을 경우에는 매우 높은 송급부하 때문에 송급성능이 극히 나빠지게 되는 것이다. 그런데 이러한 현상은 용접용 와이어의 둘레방향으로의 응력편차가 심하여 양극상황이 현저할수록 뚜렷이 나타나게 되므로, 본 발명에서는 용접용 와이어의 둘레방향으로의 경도차(ΔHv)를 소정치 이내로 제한함으로써 상기 응력편차 문제를 해소할 수 있는 것이다. In detail, in general automatic or semi-automatic welding, the feed cable is bent in various forms according to the welding operation conditions, and the welding wire fed in the bent feed cable receives a much higher feed resistance than the straight feed cable. In particular, when the feeding cable is bent in the −σ direction of the welding wire, the feeding characteristics are somewhat flexible, but when the feeding cable is bent in the + σ direction, the feeding performance is extremely poor due to the very high feeding load. However, such a phenomenon becomes more pronounced as the stress deviation in the circumferential direction of the welding wire is severe and the anode situation becomes remarkable. In the present invention, the stress deviation in the circumferential direction of the welding wire is limited by a predetermined value within the predetermined value. The problem can be solved.

즉, 아아크 용접용 와이어의 둘레방향으로 그 표면으로부터 20㎛ 깊이의 표층부에서의 경도를 계속적으로 측정해 나가면 경도값이 차이가 있음을 알 수 있는데, 여기에서 경도값이 높은 표면층은 -σ 특성을, 그리고 경도값이 낮은 표면층이 +σ 특성을 나타냄을 의미한다. 그런데, 용접작업 조건에 따라 구부려지는 송급 케이블을 따라 -σ 방향으로 송급할 수도 없을뿐더러 경도를 측정하기 전에는 응력편차의 특성을 알 수도 없다. 그렇다고 각 용접작업시 마다 아아크 용접용 와이어의 경도편차(ΔHv)를 측정하여 -σ 방향으로 송급 케이블을 구부려서 할 수 없음은 너무나도 당연한 것이다. In other words, if the hardness at the surface layer portion 20 占 퐉 deep from the surface in the circumferential direction of the arc welding wire is continuously measured, the hardness value is different. Here, the surface layer having a high hardness value has a -σ characteristic. And, it means that the surface layer having a low hardness value exhibits the + σ characteristic. However, it is not possible to feed in the -σ direction along the feed cable bent according to the welding operation conditions, and the characteristics of the stress deviation are not known until the hardness is measured. However, it is no wonder that the hardness cable (ΔHv) of the arc welding wire cannot be bent in the -σ direction at each welding operation.

그러므로 본 발명에서는 그 둘레방향으로 표면으로부터 20㎛ 깊이의 표층부에서 경도를 측정할 때, 얻어지는 경도의 편차(ΔHv)가 45이내인 용접용 와이어를 제공함으로써 상술한 응력편차문제가 해결될 수 있으며, 이에 따라 우수한 송급성 및 아크 안정성의 확보가 가능한 것이다. Therefore, in the present invention, the above-described stress deviation problem can be solved by providing a welding wire having a hardness ΔHv of 45 or less when the hardness is measured at the surface layer portion 20 μm deep from the surface in the circumferential direction thereof. Accordingly, it is possible to secure excellent supplyability and arc stability.

보다 바람직하게는 월등한 송급성능과 우수한 아아크 안정성을 확보하기 위해 상기의 방법으로 얻어진 경도편차(ΔHv)가 35이내가 되도록 제어하는 것이다.More preferably, the hardness deviation ΔHv obtained by the above method is controlled to be 35 or less in order to secure superior supply performance and excellent arc stability.

한편, 상기 응력편차의 특성은 X-선 회절(X-Ray Diffraction)시험을 통해 나타내어질 수도 있으며, SEM등 이와 유사한 전자 현미경으로 관찰하여 조직의 분포와 크기의 비를 통해 응력분포를 추정할 수도 있다. 또한, 아아크 용접용 와이어 둘레방향으로 미소 원소를 정량화하는 방법과 마르텐사이트(Martensite)와 페라이트(Ferrite)의 량과 비를 정량화하는 등의 여러 가지 방법을 이용할 수도 있으나, 용접용 와이어 표면으로부터 약 20㎛ 깊이의 표층부에서의 경도분포를 마이크로 비이커스 경도계를 이용하여 측정함으로써 그 편차(ΔHv)를 나타내는 방법이 정확성 및 간편성 측면에서 가장 바람직하다.On the other hand, the characteristics of the stress deviation may be shown through X-ray diffraction (X-Ray Diffraction) test, and may be estimated by a similar electron microscope, such as SEM to estimate the stress distribution through the ratio of the distribution and size of the tissue. have. In addition, various methods such as quantifying the microelements in the circumferential direction of the arc welding wire and quantifying the amount and ratio of martensite and ferrite may be used. The method of expressing the deviation [Delta] Hv by measuring the hardness distribution in the surface layer portion having a depth of 占 퐉 using a micro-Vickers hardness tester is most preferable in view of accuracy and simplicity.

다음으로, 본 발명의 아크 용접용 와이어는 상술한 바와같이 그 표층부의 경도값의 차이(ΔHv)가 소정치 이하로 제어됨과 아울러 그 와이어 표면상태도 아래와 같이 일정수준으로 제어될 것을 요한다. Next, as described above, the arc welding wire of the present invention requires that the difference ΔHv of the hardness value of the surface layer portion is controlled to a predetermined value or less, and the wire surface state is also controlled to a predetermined level as follows.

본 발명자의 연구결과에 따르면, 용접용 와이어의 송급성 및 아크 안정성에 영향을 미치는 와이어의 표면상태는 해당 와이어의 둘레방향으로 표층부에서의 응력편차에 따라 달라지게 됨을 알게 되었는데, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다. According to the research results of the present inventors, it was found that the surface state of the wire affecting the supplyability and arc stability of the welding wire depends on the stress deviation in the surface portion in the circumferential direction of the wire. Same as

즉, 그 둘레방향으로 경도값의 차이(ΔHv)를 나타내는 용접용 와이어에 있어서, -σ 특성을 나타내는 경도값이 높은층과 +σ 특성을 나타내는 경도값이 낮은층을 원자간력 현미경(AFM : Atomic Force Microscope) 또는 이와 유사한 주사형 원자 현미경(SPM : Scanning Probe Microscope , STM : Scanning Tunneling Microscope)을 이용하여 그 측정대상 영역을 측정한다. 그리고 상기 수학식1에 의하여 거리에 따른 G(R)값을 계산한 후 거리 R과 G(R)값을 그래프화 하였을 경우, G(R)값은 작은 스케일 영역에서 축적에 따라 그 값이 증가하는 현상을 보이다가 비교적 큰 스케일 영역에서 일정한 값으로 수렴한다. 이때의 측정거리 R값을 공개특허공보(KR)10-1997-048672호(97.7.29)에서는 결정입자의 크기로 결정하고 있으며, 본 발명에서는 용접용 와이어의 표면요철의 크기로 한정할 수 있다. 그런데, 여기서 중요한 점은 측정거리 R값이 경도값이 높은층에서는 그 값이 감소하는 경향을 보이는데 반해, 경도값이 낮은층에서는 그 값이 증가하는 경향을 나타낸다는 것으로, 이는 동일조성의 용접용 와이어 표층부에서 뚜렷이 나타나는 현상이다. 다시 말하면, 이 현상은 동일소재에서 결정입자의 크기가 서로 상이할 때 결정입자의 크기는 결정입계의 면적율과 역비례한다는 이론으로부터 출발할 수 있다. That is, in the welding wire which shows the difference (ΔHv) of the hardness value in the circumferential direction, the layer having the high hardness value showing the -σ characteristic and the layer having the low hardness value showing the + σ characteristic is subjected to atomic force microscope (AFM: The area to be measured is measured using an Atomic Force Microscope (SPM) or similar scanning atomic microscope (SPM) or Scanning Tunneling Microscope (STM). When the distance R and the G (R) value are graphed after calculating the G (R) value according to the distance according to Equation 1, the G (R) value increases with accumulation in a small scale region. It converges to a constant value in a relatively large scale region. In this case, the measurement distance R value is determined by the size of crystal grains in Korean Patent Application Publication No. 10-1997-048672 (97.7.29), and in the present invention, it can be limited to the size of the surface irregularities of the welding wire. . However, the important point here is that the measured distance R value tends to decrease in the layer with high hardness value, whereas the value tends to increase in the layer with low hardness value. This is a phenomenon that is apparent in the wire surface layer. In other words, this phenomenon can be started from the theory that when the size of the crystal grains in the same material is different from each other, the size of the crystal grains is inversely proportional to the area ratio of the grain boundaries.

상세하게 설명하면, 결정입자의 수가 상대적으로 증가할 때 결정입자의 수 만큼 입계의 면적율도 증가하므로 입계의 면적율이 증가할수록 입자간의 상호인력도 증가하여 소성변형이 어렵게 된다. 즉, 입자의 크기가 작거나 입계의 면적율이 클 경우, 입자의 크기가 크거나 입계의 면적율이 작은 경우 보다 수축력이 커져 입자 크기가 작은 쪽으로 변형을 일으키게 된다. 또한, 이러한 부분은 소성변형의 저항도 높아 상대적으로 경도값도 증가한다. 더욱이, 이러한 입자의 크기는 용접용 와이어 표면의 요철부의 크기를 결정하는 주요한 요인중의 하나임도 알 수 있다. 요컨데, 입자크기가 작아지면 표면요철부의 크기도 작아지게 되고 경도치도 증가함과 더불어 상대적인 -σ특성을 나타냄과 동시에 수축변형에 이르게 되는 것이다. 또한, 수축변형시에 발생한 수축응력은 용접용 와이어의 인발제조시 마찰열과 소성변형에 기인되어, 수많은 격자결함과 격자변형에 의한 응력집적으로 결정입내의 경도치도 증가하게 될 것이다. In detail, when the number of crystal grains is relatively increased, the area ratio of grain boundaries increases by the number of crystal grains, and as the area ratio of grain boundaries increases, the mutual attraction between particles also increases, making plastic deformation difficult. That is, when the size of the particles is small or the area ratio of the grain boundary is large, the shrinkage force becomes larger than when the size of the particle is large or the area ratio of the grain boundary is small, causing deformation toward the smaller particle size. In addition, these parts also have high resistance to plastic deformation, so that the hardness value is relatively increased. Moreover, it can be seen that the size of such particles is one of the main factors for determining the size of the uneven portion of the welding wire surface. In other words, as the particle size decreases, the size of the surface irregularities decreases, the hardness increases, and the relative -σ characteristic is exhibited. In addition, the shrinkage stress generated at the time of shrinkage deformation is caused by frictional heat and plastic deformation during drawing production of the welding wire, and the hardness value in the grains will also increase due to numerous lattice defects and lattice deformation.

상술한 바와 같이, 용접용 와이어의 둘레방향으로의 경도치의 편차가 크면 클수록 -σ특성과 +σ특성에 상대적인 정도의 응력편차가 크게 나타나므로 측정대상영역에서 측정거리 R값의 상이함이 증가하게 된다. 또한, R값의 증가에 따른 거칠기 상관함수인 G(R)값도 증가하는 것이 일반적이나, 냉간신선된 용접용 와이어에서는 다소 상이할 수도 있다. 이는 냉간신선 정도와 방법 및 제어에 따라 요철부의 경도치가 상이할수 있으며, 이에 따라 거칠기 상관함수인 G(R)값도 상이할 수 있기 때문이다. 한편, 여기에서 중요한 점은 상기 측정거리 R과 거칠기 함수G(R)이 용접용 와이어의 송급성등을 평가할 수 있는 표면정보를 나타내는 상태함수라는 점에 있다. 다시 말하면, 상기 측정거리 R값은 송급케이블내에서 요철부의 마찰면적에 관계되며, 상기 G(R)값은 용접시 송급케이블내에서 마찰저항에 기인되는 주요한 요인이 된다. As described above, the larger the deviation of the hardness value in the circumferential direction of the welding wire, the larger the stress deviation relative to the -σ and + σ characteristics, so that the difference in the measured distance R value in the measurement target region increases. do. In addition, the G (R) value, which is a roughness correlation function according to the increase of the R value, is also generally increased, but may be slightly different in the cold drawn welding wire. This is because the hardness value of the uneven portion may be different according to the degree of cold drawing, the method and the control, and accordingly, the G (R) value, which is a roughness correlation function, may also be different. On the other hand, an important point here is that the measurement distance R and the roughness function G (R) are state functions indicating surface information for evaluating the feeding property of the welding wire. In other words, the measured distance R value is related to the friction area of the uneven portion in the feed cable, and the G (R) value is a major factor due to the frictional resistance in the feed cable during welding.

이런 연유로 본 발명의 용접용 와이어는 그 측정대상영역에서 R(Å)값은 1.0x10⁴ 내지 2.0x10⁵ 이고, G(R)(Ų)값은 5.0x10⁴ 내지 1.0x10 ⁸의 범위로 정의되는 표면상태를 가짐이 우수한 송급성 및 아크 안정성의 확보측면에서 바람직하다.For this reason, the welding wire of the present invention has an R (Å) value of 1.0x10 ⁴ to 2.0x10 ⁵ and a G (R) (Å ² ) value of 5.0x10 ⁴ to 1.0x10 ⁸ in the measurement target area. It is desirable to have a defined surface condition in terms of ensuring excellent supplyability and arc stability.

왜냐하면, G(R)(Ų)값이 1.0x10⁸을 초과하면 마찰저항도 증가되며, 용접용 팁내의 접점불안을 유발하여 아아크성이 열악해진다. 그리고, G(R)(Ų)값이 5.0x10⁴ 미만이면 송급롤러와 용접용 와이어간의 슬립현상이 증가하여 송급불안정이 발생하기 때문이다.If the G (R) () ² ) value exceeds 1.0x10 ⁸ , the frictional resistance also increases, causing unstable contact in the welding tip, resulting in poor arcing properties. When the G (R) (Å ² ) value is less than 5.0 × 10 ^4, the slip phenomenon between the feed roller and the welding wire increases, which causes feeding instability.

또한, R(Å)값이 2.0x10⁵를 초과하면 마찰면적이 증가하여 송급부하전류(A)가 증가하는 문제가 있는 반면에, 그 값이 1.0x10⁴ 미만이면 경도치가 증가되고 유연성도 떨어져 열악한 송급특성이 나타나기 때문이다.In addition, if the R (Å) value exceeds 2.0x10 ⁵ , the friction area is increased and the supply load current (A) is increased.However, if the value is less than 1.0x10 ⁴ , the hardness value is increased and the flexibility is poor. This is because the feeding characteristic appears.

특히, R(Å)값이 2.0x10⁵를 초과하고 G(R)(Ų)값이 5.0x10⁴ 미만일 경우는 송급시 송급롤러와의 슬립에 의해 용접용 와이어의 표면이 긁히거나 송급불안이 발생되고, R(Å)값이 1.0x10⁴ 미만이고 G(R)(Ų)값이 1.0x10⁸을 초과할 경우는 용접용 와이어의 강성이 매우 높아 송급부하가 급격히 상승하는 문제가 있다.In particular, if the R (Å) value exceeds 2.0x10 ⁵ and the G (R) (Å ² ) value is less than 5.0x10 ⁴ , the surface of the welding wire may be scratched or unstable due to slip with the feed roller during feeding. When the R (Å) value is less than 1.0x10 ⁴ and the G (R) (Å ² ) value is more than 1.0x10 ⁸ , the rigidity of the welding wire is very high, and there is a problem that the supply load rapidly rises.

상술한 바와 같이, 본 발명은 그 둘레방향으로의 경도값의 차이(ΔHv)를 일정치이하로 제한함과 아울러, 그 표면상태를 일정 수준으로 제한함으로써 송급성 및 아크 안정성이 우수한 아크 용접용 와이어의 제공이 가능한 것이다. As described above, the present invention limits the difference (ΔHv) of the hardness value in the circumferential direction to a predetermined value or less, and also limits the surface state to a certain level, thereby providing excellent arc feeding and arc stability. It is possible to provide.

또한, 본 발명의 와이어는 그 종류에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 아크 용접용 솔리드 와이어뿐만 아니라 플럭스 충전 와이어라도 그 와이어가 둘레방향으로의 경도편차 및 그 표면상태가 본 발명의 범위에 속하는 것이라면 모두 본 발명의 범위에 속하는 것이다.In addition, the wire of this invention is not limited to the kind. In other words, not only the solid wire for arc welding but also the flux-filled wire are all within the scope of the present invention as long as the wire has a hardness deviation in the circumferential direction and the surface state thereof falls within the scope of the present invention.

한편, 본 발명에서는 원자간력 현미경을 사용하였는데, 그 이유는 다음과 같다. Meanwhile, in the present invention, an atomic force microscope was used, for the following reason.

상기 원자간력 현미경은 일반적인 촉침식과는 달리 마이크로 머시닝으로 제조된 크기가 길이100㎛ x 폭10㎛ x 두께1㎛으로서 아주 작아 미세한 힘에 의해서도 아래위로 쉽게 휘어지도록 만들어진 캔틸레버(Cantilever)를 사용하며, 캔틸레버의 끝 부분에는 원자 몇 개만이 존재하는 아주 뾰족한 바늘이 달려 있어 매우 첨예하다. 이 탐침을 용접용 와이어 표면에 원자 한 두개 크기의 간격(~0.5㎚)으로 가까이 접근시키면 탐침 끝의 원자와 용접용 와이어 표면의 원자 사이에 서로의 간격에 따라 인력과 척력이 작용한다. 접촉모드(Contact mode)에서는 척력을 사용하는데 그 힘의 크기는 1~10nN 정도로 아주 미세하지만 캔틸레버 역시 아주 민감하므로 그 힘에 의해 휘어지게 된다. 이 캔틸레버가 아래위로 휘는 것을 측정하기 위하여 레이져 광선을 캔틸레버에 비추고 캔틸레버 윗면에서 반사된 각도를 포토다이오드(Photodiode)등을 사용하여 측정한다. 이렇게 하면 바늘 끝의 움직임을 구동기에 피드-벡(feedback)하여 원자간력 현미경의 캔틸레버가 일정하게 휘도록 유지시키면 탐침 끝과 용접용 와이어 표면사이의 간격도 일정해지므로 용접용 와이어 표면의 형상에 따라 서서히 이동하면서 표면형상의 정보을 나타낼수 있는 것이다.The atomic force microscope uses a cantilever that is made to be easily bent up and down even by a small force, which is made of micromachining, having a length of 100 μm x 10 μm x thickness of 1 μm, unlike a general hand type. The tip of the cantilever is very sharp, with a very sharp needle with only a few atoms. Approaching the probe close to the welding wire surface at an interval of one to two atoms (~ 0.5 nm), the attraction and repulsive force act according to the distance between the atoms at the tip of the probe and the atoms of the welding wire surface. In the contact mode, the repulsive force is used. The magnitude of the force is very fine, such as 1 to 10 nN, but the cantilever is also very sensitive and is bent by the force. In order to measure the bending of the cantilever up and down, the laser beam is reflected on the cantilever and the angle reflected from the upper surface of the cantilever is measured using a photodiode or the like. This will feed back the movement of the tip of the needle into the actuator, keeping the cantilever of the atomic force microscope constant, so that the spacing between the tip of the probe and the surface of the welding wire will be constant. It can slowly move along and display the surface shape information.

이에 대하여, 비접촉모드(Non-contact mode)에서는 원자사이의 인력을 사용하는데 그 힘의 크기는 0.1~0.01nN 정도로 용접용 와이어 표면에 인가하여 용접용 와이어 표면과의 원자간의 인력에 의한 고유진동수를 이용하여 진폭과 위상의 변화를 측정하여 용접용 와이어의 표면형상을 나타낼수 있다. 그리고 일반적으로 표면을 관찰하는 주사식 전자현미경(SEM)은 광학적 원리를 이용한 것으로 배율이 최고 수십만 배인데 비해 원자간력 현미경은 최고 수천만 배로서 개개의 원자를 관찰할수 있는 높은 분해능을 가지고 있다는 점에서 양자는 구별된다. 또한, 투과식 전자현미경(TEM)은 수평방향의 분해능은 원자단위이나, 수직방향의 분해능은 훨씬 떨어져 개개의 원자를 관찰할 수는 없는데 반하여, 원자간력 현미경의 수직방향의 분해능은 수평방향보다 더욱 좋아서 원자 지름의 수십 분의 일(0.01㎚)까지도 측정해낼 수도 있다는 점에서 서로 상이하다. On the other hand, in non-contact mode, the attraction between atoms is used, and the magnitude of force is applied to the welding wire surface at about 0.1 ~ 0.01nN, so that the natural frequency due to the attraction between atoms with the welding wire surface is applied. By measuring the change in amplitude and phase, the surface shape of the welding wire can be represented. In general, the scanning electron microscope (SEM) that observes the surface uses an optical principle, and the magnification is up to several hundred thousand times, whereas the atomic force microscope has up to tens of millions times that it has a high resolution of observing individual atoms. Both are distinct. In addition, in the transmission electron microscope (TEM), the horizontal resolution is atomic units, but the vertical resolution is much lower so that individual atoms cannot be observed, whereas the vertical resolution of an atomic force microscope is lower than that of the horizontal direction. Even better, they can measure up to one tenth of the atomic diameter (0.01 nm).

상술한 바와 같이, 일반적인 촉침식 거칠기 측정장치 뿐만아니라 전자현미경으로는 용접용 와이어 표면의 요철상태를 구체적으로 형상화하고 제어하기란 실제상 불가능하며, 아울러 전자선 3차원 조도측정장치 역시 전자현미경의 일종으로 용접용 와이어의 표면상태를 구체화함에 부적절함을 알 수 있다. 그러므로 본 발명에서는 용접용 와이어 표면의 요철상태를 구체적으로 형상화할 수 있는 장치인 원자간력 현미경을 사용하고, 이에 의해 원자간에 상호작용하는 원자간력을 이용하여 용접용 와이어의 표면상태를 분석하고 제어함으로써 우수한 송급성과 아아크 안정성울 담보할 수 있는 와이어의 표면상태를 규정할 수 있는 것이다. As described above, in addition to the general stylus roughness measuring device, it is practically impossible to specifically shape and control the uneven state of the welding wire surface with the electron microscope, and the electron beam three-dimensional roughness measuring device is also a kind of electron microscope. It can be seen that it is inappropriate to specify the surface state of the welding wire. Therefore, the present invention uses an atomic force microscope, which is a device that can specifically shape the uneven state of the surface of the welding wire, thereby analyzing the surface state of the welding wire using the atomic force interacting between atoms By controlling, it is possible to define the surface condition of the wire which can guarantee excellent supplying and arc stability.

이하, 발명의 아크 용접용 와이어의 제조법을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the arc welding wire of this invention is demonstrated.

먼저 솔리드 와이어의 제조에 있어서는, 열간압연 또는 인발하여 제조되어진 직경5.5mm 내지 8.0mm인 선재(와이어)를 화학적 또는 물리화학적으로 산세척하여 표면의 스케일을 완전히 제거한 다음 미지근한 온수로 깨끗이 씻어내기를 여러회 거듭한다. 이때, 압연롤 자국 또는 선긁힘이 없는 선재(와이어)를 선택함에 주의해야 한다. 그리고 장시간의 산세척으로 산침식 일어나지 않도록 유의해야 하며, 수소가스의 발생으로 인한 수소취성등은 특히 주의해야 한다. 또한, 스머트(smut)등의 오염 물질의 발생과 부착으로 야기되는 신선시의 윤활제의 운반 및 취입 곤란성이 신선성을 저해하는 요인이 되지 않도록 적절한 산세척을 하는 것이 바람직하다. First, in the manufacture of solid wire, hot or cold drawn wire (5.5) to 8.0mm diameter wire (wire) is chemically or physicochemically pickled to completely remove the scale of the surface, and then rinsed with lukewarm hot water. Repeated times. At this time, care should be taken in selecting wire rods (wires) without rolling roll marks or line scratches. Care should be taken to avoid acid erosion by prolonged pickling, and especially the hydrogen embrittlement caused by the generation of hydrogen gas. In addition, it is preferable to perform proper pickling so that the difficulty of transporting and blowing the lubricant during freshness caused by the generation and adhesion of contaminants such as smuts does not hinder freshness.

그리고, 신선시 윤활제의 운반 및 취입성을 향상시키기 위하여 윤활피막을 형성하되, 종래의 석회피막이나 보락스(Na₂B₄O₇.10H₂O 또는 Na₂B₄O₇.5H₂O)의 피막등은 흡습성이 매우 높아 기온 및 습도 변화에 따라 신선작업성이 현저한 차이가 있으므로 충분한 건조와 습도 관리가 요구된다. 특히, 보락스(Na₂B₄O₇.10H₂O 또는 Na₂B₄O₇.5H₂O)는 피막의 형성 후 표면 거칠기가 0.1~0.2㎛(농도 150~300g/ℓ)으로 매우 완만하므로 윤활제의 운반 및 취입이 다소 부족한 편이다. 그리고 흡습율이 약 15~25%(10~25일)이므로 항상 수분을 함유함과 동시에 시간의 경과에 따라 흡습율이 높아지게 되므로 신선작업시 피막이 벗겨지거나 무수물의 생성으로 신선작업성을 현저히 감소시킬 수 있다. 따라서, 신선작업시 신선 다이스와 용접용 와이어간의 직접적인 마찰에 근접하게 되어 표면응력도 현저히 증가됨과 동시에 그 응력편차도 증가할 수 있으므로, 상기 보락스(Borax)로서 Na₂B₄O₇.2H₂O를 사용함이 보다 효과적이다. 왜냐하면 Na₂B₄O₇.2H₂O이 Na₂B₄O ₇.10H₂O 또는 Na₂B₄O₇.5H₂O에 비해 흡습율이 매우 낮음과 아울러 표면 거칠기도 커서 신선작업시 효과적인 용접용 와이어를 얻을수 있기 때문이다.In addition, a lubricating film is formed in order to improve the transport and blowing property of the lubricating agent during drawing, and the conventional lime coating or borax (Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O or Na ₂ B ₄ O ₇ .5H ₂ O) Due to the very high hygroscopicity of the film, there is a remarkable difference in fresh workability according to changes in temperature and humidity. In particular, borax _{(Na 2 B 4 O 7 .10H} 2 O or _{Na 2 B 4 O 7 .5H 2} O) after formation of the coating film surface roughness of 0.1 to very gentle to 0.2㎛ (concentration of 150 ~ 300g / ℓ) Therefore, the transport and blowing of the lubricant is somewhat lacking. And since the moisture absorption rate is about 15-25% (10-25 days), the moisture absorption rate is always increased and the moisture absorption rate increases with the passage of time. Can be. Therefore, the wire stress is close to the direct friction between the drawing die and the welding wire in the drawing work, the surface stress can be significantly increased and the stress deviation can also increase, so as the borax (Borax) Na ₂ B ₄ O ₇ .2H ₂ O Using is more effective. Because Na ₂ B ₄ O ₇ .2H ₂ O has a very low moisture absorption rate and surface roughness compared to Na ₂ B ₄ O ₇ .10H ₂ O or Na ₂ B ₄ O ₇ .5H ₂ O This is because a welding wire can be obtained.

만일, 보락스로서 Na₂B₄O₇.5H₂O을 적용코져 한다면 피막형성후 지체없이 건조하여 신선하는 연속공정이 보다 효율적이다. 왜냐하면, 수분 흡습율이 높은 Na₂B₄O₇.5H₂O 피막은 정체시간을 최소화함으로 흡습량을 줄일수 있으며, 침지식보다는 연속공정을 선택함으로서 용접용 와이어 표면에 골고루 피막을 형성할 수가 있기 때문이다.If, as borax continuous process for fresh and dried immediately after film formation, if kojyeo apply _{Na 2 B 4 O 7 .5H 2} O is more efficient. _{Because, Na 2 B 4 O 7 .5H} 2 O film with high moisture absorption rate can reduce the amount of moisture absorption by minimizing the holdup time, possible to form a film uniformly on the surface for the welding wire by selecting a continuous process rather than immersion Because there is.

또한, 보락스로서 Na₂B₄O₇.H₂O 또는 Na₂B₄ O₇을 사용할 수도 있으나, 고온(400~600℃)에서 용해되므로 침지시 용접용 와이어 표면에 고온 산화물(스케일)이 형성되어 그 제거하기가 곤란하며, 아울러 고온 산화물에 의해 신선성을 해칠수 있다는 문제가 있다.In addition, Na ₂ B ₄ O ₇ .H ₂ O or Na ₂ B ₄ O ₇ may be used as the borax, but since it is dissolved at a high temperature (400 to 600 ° C.), a hot oxide (scale) is formed on the surface of the welding wire during immersion. There is a problem that it is difficult to remove it, and the freshness may be impaired by high temperature oxide.

또한, Zn계-인산염(Zn₃(PO₄).4H₂O)을 피막하는 방법은 낮은 흡습율과 높은 표면 거칠기등으로 신선성을 보다 향상시키는 효과는 있으나, 신선 후 잔존된 Zn계-인산염(Zn₃(PO₄).4H₂O)을 제거하기가 매우 어렵다. 물론 이 경우 NaOH 또는 알카리 계면활성제등으로 제거하는 방법이 사용되고는 있으나, 입계에 착색된 Zn계-인산염(Zn₃(PO₄).4H₂O)은 쉽게 제거되지 않는다. 그리고 이러한 잔존 Zn계-인산염(Zn₃(PO₄).4H₂O)은 신선시 입계 사이에서 섬유조직이 늘어나는 것을 방해하기도 하며, 철과 인산화합물을 형성하여 특정 입계에서 응력을 집적시키므로 응력편차를 가져올수도 있으며, 더불어 구리도금시 불안정한 도금층을 형성하여 도금박리등의 원인이 될 수 도 있다. 따라서 이러한 문제점 때문에 전처리 피막을 선택적으로 선택하되, 흡습성이 낮으며 피막성이 뛰어난 염(salt)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염(salt)의 종류는 그 사용용도에 따라 여러 가지가 있으나, 일반적으로 흡습율이 5~10%(10~25일)이다. 그리고, 피막의 형성 후 표면 거칠기는 1.0~3.5㎛(농도 150~300g/ℓ) 이므로 신선작업시 대량의 윤활제를 운반 및 취입하는데 매우 효과적이다.In addition, the method of coating Zn-phosphate (Zn ₃ (PO ₄ ) .4H ₂ O) has the effect of improving freshness due to low moisture absorption and high surface roughness, but Zn-phosphate remaining after drawing It is very difficult to remove (Zn ₃ (PO ₄ ) .4H ₂ O). Of course, in this case, a method of removing with NaOH or an alkali surfactant is used, but the colored Zn-phosphate (Zn ₃ (PO ₄ ) .4H ₂ O) at the grain boundary is not easily removed. In addition, the remaining Zn-phosphate (Zn ₃ (PO ₄ ) .4H ₂ O) may interfere with the stretching of the fibrous tissue between grain boundaries during freshness, and stress differences due to the formation of iron and phosphate compounds to accumulate stress at specific grain boundaries. In addition, it may cause unstable plating layer during copper plating and may cause plating peeling. Therefore, due to these problems, it is preferable to select a pretreatment coating, but to use a salt having low hygroscopicity and excellent coating properties. There are various kinds of salts depending on their use, but the moisture absorption rate is generally 5-10% (10-25 days). In addition, since the surface roughness after the formation of the coating is 1.0 ~ 3.5㎛ (concentration 150 ~ 300g / ℓ), it is very effective for transporting and blowing a large amount of lubricant during the fresh work.

신선방법에 있어서는 건식신선이 보다 효과적이되, 솔리드 와이어 단면을 단계적으로 축소시키는 여러 개의 신선용 다이스를 회전시키고, 회전방향을 솔리드 와이어 신선방향의 직각으로 여러 개의 신선용 다이스를 시계방향의 회전과 시계반대방향의 회전으로 엇갈리게 회전시킴이 솔리드 와이어의 표층부 응력특성을 균일하게 함에 보다 효과적이다. 이렇게 함으로써 용접용 와이어 둘레방향으로 불연속적인 응력분포를 연속적으로 분산시킴에 매우 효과적이고, 아울러 양극의 응력편차를 상쇄시키는 작용도 할 수 있기 때문이다. 물론 이에 따라 전체적으로 미소하게 경도분포의 증가를 초래할 수 있으나 이는 그다지 문제가 되지 않는다. 다만, 취약하여 유연성이 없을 때까지 경도가 높아서는 곤란하며, 반대로 연화될 정도로 경도가 너무 낮아서는 더욱 곤란하다. 따라서, 적당한 유연성을 갖도록 제어하는 것이 중요하며, 이를 위해 응력의 평형을 유지하는 것이 보다 효과적이다. In the drawing method, dry drawing is more effective, but it is possible to rotate several drawing dies that gradually reduce the cross section of the solid wire, and rotate the drawing dies in a clockwise direction at a right angle to the solid wire drawing direction. The staggered rotation with counterclockwise rotation is more effective in making the surface stress characteristics of the solid wire uniform. This is very effective in continuously dispersing the discontinuous stress distribution in the circumferential direction of the welding wire, and also can cancel the stress deviation of the anode. Of course, this may result in a slight increase in the hardness distribution as a whole, but this is not a problem. However, it is difficult to have a high hardness until the softness is not vulnerable and, on the contrary, the hardness is too low so as to soften. Therefore, it is important to control so as to have moderate flexibility, and it is more effective to balance the stresses for this purpose.

건식신선용 윤활제는 솔리드 와이어의 강성에 따라 연화점이 높은 Na계, Mo계, W계, Li계 또는 Ca-Mo계, Ca-W계, Ca-Li계등을 선택적으로 사용하는데, 신선 윤활제의 효과적인 취입을 위하여 윤활제의 입도와 비중을 충분히 고려하고, 아울러 신선 윤활제의 정체로 탄화가 일어나지 않도록 와류장치를 도입하여 신선 윤활제의 충분한 와류가 일어나도록 한다. 또한, 신선시 마찰온도의 증가로 신선용 다이스의 급속한 마모와 건식윤활제의 탄화를 방지하고 솔리드 와이어 표면에 열적터짐등의 표면결함이 발생하지 않도록 신선용 다이스의 직접냉각방식을 채택함이 바람직하다. 상술한 전처리와 신선방법은 솔리드 와이어의 표층부의 응력편차를 감소시키는데 매우 효과적이며, 아울러 신선속도도 종래에 10~20m/sec에서 25~35m/sec로 고속화가 가능하다.Dry wire lubricants selectively use Na-based, Mo-based, W-based, Li-based or Ca-Mo-based, Ca-W-based, or Ca-Li-based softeners depending on the rigidity of the solid wire. Consider the particle size and specific gravity of the lubricant for blowing, and introduce a vortex system so that sufficient vortex of the fresh lubricant occurs so that carbonization does not occur due to stagnation of the fresh lubricant. In addition, it is desirable to adopt the direct cooling method of the drawing dies to prevent rapid wear of the drawing dies and carbonization of the dry lubricant due to the increase of the friction temperature during drawing and to prevent surface defects such as thermal bursts on the solid wire surface. . The above-described pretreatment and drawing method are very effective in reducing the stress deviation of the surface layer portion of the solid wire, and the drawing speed can also be speeded up from 25 to 35 m / sec from 10 to 20 m / sec.

한편, 습식신선으로 신선된 솔리드 와이어는 단계적인 신선이 진행되면서 점진적으로 응력의 편차가 심화된다. 이것은 습식신선에서의 마찰계수가 건식신선보다 10배 이상으로 작용함과 아울러, 습식윤활제 속에 분산된 철분과 탄화물의 찌꺼기가 솔리드 와이어 표면을 긁거나 소착되는 문제 때문에 솔리드 와이어의 섬유조직을 균일하게 얻을 수 없음에 기인한다. 물론, 신선 속도를 느리게 하고, 습식윤활제중에 분산된 철분과 탄화물 찌꺼기를 필터등으로 걸러내면서 청정하게 하고, 신선용 다이스를 회전시키는 방법도 가능하겠으나, 습식윤활제의 급속한 노화와 마찰계수의 증가등으로 산업상 유용하게 적용하기 곤란하며, 더불어 복잡한 제조공법이 필요하다는 점에서 바람직하지 않다. On the other hand, the solid wire drawn by wet drawing gradually increases the stress variation as the drawing is progressed step by step. This is because the friction coefficient in wet drawing is 10 times higher than that in dry drawing, and the uniformity of the fiber structure of the solid wire is obtained evenly due to the problem of scraping or sintering of the solid wire surface with iron and carbide particles dispersed in the wet lubricant. It is due to the inability to be. Of course, it is possible to slow down the drawing speed, filter the iron and carbide residues dispersed in the wet lubricant with a filter or the like, and rotate the die for rotation, but due to the rapid aging of the wet lubricant and an increase in the coefficient of friction, etc. It is not preferable because it is difficult to apply industrially usefully, and a complicated manufacturing method is required.

솔리드 와이어 표층부의 응력편차를 감소시키기 위하여 응력제거 열처리를 하는 방법도 고려될 수 있는데, 일반적인 응력제거 열처리는 솔리드 와이어 전체를 연화시켜 용접작업시 송급 케이블내에서 미소한 마찰저항에 의해 솔리드 와이어가 구겨지거나 꺾여지는 현상 때문에 우수한 송급특성을 얻을 수 없다. 특히, 구부러진 송급 케이블내에서는 이러한 현상이 더욱 악화될 수 있다. In order to reduce the stress deviation of the surface of the solid wire, a method of stress relief heat treatment may also be considered. In general, stress relief heat treatment softens the entire solid wire and causes the solid wire to be wrinkled by a small frictional resistance in the feed cable during welding. It is not possible to obtain excellent feeding characteristics because of the phenomenon of being cut or bent. In particular, this phenomenon may be exacerbated in a bent feed cable.

이에 본 발명자는 솔리드 와이어 표층부만의 응력을 제거하고자 연구를 거듭한 결과, 고주파 열처리를 통하여 솔리드 와이어 표층부의 응력을 효과적으로 제거할 수 있음을 발견했다. 즉, 솔리드 와이어의 신선 후, 구리도금을 행하기 위하여 표면의 유지분과 이물질을 제거하기 위한 탈지 전에 고주파 유도식 가열로를 설치하고, 연속적인 탈지 및 도금작업을 진행함과 동시에 신선으로 불균일하게 형성된 응력을 해소할 수 있는 것이다. Accordingly, the inventors of the present invention have repeatedly studied to remove stress of only the solid wire surface layer, and found that the stress of the solid wire surface layer can be effectively removed through high frequency heat treatment. In other words, after wire drawing of solid wire, high frequency induction heating furnace is installed before degreasing to remove oil and foreign substances on the surface in order to perform copper plating. It can relieve stress.

상기 방법은 솔리드 와이어의 강성을 그대로 유지하면서도 표층부의 응력을 해소함과 동시에 응력편차를 줄이는데 매우 효과적이며, 아울러 고주파 열처리에 의해 솔리드 와이어 표면에 잔존되는 윤활제를 태워 쉽게 제거할 수 있다. 또한, 열처리에 의한 고온 스케일도 거의 형성되지 않으며, 비록 형성되더라도 탈지-산세공정을 거치면서 완전히 제거할 수 있다. 또한, 승온된 솔리드 와이어 표면은 탈지-산세-도금공정의 각 공정마다 효과적인 작용을 하며, 도금되지 않는 솔리드 와이어도 동일 공정에서 탈지-산세-탈지공정을 추가시킴으로 인해 응력편차를 감소시킬수 있다. 물론, 종래에도 탈지공정전에 화염을 분사시켜 용접용 와이어의 유지분을 제거하는 방법으로 일부 사용되어 졌으나, 용접용 와이어 표층부의 응력편차를 감소시킬 수 있을 정도의 역할은 하지 못하였다.The method is very effective in relieving the stress at the surface layer and reducing the stress deviation while maintaining the rigidity of the solid wire, and can easily remove the lubricant remaining on the solid wire surface by high frequency heat treatment. In addition, a high temperature scale by heat treatment is hardly formed, and even if formed, it can be completely removed through a degreasing-pickling process. In addition, the heated solid wire surface is effective in each process of the degreasing-pickling-plating process, and the non-plated solid wire can reduce the stress deviation by adding the degreasing-pickling-degreasing process in the same process. Of course, some of the conventional methods have been used as a method of removing the oil of the welding wire by spraying a flame before the degreasing process, but did not play a role that can reduce the stress deviation of the surface portion of the welding wire.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 그 전처리와 신선공정을 제어함으로써 솔리드 와이어 표층부의 잔류응력의 편차를 감소시킬 수 있으며, 아울러 고주파 유도식 가열로에 의한 고주파 열처리 방법의 제어도 와이어 표층부의 잔류응력의 편차를 감소하는데 매우 효과적임을 알 수 있다. 더욱이, 상기 방법들을 모두 선택하여 제어할 경우, 그 표층부의 잔류응력 편차를 더욱 작게 감소시킬수 있으며, 매우 일정수준을 유지하는 표면상태의 솔리드 와이어(용접용 와이어)를 얻을 수 있는 것이다. As described above, in the present invention, by controlling the pretreatment and the drawing process, the variation of the residual stress in the solid wire surface layer portion can be reduced, and the control of the high frequency heat treatment method by the high frequency induction heating furnace also controls the residual stress in the wire surface layer portion. It can be seen that it is very effective in reducing the deviation. Furthermore, when all of the above methods are selected and controlled, the residual stress variation of the surface layer portion can be further reduced, and a solid wire (welding wire) having a surface state which is maintained at a very constant level can be obtained.

다음으로, 본 발명에 부합하는 플럭스 충전 와이어의 제조에 대해 설명한다.Next, the manufacture of the flux filling wire which concerns on this invention is demonstrated.

먼저, 표면에 찍힘 또는 긁힘등의 표면결함이 없으며 두께가 0.2mm 내지 1.0mm이고 폭이 10mm 내외인 얇은 냉연강판을 선택하되, 두께와 폭의 오차가 작은 냉연강판을 선택하여야 한다. 만일, 냉연강판의 두께와 폭이 불규칙하면 성형 후 신선시 응력편차가 현저히 증가하는 문제가 있다. 그리고, 성형 전에 성형롤과 냉연강판의 직접적이 마찰을 최소화하기 위해 냉연강판의 이면에 유지분이 풍부한 금속비누로 구성된 완충제를 도포한다. 그런 연후, ∪형 가공롤 사이로 통과시켜 그 단면을 ∪형상으로 중간성형시키고, 계속해서 ∪형상의 오목부에 플럭스를 플럭스 공급기로부터 충전시킨다. 그 다음으로 성형롤을 통과시켜 단면을 튜브형 용접와이어로 성형시킨 연후 최종적인 신선에 의해 소정의 직경을 갖는 여러 종류의 플럭스 충전 와이어를 얻을 수 있다. First, a thin cold rolled steel sheet having a thickness of 0.2 mm to 1.0 mm and a width of about 10 mm without a surface defect such as stamping or scratching is selected, but a cold rolled steel sheet having a small thickness and width error should be selected. If the thickness and width of the cold rolled steel sheet is irregular, there is a problem that the stress deviation during drawing is increased significantly. Then, before molding, a buffer composed of a metal soap rich in oil is applied to the rear surface of the cold rolled steel sheet in order to minimize friction between the forming roll and the cold rolled steel sheet. After such extension, the cross section is intermediately formed into a X-shape by passing through the X-shaped work roll, and then the flux is filled from the flux feeder into the X-shaped recess. Then, after forming the cross section by tubular welding wire by passing the forming roll, various kinds of flux filling wires having a predetermined diameter can be obtained by final drawing.

이때, 솔리드 와이어의 제조와 동일한 방법으로 플럭스 충전 와이어 단면을 단계적으로 축소시키는 여러 개의 신선용 다이스를 회전시키고, 아울러 회전방향을 용접용 와이어 신선방향의 직각으로 여러 개의 신선용 다이스를 시계방향의 회전과 시계반대방향의 회전으로 엇갈리게 회전시킴으로 인해 용접용 와이어의 표층부 응력특성을 균일하게 얻을 수 있다. At this time, in the same manner as the manufacture of the solid wire, a plurality of drawing dies for gradually reducing the cross section of the flux-filled wire are rotated, and a plurality of drawing dies are rotated clockwise at a right angle to the welding wire drawing direction. By staggering rotation with counterclockwise rotation, the stress characteristics of the surface layer of the welding wire can be obtained uniformly.

한편, 산화 열처리 플럭스 충전 와이어의 제조에 있어서, 윤활제로서 성형시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용하는 것이 효과적이며, 신선시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용하고, 금속비누계에 계면활성제를 첨가한 윤활제를 물과 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, in the production of the oxidizing heat treatment flux filled wire, when a lubricant molding, it is effective to use a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on Ca-based lubricants, when fresh a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on Ca-based lubricant It is preferable to use and dilute the lubricant which added surfactant to the metal soap system with water.

특히, 신선시에는 건식신선 윤활제의 효과적인 취입과 윤활제가 균일하게 도포 되도록 윤활제의 입도와 비중을 충분히 고려하고, 신선 윤활제의 정체로 탄화가 일어나지 않도록 와류장치를 도입하여 신선 윤활제의 충분한 와류가 일어나도록 하였다. 또한, 신선시 마찰온도의 증가로 신선용 다이스의 급속한 마모와 건식윤활제의 탄화를 방지하고 용접용 와이어 표면에 열적터짐등의 표면결함이 발생하지 않도록 신선용 다이스의 직접냉각방식을 채택하였다. Particularly, during fresh drawing, consider the particle size and specific gravity of the lubricant so that the effective blowing of the dry fresh lubricant and the lubricant are uniformly applied, and introduce a vortex device so that sufficient vortex of the fresh lubricant occurs so that carbonization does not occur due to the stagnation of the fresh lubricant. It was. In addition, the direct cooling method of the dies for drawing is adopted to prevent rapid wear of the drawing dies and carbonization of the dry lubricant due to the increase of friction temperature during drawing and to prevent surface defects such as thermal bursts on the welding wire surface.

상기와 같이 제조된 플럭스 충전 와이어는 산화 열처리 정도가 불균일하지 않도록 소용량 보빈에 두루 감고, 아울러 열전달이 고루 이루어질 수 있도록 약 300~400℃에서 장시간 산화 열처리한다. 이때, 플럭스 충전 와이어 외피 표면에 잔존하는 윤활제를 탄화시키거나, 단단하고 검은 표피층으로 형성된 저온 철산화물층 또는 질화물층등의 보호피막을 형성한다.Flux-filled wire prepared as described above is wound around a small-capacity bobbin so that the degree of oxidization heat treatment is not uneven, and oxidative heat treatment at about 300 ~ 400 ℃ for a long time so that heat transfer can be evenly made. At this time, the lubricant remaining on the surface of the flux-filled wire shell is carbonized, or a protective film such as a low temperature iron oxide layer or a nitride layer formed of a hard black skin layer is formed.

이에 대하여, 무산화 열처리 플럭스 충전 와이어의 제조에 있어서는, 윤활제로서 성형시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용하고, 신선시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용함과 동시에 Na계 윤활제 또는 Na-Si계 윤활제를 물과 희석하여 사용하는 것이 바람직하다.Thus, in the production of collapsed heat treatment flux charging wire for, when as a lubricant molding, using a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on Ca-based lubricant, using a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on Ca-based lubricant at the time of fresh At the same time, it is preferable to use Na-based lubricant or Na-Si-based lubricant diluted with water.

그리고 무열처리 플럭스 충전 와이어의 제조에 있어서는, 윤활제로서 성형시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용하고, 신선시에는 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용함과 동시에 Na계 윤활제 또는 Na-Si계 윤활제를 물과 희석하여 사용함이 바람직하며, 더불어 신선 후 플럭스 충전 와이어 표면을 고속으로 광택 연마함이 표면의 응력편차를 상쇄시킴에 효과적으로 작용한다.And in the production of muyeol treatment flux filled wire, when a lubricant molding, By using a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on, the Ca-based lubricant when using a mixture of MoS ₂ or WS ₂ on Ca-based lubricant, and fresh Na It is preferable to use a diluent based on dilution with water or a Na-Si based lubricant, and polishing the surface of the flux-filled wire at high speed after drawing is effective in canceling the stress deviation of the surface.

또한, 상기 광택연마 후 송급시 마찰저항을 감소시키기 위하여 플럭스 충전 와이어 표면에 프레온 용매와 석유계 윤활유를 희석하여 스프레이 또는 정전도포 한 후, Ca-Mo-Zn계의 윤활제를 이용하여 다시 한번 분산도포 한다.In addition, after spraying or electrostatic coating by diluting the freon solvent and the petroleum-based lubricant on the surface of the flux-filled wire in order to reduce the frictional resistance during the polishing and polishing, the dispersion coating is once again applied using a Ca-Mo-Zn-based lubricant. do.

또한, ∪형 가공롤과 성형롤을 이용하여 플럭스가 충전된 플럭스 충전와이어를 제조하고, 외피의 이음부를 고주파 용접하고 그 돌기부를 제거한 후 Ca계 윤활제에 MoS₂ 또는 WS₂를 혼합하여 사용함과 동시에 Na계 윤활제 또는 Na-Si계 윤활제를 물과 희석하여 신선한다. 상기 신선 후 플럭스 충전 와이어 표면을 고속으로 광택 연마하고, 다음으로 고주파 유도식 가열로에 통과시켜 순간적인 유도열로 외피 표층부만을 응력제거 열처리 행한 후 연속적인 탈지 및 구리도금작업을 시행한다. 단, 고주파 유도식 가열로에 의해 표층부의 응력제거시 외피내의 플럭스에 열영향이 없도록 순간적인 유도열를 이용하여 표층부의 응력편차를 감소하여야 한다.In addition, a flux-filled wire filled with flux is manufactured by using a ∪-shaped processing roll and a forming roll, and high frequency welding of the joint of the outer shell and removal of the protrusion is performed by mixing MoS ₂ or WS ₂ with Ca-based lubricant. The Na-based or Na-Si-based lubricant is diluted with water and fresh. After drawing, the surface of the flux-filled wire is polished and polished at high speed, and then passed through a high frequency induction furnace to perform stress relief heat treatment on the outer skin layer only with instantaneous induction heat, followed by continuous degreasing and copper plating. However, the stress deviation of the surface layer should be reduced by using instantaneous induction heat so that there is no heat effect on the flux in the outer shell during stress relief by the high frequency induction furnace.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

(실시예)(Example)

스풀 및 팩에 감겨지거나 수납되어진 용접용 와이어 또는 이와 유사하게 감겨지거나 수납되어진 용접용 와이어에서 샘플링되어 그 길이가 동전 크기가 되도록 여러 개를 잘라내되, 감겨지거나 수납되어진 용접용 와이어를 10kg 간격으로 수회 샘플링하였다. 잘려진 여러 개의 샘플은 육안으로 확인하여 긁힘 또는 찍힘등의 흠이 없는 샘플을 선택하고, 아세톤과 알콜에서 각각 5분간 초음파 세척 후 건조하였다. 단, 도금된 샘플의 하지표면은 NH₄OH 용액과 증류수를 1:1로 혼합한 용액으로 도금층을 벗겨낸 후 초음파 세척하여 건조하였다. 그리고, 동전 크기의 지그에 샘플링된 용접용 와이어 굵기의 홈을 내고 용접용 와이어가 움직이지 않도록 접착제로 고정하였다. 이러한 방법으로 플럭스 충전 와이어와 솔리드 와이어의 시료를 제작하였으며, 도금된 시료와 도금되지 않은 시료, 그리고 도금을 벗겨낸 시료등으로 구분하여 마련하였다.Samples of welding wire wound or housed in spools and packs, or similarly wound or housed weld wires, are cut so that their length is coin-sized, and the wound or housed welding wire is repeated several times at 10 kg intervals. Sampled. Several cut samples were visually checked to select a sample without scratches or scratches, and then ultrasonically washed with acetone and alcohol for 5 minutes and dried. However, the base surface of the plated sample was dried by ultrasonic cleaning after peeling off the plating layer with a solution of 1: 1 mixed with NH ₄ OH solution and distilled water. And the groove | channel of the welding wire thickness sampled was made to the coin size jig, and it fixed with the adhesive so that a welding wire might not move. In this way, a sample of flux-filled wire and a solid wire was fabricated, and prepared by dividing the plated sample, the non-plated sample, and the sample with the plated off.

상기 시료들을 외부 진동을 차단하기 위한 방진장치를 사용한 테이블 위에서 원자간력 현미경으로 측정하였으며, 그 측정 영역은 80㎛ ×80㎛였다. 이때, 측정은 동일 측정영역에서 6회 측정하였으며, 얻어진 값 중에서 최소값과 최대값은 버리고 나머지 4회에 대한 평균값을 취하였다. 또한, 용접용 와이어의 둘레방향으로 측정영역을 옮겨가면서 수회 이상 측정하고, 상기 수학식1에 의하여 R에 따른 G(R)값을 측정하고, x축은 R로 하고 y축은 G(R)로 하여 그래프화 한 다음, 그 기울기가 수평이 되기 시작하는 최초의 지점에 대한 R값과 G(R)값을 구하고, 하기 표1에 나타내었다.The samples were measured with an atomic force microscope on a table using a vibration isolator for blocking external vibration, and the measurement area was 80 µm x 80 µm. At this time, the measurement was measured 6 times in the same measurement area, the minimum value and the maximum value were discarded and the average value was taken for the remaining four times. Further, the measurement area is measured several times or more while moving the measurement area in the circumferential direction of the welding wire, and the G (R) value according to R is measured according to Equation 1, and the x axis is R and the y axis is G (R). After graphing, the R and G (R) values for the first point whose slope began to be horizontal were obtained, and are shown in Table 1 below.

또한, 스풀 및 팩에 감겨지거나 수납되어진 솔리드 와이어와 플럭스 충전 와이어 또는 이와 유사하게 감겨지거나 수납되어진 용접용 와이어에서 샘플링되어 길이가 약 15mm가 되도록 여러 개를 잘라내었다. 그리고 상기 각 잘라내어진 시료가 직립이 되도록 마운팅하여 경도상승이 되지 않도록 아주 서서히 시료 단면을 연마하여 분류하였다. In addition, several were cut to a length of about 15 mm, sampled from solid wires and flux-filled wires wound or spooled and packed in spools and packs or similarly welded wires wound or received. Then, the sample sections were polished and sorted very slowly so as not to increase the hardness by mounting the cut samples to be upright.

그리고 상기한 방법으로 제조된 플럭스 충전 와이어와 솔리드 와이어의 시료에 대하여 마이크로 비이커스 경도계를 이용하여 시험하중 200g을 가하여 그 둘레방향으로 약 90°씩 회전하여 측정부위를 이동하면서 경도를 측정하였다. 이때, 시험 오차를 감소시키기 위해 한 측정영역 개소에 6회씩 측정하였으며, 측정치의 최대치와 최소치를 버리고 나머지 측정치의 평균치를 취하였다. 이렇게 측정한 경도값은 한 시료에 4개의 경도 평균치가 얻어지는데, 이 4개중 최대경도 평균치와 최소경도 평균치의 편차를 ΔHv로 나타내고 하기 표1에 나타내었다.The hardness of the flux-filled wire and the solid wire prepared by the above-described method was added to the test load using a micro-Vickers hardness tester 200g and rotated about 90 ° in the circumferential direction thereof to measure the hardness. At this time, in order to reduce the test error, the measurement was carried out six times in one measurement area. The maximum and minimum values of the measured values were discarded and the average of the remaining measured values was taken. The hardness values thus measured are obtained by four hardness average values in one sample, and the deviation between the maximum hardness average value and the minimum hardness average value among these four values is represented by ΔHv and is shown in Table 1 below.

한편, 상기와 같이 마련된 용접용 와이어를 이용하여 용접을 행하였으며, 이때의 용접은 통상적인 조건으로 행하였다. 즉, 시험 오차를 줄이기 위해 플럭스 충전 와이어는 자동캐리지를, 그리고 솔리드 와이어는 로봇을 이용한 자동용접을 행하였으며, 용접기는 트렌지스터 인버터 제어방식의 CO₂/MAG 용접기로 정격출력은 DC 350A-36V인 것을 사용하였으며 송급장치의 송급롤러는 세라믹재를 사용하였다.In addition, welding was performed using the welding wire provided as mentioned above, and welding at this time was performed on normal conditions. That is, in order to reduce the test error, the flux filling wire was used for the automatic carriage and the solid wire was used for the automatic welding using the robot. The welding machine is a CO ₂ / MAG welder of the transistor inverter control method, and the rated output is DC 350A-36V. The feeding roller of the feeding device was made of ceramic material.

그리고 용접시 송급성능을 평가하기 위해 송급롤러를 통과한 용접용 와이어의 송급길이와 용접토치부에서의 용접용 와이어의 송급길이를 측정한 편차를 하기 표1에 나타내었다. 이 때 송급길이의 정확한 값을 구하고 그 편차를 확인하기 위하여 송급롤러와 송급케이블 입구부 사이와 용접토치부와 송급케이블 연결부를 개조하였으며, 그 양측에 로타리 엔코더(Rotary encoder)를 장착하되, 용접작업시 로타리 엔코더에 부착된 두개의 롤러 사이에 용접용 와이어가 통과하도록 하였다. 상기 로타리 엔코더는 용접용 와이어의 선속도를 회전속도로 바꾸어 주고, 이를 측정하는 각속도 측정 장치로서 1회전당 1000개의 펄스를 발생하며, 200kHZ의 최대 주파수 응답을 가진다. 여기서 발생되는 펄스의 주파수는 F/V 콘버터(Frequency to Voltage converter) 소자를 이용하여 구성한 회로를 이용하고 이에 비례하는 직류 전압으로 바꾼다. 이 직류 전압을 증폭하여 디지탈로 출력하고, 출력되는 데이터를 읽어들여 용접시 5분 동안 송급된 용접용 와이어의 길이로 환산하였다.And in order to evaluate the feeding performance during welding, the feeding length of the welding wire passed through the feed roller and the feeding length of the welding wire in the welding torch portion is shown in Table 1 below. At this time, in order to find the exact value of the feeding length and to check the deviation, the welding roller and the feeding cable connection part were modified between the feeding roller and the feeding cable inlet, and rotary encoders were installed on both sides of the welding work. A welding wire was passed between the two rollers attached to the municipal rotary encoder. The rotary encoder converts the linear velocity of the welding wire into a rotational speed, and is an angular velocity measuring device that generates 1000 pulses per revolution, and has a maximum frequency response of 200 kHZ. The frequency of the pulse generated here is changed to a direct current voltage using a circuit constructed using an F / V converter (Frequency to Voltage converter) element. This DC voltage was amplified and digitally output, and the output data was read and converted into the length of the welding wire fed for 5 minutes during welding.

상기 용접작업 방법으로 용접하고, 송급부와 토치부에서 출력된 데이터를 용접시간 동안 송급된 용접용 와이어의 길이로 환산하고, 그 편차를 용접용 와이어 길이 편차인 Δℓ로 하기 표1에 또한 나타내었다. Welding by the welding operation method, the data output from the supply unit and the torch unit is converted into the length of the welding wire fed during the welding time, and the deviation is also shown in Table 1 below as a deviation of the welding wire length Δℓ .

또한, 도4과 도5와 같은 용접장치를 준비하였다. 상기 도면들에 나타난 바와 같이, 송급장치(5)에 장착된 용접용 와이어(3)는 송급롤러(4)에 의해 송급 케이블(8)로 용접용 와이어가 이송되면서 용접용 토치(6)의 팁을 통과함으로서 피용접재(7)에 용접이 되는 것이다. In addition, a welding apparatus as shown in FIGS. 4 and 5 was prepared. As shown in the drawings, the welding wire (3) mounted on the feeding device (5) is the tip of the welding torch (6) while the welding wire is transferred to the feeding cable (8) by the feeding roller (4). By passing through, the welded material 7 is welded.

이 때, 상기 송급 케이블(8)은, 플럭스 충전 와이어에 있어서는 도 4와 같이 "M"자 모양으로 배치하고 6m의 송급 케이블(8)로 지름 300mm(11)로 3회 구부리고, 구부려진 송급 케이블(8)의 산의 폭(10)이 750mm, 높이(9)는 600mm가 되도록 설치하였으며, 솔리드 와이어에 있어서는 도 5와 같이 "O"자 모양으로 배치하고 5m의 송급 케이블(8)로 지름 500mm(11)로 1회전 감겨져 있으므로 용접용 와이어 송급시 송급롤러(4)를 회전시키는 송급모터의 부하전류(A)가 증가한다.At this time, the said supply cable 8 is arrange | positioned in the "M" shape as shown in FIG. 4 in the flux charging wire, it is bent 3 times by 300 mm (11) of diameters with the 6 m supply cable 8, and the curved supply cable The width 10 of the mount (8) was set to be 750 mm and the height 9 was set to 600 mm. The solid wire was arranged in an "O" shape as shown in FIG. 5 and the feeder cable 8 of 5 m diameter was 500 mm. Since it is wound one rotation by (11), the load current A of the feeding motor which rotates the feeding roller 4 at the time of supplying a welding wire increases.

도 4와 도 5와 같은 방법으로 연속용접하여, 각각의 용접전압(×1V)(CH1) 및 용접전류(×1kA)(CH3)의 변동과 송급모터의 부하전류(×10A)(CH5)를 디지탈 오실로그래픽 레코더(Digital Oscillographic Recorder)로 측정하고, 얻어진 송급모터의 부하전류편차(A)인 송급저항편차 ΔA {ΔA = 용접시 송급모터의 부하전류(A) - 용접전 와이어 송급시 송급모터의 부하전류(A)}와, 도 6에 보인 예와 같이 송급모터의 부하전류의 변동치(A)인 ΔA(m), 송급모터의 부하전류(A)인 A(m), 용접접류의 변동치(A)인 ΔA(a)을 계산하여 그 결과를 또한, 하기 표1에 나타내었다. By continuous welding in the same manner as in Figs. 4 and 5, the variation of each welding voltage (× 1V) (CH1) and welding current (× 1kA) (CH3) and the load current (× 10A) (CH5) of the supply motor were measured. Supply resistance deviation ΔA {ΔA = load current deviation (A), which is the load current deviation (A) of the feed motor obtained by a digital oscillographic recorder, and is measured by the digital oscillographic recorder. Load current A}, ΔA (m) which is the variation value A of the load current of the feeding motor as shown in the example shown in FIG. 6, A (m) which is the load current A of the feeding motor, and the variation of welding current ( ΔA (a), which is A), was calculated and the results are also shown in Table 1 below.

특히, 하기 표 1의 발명예 1에 대한 오실로그래픽 레코더의 결과치를 도 7에 나타내었으며, 발명예 4는 도 8에, 발명예 11은 도 6에, 비교예 4는 도10에, 종래예 1은 도 11에, 비교예 6은 도 12에, 비교예 8은 도 13에, 종래예 4는 도 14에, 종래예 5는 도 15에 나타내었다. 또한, 장시간 연속 용접한 발명예 4에 대한 오실로그래픽 레코더의 결과치를 도 9에 나타내었다.In particular, the results of the oscillographic recorder for Inventive Example 1 of Table 1 are shown in FIG. 7, Inventive Example 4 in FIG. 8, Inventive Example 11 in FIG. 6, Comparative Example 4 in FIG. 10, and Conventional Example 1. 11 is shown in FIG. 11, Comparative Example 6 is shown in FIG. 12, Comparative Example 8 is shown in FIG. 13, Conventional Example 4 is shown in FIG. 14, and Conventional Example 5 is shown in FIG. 15. 9 shows the results of the oscillographic recorder according to Inventive Example 4, which was continuously welded for a long time.

또한, 연속 용접하여 송급성과 아아크 안정성을 평가하여 양호한 순으로 ◎, Ｏ, △, Ｘ 으로 하기 표 1에 나타내었으며, 아울러 그 종합평가치 또한 양호한 순으로 ◎, Ｏ, △, Ｘ 으로 하기 표1에 나타내었다. In addition, continuous welding was carried out to evaluate the supplyability and arc stability, ◎, O, △, 으로 in good order is shown in Table 1 below, and the comprehensive evaluation value also in ◎, O, △, 양호한 in good order 1 is shown.

한편, 하기표 1에 있어 "CS"는 구리도금된 솔리드 와이어, "US"는 무도금 솔리드 와이어, "BS"는 열처리된 솔리드 와이어, "BF"는 열처리된 플럭스 충전 와이어, "NF"는 무열처리 플럭스 충전 와이어, "NBF"는 무산화 열처리된 플럭스 충전 와이어, "CF"는 이음매 없이 구리도금된 플럭스 충전 와이어를 나타낸다. Meanwhile, in Table 1, "CS" is a copper plated solid wire, "US" is a non-plated solid wire, "BS" is a heat-treated solid wire, "BF" is a heat-treated flux-filled wire, and "NF" is heat-free. The treated flux filling wire, "NBF", is an anodized heat treated flux filling wire, and "CF" refers to a seamless copper-plated flux filling wire.

또한, 하기 표 1로부터 ΔA에 따라 Δℓ이 변화되는 것을 도 16에 나타내었으며, 또한 ΔHv에 따라 변화되는 ΔA와 Δℓ의 관계를 도 17에 나타내었다. 도 17에서 알 수 있는 바와 같이, "Ⅰ" 의 표기는 본 발명에서 응력편차를 최소로 하여 얻어진 경도차(ΔHv)가 45이내인 구간에서 우수한 송급성능을 얻을 수 있는 Δℓ과 ΔA의 상한구간을 나타낸 것이다. 그리고 "Ⅱ"의 표기는 본 발명에서 응력편차를 더욱 최소화하여 우수한 송급성 뿐만 아니라 안정적인 아아크성이 확보되는 가장 바람직한 구간으로 경도차(ΔHv)가 35이내인 구간임을 알 수 있다. In addition, it is shown in Figure 16 that Δℓ is changed in accordance with ΔA from Table 1, and also shown in Figure 17 the relationship between ΔA and Δℓ changed according to ΔHv. As can be seen in Figure 17, the notation "I" is the upper limit of Δℓ and ΔA to obtain excellent supply performance in the section where the hardness difference (ΔHv) obtained by minimizing the stress deviation in the present invention within 45 It is shown. And the notation of "II" can be seen that the hardness difference (ΔHv) is less than 35 as the most preferred section to ensure a stable arcing property as well as excellent supplyability by further minimizing the stress deviation in the present invention.

또한, 하기 표 1에서의 ΔHv에 따라 변화되는 ΔA(a), A(m), ΔA(m)의 관계를 도 18에 나타내었으며, 도 19는 원자간력 현미경으로 측정하고, 상기 수학식1에 의해 G(R)(Ų)값을 계산하고, x축은 측정거리(R)로 하고, y축은 거칠기 상관함수인 G(R)로 하여 그려진 그래프가 측정거리(R)에 따라 G(R)이 증가하다가 일정상태에 이를 때까지 최초지점의 측정거리 R(Å)값과 거칠기 상관함수인 G(R)(Ų)값을 나타내는 일예로써 발명예3의 경우를 나타내고 있다. 또한, ΔHv에 따라 R(Å)과 G(R)(Ų)의 변화되는 경향을 도 20에 도시하였으며, R(Å)에 따른 Δℓ(mm)과 ΔA(m)의 경향은 도 21에, G(R)(Ų)에 따른 Δℓ(mm)과 ΔA(m)의 변화경향은 도 22에 나타내었다.In addition, the relationship between ΔA (a), A (m), ΔA (m), which is changed according to ΔHv in Table 1, is shown in FIG. 18, and FIG. 19 is measured by an atomic force microscope, and Equation 1 by G (R) (Å ²⁾ calculating a value, and the x axis represents the measurement distance (R) to and, y axis roughness correlation function, G (R) according to the measured distance graph (R) drawn by a G (R In the example of Inventive Example 3, the measured distance R (Å) value at the initial point and the G (R) (Å ² ) value, which is a roughness correlation function, are increased until the constant state is reached. In addition, the tendency of change of R (Å) and G (R) (Å ² ) according to ΔHv is shown in FIG. 20, and the tendency of Δℓ (mm) and ΔA (m) according to R (Å) is shown in FIG. 21. The trends of change of Δℓ (mm) and ΔA (m) according to G (R) (Å ² ) are shown in FIG. 22.

또한, 광학현미경(×400)으로 산화 열처리한 플럭스 충전 와이어(BF)에 있어서, 응력편차에 따라 단면과 이음부가 상이한 경향을 보이는 단면조직 사진과 이음부의 단면조직 사진의 일예를 각각 도 23과 도 24로 나타내었다. 그리고 무열처리 플럭스 충전 와이어(NF)에 있어서, 응력편차에 따라 단면과 이음부가 상이한 경향을 보이는 단면조직 사진과 이음부의 단면조직 사진의 일예를 각각 도 25과 도 26으로 나타내었다.Also, in the flux-filled wire (BF) oxidized and heat treated with an optical microscope (× 400), examples of cross-sectional texture photographs and cross-sectional texture photographs in which the cross-section and the joint tend to be different depending on the stress deviation are shown, respectively. 24 is indicated. In the heat-treated flux-filled wire (NF), examples of the cross-sectional structure photographs and the cross-sectional structure photographs of the joints showing different tendencies of the cross section and the joint according to the stress deviation are shown in FIGS. 25 and 26, respectively.

그리고, 솔리드 와이어(CS)에 있어서, 응력편차에 따라 상이한 경향을 보이는 단면조직 사진의 일예도 각각 도 27과 도 28에 나타내었다.In the solid wire CS, examples of cross-sectional texture photographs showing different tendencies according to stress deviations are also shown in FIGS. 27 and 28, respectively.

구 분division ΔHvΔHv R(Å)R (Å) G(R)(Ų)G (R) (Å ² ) 송급특성 평가Supply characteristics evaluation 종합평가Comprehensive Evaluation Δℓ(mm)Δℓ (mm) ΔAΔA A(m)A (m) ΔA(m)ΔA (m) ΔA(a)ΔA (a) 송급성Feeding 아아크 안정성Arc stability 발명예 1Inventive Example 1 NFNF 5.25.2 1.88x10⁴ 1.88 x 10 ⁴ 6.08x10⁵ 6.08 x 10 ⁵ 2.82.8 0.20.2 0.80.8 0.10.1 3030 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 2Inventive Example 2 USUS 6.86.8 2.03x10⁴ 2.03 x 10 ⁴ 9.20x10⁵ 9.20 x 10 ⁵ 5.15.1 0.20.2 0.70.7 0.30.3 2020 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 3Inventive Example 3 BSBS 9.79.7 7.81x10⁴ 7.81 x 10 ⁴ 5.40x10⁵ 5.40 x 10 ⁵ 8.38.3 0.40.4 0.90.9 0.20.2 4040 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 4Inventive Example 4 CSCS 12.012.0 8.13x10⁴ 8.13 x 10 ⁴ 9.82x10⁵ 9.82 x 10 ⁵ 11.811.8 0.30.3 1.21.2 0.50.5 3030 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 5Inventive Example 5 USUS 16.416.4 7.81x10⁴ 7.81 x 10 ⁴ 1.25x10⁶ 1.25 x 10 ⁶ 14.114.1 0.30.3 1.81.8 0.40.4 6060 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 6Inventive Example 6 CSCS 18.318.3 1.00x10⁵ 1.00 x 10 ⁵ 1.19x10⁶ 1.19 x 10 ⁶ 16.116.1 0.50.5 1.61.6 0.50.5 5050 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 7Inventive Example 7 BSBS 21.221.2 8.13x10⁴ 8.13 x 10 ⁴ 2.75x10⁷ 2.75 x 10 ⁷ 15.315.3 0.40.4 2.22.2 0.60.6 3030 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 8Inventive Example 8 CFCF 25.825.8 1.63x10⁵ 1.63 x 10 ⁵ 2.68x10⁷ 2.68 x 10 ⁷ 17.317.3 0.40.4 2.22.2 0.30.3 6060 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 비교예 1Comparative Example 1 CSCS 46.246.2 6.56x10⁴ 6.56 x 10 ⁴ 4.15x10⁴ 4.15 x 10 ⁴ 21.221.2 0.50.5 -- -- -- -- -- -- 발명예 9Inventive Example 9 NBFNBF 27.627.6 7.81x10⁴ 7.81 x 10 ⁴ 2.95x10⁷ 2.95 x 10 ⁷ 17.217.2 0.60.6 1.91.9 0.40.4 8080 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 발명예 10Inventive Example 10 BFBF 3232 8.13x10⁴ 8.13 x 10 ⁴ 3.26x10⁷ 3.26 x 10 ⁷ 16.816.8 0.70.7 2.32.3 0.80.8 8080 ◎◎ ◎◎ ◎◎ 비교예 2Comparative Example 2 USUS 6262 8.13x10⁴ 8.13 x 10 ⁴ 1.15x10⁸ 1.15 x ^{10 8} 31.131.1 0.70.7 -- -- -- △△ △△ △△ 발명예 11Inventive Example 11 NFNF 3636 8.75x10⁴ 8.75 x 10 ⁴ 3.02x10⁷ 3.02 x 10 ⁷ 17.217.2 0.60.6 1.61.6 0.70.7 7070 △△ ◎◎ ＯO 발명예 12Inventive Example 12 BSBS 1010 5.31x10⁴ 5.31 x 10 ⁴ 3.62x10⁶ 3.62 x 10 ⁶ 7.67.6 0.60.6 -- -- -- -- -- -- 발명예 13Inventive Example 13 CFCF 4242 6.25x10⁴ 6.25 x 10 ⁴ 2.42x10⁷ 2.42 x 10 ⁷ 19.019.0 0.80.8 2.12.1 0.90.9 5050 ＯO ◎◎ ◎◎ 비교예 3Comparative Example 3 BSBS 5757 8.26x10³ 8.26 x 10 ³ 2.20x10⁷ 2.20 x 10 ⁷ 26.326.3 0.90.9 -- -- -- △△ ＯO △△ 발명예 14Inventive Example 14 BFBF 4545 9.69x10⁴ 9.69 x 10 ⁴ 9.38x10⁵ 9.38 x 10 ⁵ 19.519.5 0.80.8 2.42.4 0.90.9 9090 ＯO △△ ＯO 비교예 4Comparative Example 4 BFBF 4848 8.50x10³ 8.50 x 10 ³ 9.09x10⁵ 9.09 x 10 ⁵ 22.422.4 1.21.2 2.62.6 1.11.1 110110 △△ ＸＸ ＸＸ 비교예 5Comparative Example 5 NBFNBF 5959 8.44x10⁴ 8.44 x 10 ⁴ 2.04x10⁵ 2.04 x 10 ⁵ 38.638.6 1.21.2 -- -- -- ＸＸ △△ ＸＸ 종래예 1Conventional Example 1 CSCS 5151 7.89x10³ 7.89 x 10 ³ 9.89x10⁴ 9.89 x 10 ⁴ 26.326.3 1.21.2 2.62.6 1.31.3 130130 ＸＸ △△ ＸＸ 발명예 15Inventive Example 15 USUS 1212 7.50x10⁴ 7.50 x 10 ⁴ 5.84x10⁶ 5.84 x 10 ⁶ 11.211.2 1.11.1 -- -- -- ◎◎ ◎◎ ◎◎ 종래예 2Conventional Example 2 USUS 5555 5.31x10⁴ 5.31 x 10 ⁴ 1.57x10⁸ 1.57 x ^{10 8} 25.925.9 1.21.2 2.82.8 1.21.2 120120 △△ ＸＸ ＸＸ 비교예 6Comparative Example 6 NFNF 5858 4.06x10⁴ 4.06 x 10 ⁴ 5.27x10⁴ 5.27 x 10 ⁴ 28.128.1 1.31.3 3.23.2 1.31.3 110110 ＸＸ ＸＸ ＸＸ 종래예 3Conventional Example 3 BSBS 5757 2.78x10⁵ 2.78 x 10 ⁵ 6.74x10⁶ 6.74 x 10 ⁶ 41.241.2 1.31.3 -- -- -- ＸＸ ＸＸ ＸＸ 비교예 7Comparative Example 7 CFCF 6363 1.62x10³ 1.62 x 10 ³ 6.27x10³ 6.27 x 10 ³ 26.226.2 1.21.2 3.33.3 1.51.5 150150 △△ ＯO △△ 발명예 16Inventive Example 16 NFNF 1717 8.44x10⁴ 8.44 x 10 ⁴ 1.57x10⁷ 1.57 x 10 ⁷ 14.514.5 1.21.2 -- -- -- ◎◎ ◎◎ ◎◎ 비교예 8Comparative Example 8 CSCS 4747 6.56x10⁴ 6.56 x 10 ⁴ 1.80x10⁷ 1.80 x 10 ⁷ 12.112.1 1.41.4 -- -- -- ＸＸ △△ △△ 종래예 4Conventional Example 4 BFBF 6767 9.13x10³ 9.13 x 10 ³ 2.29x10⁴ 2.29 x 10 ⁴ 42.842.8 1.81.8 3.03.0 1.81.8 140140 ＸＸ △△ ＸＸ 비교예 9Comparative Example 9 BSBS 4848 1.42x10⁴ 1.42 x 10 ⁴ 9.87x10⁷ 9.87 x 10 ⁷ 8.48.4 1.81.8 -- -- -- -- -- -- 종래예 5Conventional Example 5 NBFNBF 7474 3.31x10⁵ 3.31 x 10 ⁵ 3.35x10⁸ 3.35 x ^{10 8} 40.140.1 2.12.1 2.92.9 2.22.2 140140 ＸＸ ＸＸ ＸＸ 비교예 10Comparative Example 10 USUS 6666 4.41x10³ 4.41 x 10 ³ 4.19x10⁴ 4.19 x 10 ⁴ 22.422.4 2.12.1 -- -- -- ＸＸ △△ ＸＸ 비교예 11Comparative Example 11 CFCF 5858 1.12x10⁴ 1.12 x 10 ⁴ 1.97x10⁸ 1.97 x ^{10 8} 19.819.8 2.32.3 -- -- -- △△ ＸＸ △△ 종래예 6Conventional Example 6 NFNF 8181 1.31x10⁶ 1.31 x 10 ⁶ 1.12x10⁹ 1.12 x ^{10 9} 63.563.5 2.52.5 3.13.1 2.42.4 170170 ＸＸ △△ ＸＸ 비교예 12Comparative Example 12 NBFNBF 8585 2.31x10⁵ 2.31 x 10 ⁵ 1.22x10⁶ 1.22 x 10 ⁶ 54.154.1 2.42.4 3.43.4 2.42.4 180180 ＸＸ ＸＸ ＸＸ 비교예 13Comparative Example 13 NFNF 9292 5.31x10⁵ 5.31 x 10 ⁵ 4.82x10⁸ 4.82 x ^{10 8} 64.564.5 2.22.2 3.83.8 2.22.2 220220 ＸＸ ＸＸ ＸＸ

상기 표1에서 알 수 있는 바와같이, 용접용 와이어 표층부를 마이크로 비이커스 경도계로 측정하고, 측정결과의 경도편차(ΔHv)가 45이내이고 R(Å)과 G(R)(Ų)가 특정범위내에 있는 발명예(1-16)는 송급특성이 양호한 특성를 나타내는 반면에, 경도편차(ΔHv)가 일부영역에서 45을 초과하는 특성을 보이거나 R(Å)과 G(R)(Ų)이 특정범위를 벗어나는 비교예(1-13)과 종래예(1-6)의 경우에는 송급특성이 매우 불안정함을 알 수 있다. 더욱이 경도편차(ΔHv)가 50을 초과하는 비교예(2-3, 5-7, 10-13)과 종래예(1-6)는 용접도중 불안정한 송급특성과 아아크 단락이 부분적 또는 수회 발생하였다.Is, the surface layer portion of the wire for welding, and measured with a micro Vickers hardness meter, measuring the hardness difference (ΔHv) is within 45 of the result and R (Å) and the G (R) (Å ²⁾ As can be seen in Table 1, the specific Inventive examples (1-16) within the range show good feeding characteristics, whereas hardness deviation (ΔHv) exceeds 45 in some areas or R (Å) and G (R) (Å ² ). It can be seen that the feeding characteristics are very unstable in the comparative examples (1-13) and the conventional examples (1-6) which deviate from this specific range. Furthermore, in Comparative Examples (2-3, 5-7, 10-13) and Hardness Deviation (ΔHv) exceeding 50 and Conventional Example (1-6), unstable feeding characteristics and arc shorts occurred partially or several times during welding.

특히, 비교예 6은 도 12에서 알 수 있는 바와 같이 용접시간이 경과되면서 아아크가 불안정해지고, 송급모터의 부하전류(A)인 A(m)이 점차적으로 증가되다가 결국에는 아아크가 끊어져 용접이 중단되었다. 비교예(12)의 경우에도 송급과 송급롤러의 공회전이 반복되어 아아크의 끊어짐과 붙음이 반복되는가 하면, 결국에는 아아크의 단락이 일어났다. 또한, 경도편차(ΔHv)가 65을 초과하는 비교예(10, 12, 13)과 종래예(4-6)는 용접시작부터 송급모터의 부하전류(A)인 A(m)이 매우 높았을 뿐만 아니라 송급롤러의 공회전과 함께 용접용 와이어 표면이 긁혀지는 문제등이 발생하였으며, 아울러 용접후 용접된 비이드 표면이 울퉁불퉁하여 매우 열악한 비이드 특성을 보였다. 그러나, 경도편차(ΔHv)가 35이내인 발명예(1-10, 15-16)는 장시간의 용접작업에서도 우수한 송급성능은 물론이며, 매우 안정적인 아아크 특성을 보였는데, 그 일예를 도 9에 잘 나타나 있다.In particular, in Comparative Example 6, as shown in FIG. 12, the arc becomes unstable as the welding time elapses, and A (m), which is the load current A of the supply motor, gradually increases, and eventually, the arc is broken to stop welding. It became. Also in the case of the comparative example 12, the feeding and the feeding roller idling were repeated, and the disconnection and sticking of the arc were repeated, but a short circuit of the arc occurred eventually. In addition, in Comparative Examples (10, 12, 13) and the conventional example (4-6) in which the hardness deviation (ΔHv) exceeds 65, A (m), which is the load current (A) of the feed motor from the start of welding, was very high. In addition, the surface of the welding wire was scratched along with the idling of the feed roller, and the surface of the bead welded after the welding was uneven, which showed very poor bead characteristics. However, the invention examples (1-10, 15-16) having a hardness deviation (ΔHv) of 35 or less showed not only excellent feeding performance but also very stable arc characteristics even in a long time welding operation. Is shown.

또한, ΔA가 감소됨에 따라 Δℓ이 감소되는 경향이 나타나는 것은 도 16에 서와 같이 명백하므로 ΔHv를 45 이내로 제어함으로서 도 17에서 보인바와 같이 ΔA와 Δℓ을 매우 낮고 일정하게 유지하여 우수한 송급특성을 얻을 수 있었다. 또한, ΔHv를 45 이내로 제어함으로서 도 18에 보인바와 같이 ΔA(m), A(m), ΔA(a)등을 매우 낮고 일정하게 제어할 수 있어, 매우 우수한 송급성 뿐만 아니라 안정적인 아아크성을 갖는 아아크 용접용 와이어를 얻을 수 있음을 알 수 있다. In addition, it is apparent that ΔL tends to decrease as ΔA decreases, as shown in FIG. 16, so that ΔA and Δℓ are kept very low and constant as shown in FIG. 17 by controlling ΔHv within 45 to obtain excellent supply characteristics. Could. In addition, by controlling ΔHv within 45, ΔA (m), A (m), ΔA (a) and the like can be controlled very low and constant as shown in FIG. 18, and have excellent arcing properties as well as stable arcing properties. It can be seen that a wire for arc welding can be obtained.

또한, 도 23, 24, 25, 26에 나타난 바와 같이, 본 발명 용접용 와이어는 그 단면의 조직 크기 또한 일정하게 나타남을 알 수 있다. 즉, ΔHv가 45이내인 미소한 경도편차로 인하여 도 23, 25의 사진 상부와 도 24, 26에서 도 23과 도 25의 사진 하부조직 보다 다소 그 조직이 일정하지 못하고 엉켜있는 현상이 보이기는 하나 전반적으로 일정함을 알 수 있다. 그리고, 도 27의 사진은 종래예 1의 경우로서 사진의 좌 중앙부는 우 중앙부에 비해 조직이 매우 엉켜 있음을 알 수 있으며, 전체적으로 Hv가 높게 나타나면서 ΔHv 또한 51로 나타났다. 그런데, 도 28은 본 발명예 4의 경우로서, 그 조직이 일정하게 분포되어 있음과 아울러, 전체적으로 Hv가 낮게 나타나고 ΔHv 또한 12로 나타났다. In addition, as shown in Figures 23, 24, 25, 26, it can be seen that the welding wire of the present invention also exhibits a constant size of the cross section. In other words, due to a slight hardness deviation of ΔHv of 45 or less, the tissues are somewhat inconsistent and entangled than those of the upper images of FIGS. 23 and 25 and the lower images of FIGS. 23 and 25 in FIGS. It can be seen that it is constant throughout. In the case of the conventional example 1, the left center portion of the photo was found to be very entangled compared to the right center portion, and the Hv was high and ΔHv was 51. By the way, in the case of Example 4 of the present invention, the tissues are uniformly distributed, and Hv was lowered as a whole and ΔHv was also 12.

한편, 광학 현미경(×400)으로도 응력의 정량화는 어렵지만 그 분포경향은 알수가 있었다. 뿐만 아니라, ΔHv가 약45이내인 경우 도 20에서 보이는 바와같이 R(Å)과 G(R)(Ų)가 균일한 특정범위내에 있음을 알수 있으며, ΔHv가 약 45이상으로 편차가 클 경우 R(Å)과 G(R)(Ų)가 넓은 범위로 분포됨을 알수 있다. 또한, 도21과 도 22에서 보이는 바와같이 R(Å)과 G(R)(Ų)이 특정한 영역내에서 Δℓ(mm)과 ΔA(m)이 낮은 위치의 분포경향을 나타냄을 알 수 있다.On the other hand, even with an optical microscope (× 400), the stress was difficult to be quantified, but its distribution tendency was known. In addition, when ΔHv is within about 45, it can be seen that R (R) and G (R) (Å ² ) are within a uniform specific range, as shown in FIG. 20, and when ΔHv is greater than about 45, the deviation is large. It can be seen that R (Å) and G (R) (Å ² ) are widely distributed. Further, Fig. R (Å) and the G (R), as shown 21 and in Fig. 22 (Å ²⁾ it can be seen the Δℓ (mm), and ΔA (m) refers to distribution tendency of the low position in the specific region .

상술한 바와 같이, 본 발명의 조건을 만족하는 발명예는 비교예 내지 종래예에 보다 낮은 경도편차를 가지는 까닭에 매우 우수한 송급특성을 보임을 알 수 있으며, 또한, 송급특성인 Δℓ, ΔA, ΔA(m), A(m), ΔA(a)도 매우 낮고 일정함을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서는 용접용 와이어의 응력편차와 그 표면특성을 제어함으로써 작업성능(송급성, 아아크 안정성)이 우수한 아크 용접용 와이어를 얻을 수 있음을 알 수 있다. As described above, the invention example that satisfies the conditions of the present invention can be seen that because of the lower hardness deviation than the comparative example to the conventional example shows very excellent supply characteristics, and also the supply characteristics Δℓ, ΔA, ΔA It can be seen that (m), A (m) and ΔA (a) are also very low and constant. That is, in the present invention, it can be seen that the arc welding wire having excellent work performance (supplyability, arc stability) can be obtained by controlling the stress deviation and the surface characteristics of the welding wire.

상술한 바와 같이, 본 발명은 그 둘레방향으로의 경도값의 차이(ΔHv)를 일정치 이하로 제한함과 아울러 그 표면상태도 일정 수준으로 제한된 송급성 및 아크 안정성이 우수한 아크 용접용 와이어의 제공함에 그 유용한 효과가 있는 것이다. As described above, the present invention provides the arc welding wire excellent in supplyability and arc stability, while limiting the difference (ΔHv) of the hardness value in the circumferential direction to a predetermined value or less and the surface condition thereof to a certain level. That would have a useful effect.

도 1은 아아크 용접용 와이어의 표층부 응력편차를 나타낸 모식도1 is a schematic diagram showing the stress deviation of the surface layer portion of the arc welding wire

도 2는 플럭스 충전 와이어중 일부의 단면을 나타낸 모식도2 is a schematic view showing a cross section of a part of the flux charging wire;

도 3은 플럭스 충전 와이어의 비틀림 변형을 나타낸 모식도Figure 3 is a schematic diagram showing the torsional deformation of the flux filling wire

도 4는 플럭스 충전 와이어의 용접성능을 평가하기 위한 용접시험장치를 나타낸 모식도Figure 4 is a schematic diagram showing a welding test apparatus for evaluating the welding performance of the flux-filled wire

도 5는 솔리드 와이어의 용접성능을 평가하기 위한 용접시험장치를 나타낸 모식도5 is a schematic view showing a welding test apparatus for evaluating the welding performance of a solid wire.

도 6은 발명예 11(NF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프6 is a graph of data for evaluating supply performance of Inventive Example 11 (NF);

도 7은 발명예 1(NF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프7 is a graph of data for evaluating supply performance of Inventive Example 1 (NF);

도 8은 발명예 4(CS)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프8 is a graph of data for evaluating feeding performance of Inventive Example 4 (CS);

도 9는 발명예 4(CS)를 장시간 용접하고, 송급성능을 평가한 데이터의 그래프9 is a graph of data obtained by welding Inventive Example 4 (CS) for a long time and evaluating feeding performance.

도 10은 비교예 4(BF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프10 is a graph of data for evaluating supply performance of Comparative Example 4 (BF).

도 11은 종래예 1(CS)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프11 is a graph of data for evaluating supply performance of the conventional example 1 (CS).

도 12는 비교예 6(NF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프12 is a graph of data for evaluating supply performance of Comparative Example 6 (NF).

도 13은 비교예 8(CS)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프13 is a graph of data for evaluating supply performance of Comparative Example 8 (CS);

도 14는 종래예 4(BF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프14 is a graph of data for evaluating supply performance of the conventional example 4 (BF).

도 15는 종래예 5(NBF)의 송급성능을 평가한 데이터의 그래프15 is a graph of data for evaluating supply performance of the conventional example 5 (NBF).

도 16은 ΔA에 따라 Δℓ이 변화되는 것을 나타내는 그래프16 is a graph showing that Δℓ changes according to ΔA.

도 17은 ΔHv에 따라 변화되는 ΔA와 Δℓ의 관계를 나타낸 그래프FIG. 17 is a graph showing the relationship between ΔA and Δℓ changed according to ΔHv.

도 18은 ΔHv에 따라 변화되는 ΔA(a), A(m), ΔA(m)의 관계를 나타낸 그래프18 is a graph showing the relationship between ΔA (a), A (m), and ΔA (m) that change with ΔHv

도 19는 원자간력 현미경을 이용하여 측정치를 그래프화 하고, R값과 G(R)값을 나타냄을 보이는 그래프19 is a graph showing graphs of measured values using an atomic force microscope and showing R values and G (R) values.

도 20은 ΔHv와 R과 G(R)의 경향을 나타내는 그래프20 is a graph showing the trend of ΔHv and R and G (R).

도 21은 R과 Δℓ, ΔA(m)의 경향을 나타낸 그래프21 is a graph showing the tendency of R, Δℓ, and ΔA (m).

도 22는 G(R)과 Δℓ, ΔA(m)의 경향을 나타낸 그래프22 is a graph showing the tendency of G (R), Δℓ, ΔA (m)

도 23은 플럭스 충전 와이어(BF)의 단면조직을 나타낸 사진Figure 23 is a photograph showing the cross-sectional structure of the flux filling wire (BF)

도 24는 플럭스 충전 와이어(BF) 이음부의 단면조직을 나타낸 사진24 is a photograph showing a cross-sectional structure of a flux-filled wire (BF) joint.

도 25는 플럭스 충전 와이어(NF)의 단면조직을 나타낸 사진25 is a photograph showing the cross-sectional structure of the flux filling wire (NF)

도 26은 플럭스 충전 와이어(NF) 이음부의 단면조직을 나타낸 사진Fig. 26 is a photograph showing the cross-sectional structure of the flux-filled wire (NF) joint.

도 27, 28은 솔리드 와이어(CS)의 단면조직을 나타낸 사진27 and 28 are photographs showing the cross-sectional structure of the solid wire (CS)

***** 도면의 주요부분에 대한 설명 ********** Explanation of the main parts of the drawings *****

1...플럭스(플럭스 충전 와이어) 2...외피(플럭스 충전 와이어)  1 ... flux (flux charging wire) 2 ... sheath (flux charging wire)

3...용접용 와이어 4...송급롤러(세라믹재)  3.Welding wire 4 ... Feeding roller (ceramic material)

5...송급장치 6...용접용 토치(수냉식)  5 ... Feeder 6 ... Welding Torch (Water Cooling)

7...피용접재 8...송급 케이블(콘듀이트 케이블)  7.Welding material 8 ... Supply cable (Conduit cable)

9...높이 600mm 10...폭 750mm  9 ... Height 600mm 10 ... Width 750mm

11...지름 12...용접용 로봇 11 ... diameter 12 ... welding robot

CH1...용접전압(×1V) CH3...용접전류(×1kA) CH1 ... Welding voltage (× 1V) CH3 ... Welding current (× 1kA)

CH5...송급모터의 부하전류(×10A) CH5 ... Load current of feed motor (× 10A)

Claims (2)

용접용 와이어에 있어서,In the welding wire, 상기 와이어 둘레방향으로의 표층부에서의 경도편차(ΔHv)가 45 이내이며; 그리고 상기 와이어 표면의 측정대상영역을 원자간력 현미경 또는 이와 유사한 주사형 원자현미경을 사용하여 측정하고, 그 측정거리(R)에 따른 거칠기 상관함수인 G(R)값을 하기 수학식1을 이용하여 계산한 후 거리 R과 G(R)값을 그래프화하여 얻어진 그래프에서 일정하게 수렴하는 지점까지의 R(Å)와 G(R)(Ų)값이 각각 1.0x10⁴ ~ 2.0x10⁵, 5.0x10⁴ ~ 1.0x10⁸임을 특징으로 하는 아크 용접용 와이어The hardness deviation ΔHv at the surface layer portion in the wire circumferential direction is within 45; In addition, the area to be measured on the surface of the wire is measured using an atomic force microscope or a similar scanning electron microscope, and the G (R) value, which is a roughness correlation function according to the measurement distance R, is obtained by using Equation 1 below. After the calculation, the distance R and G (R) values are graphed and the values R (Å) and G (R) (Å ² ) up to the point where they converge constantly are 1.0x10 ⁴ ~ 2.0x10 ⁵ , Arc welding wire, characterized in that 5.0x10 ⁴ ~ 1.0x10 ⁸ [수학식1][Equation 1] 단, 여기서 용접용 와이어 표면의 측정 대상 영역에서 임의의 위치(x,y)에서 높이로 정의되는 함수z(x,y)로 나타내고,〈....〉의 표기는 측정거리 R로부터 좌표상에 대한 평균을 나타내며, x축은 측정거리(R)로 하고, y축은 거칠기 상관함수인 G(R)로 하여 그려진 그래프가 측정거리(R)에 따라 G(R)이 증가하다가 일정상태에 이를 때까지 최초지점의 측정거리 R(Å)값과 거칠기 상관함수인 G(R)(Ų)값을 나타낸다.Here, it is represented by the function z (x, y) defined as the height at an arbitrary position (x, y) in the measurement target area of the welding wire surface, and the notation of <....> is expressed in coordinates from the measurement distance R. When the graph drawn with the x-axis is measured distance (R) and the y-axis is roughness correlation function G (R), the G (R) increases with the measured distance (R) and reaches a certain state. The measured distance R (Å) at the initial point and G (R) (Å ² ), which is a roughness correlation function, are shown. 제 1 항에 있어서, 상기 경도편차가 35이내임을 특징으로 하는 아아크 용접용 와이어.The arc welding wire of claim 1, wherein the hardness deviation is 35 or less.