KR20190076759A - Welded joint having excellent ctod properties - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a welding unit applied to a container, shipbuilding, or the like and, more specifically, to a welding unit having improved crack tip opening displacement (CTOD) properties of welding metal and a method for manufacturing the same.

Description

CTOD 특성이 우수한 용접부{WELDED JOINT HAVING EXCELLENT CTOD PROPERTIES}Welded Joint Holding Experimental CTOD PROPERTIES "

본 발명은 컨테이너, 조선 등에 적용되는 용접부에 관한 것으로서, 특히 용접금속의 CTOD(Crack Tip Opening Displasement, 균열 선단 개구 변위) 특성이 우수한 용접부와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a welded portion applied to a container, shipbuilding, and the like, and more particularly, to a welded portion having excellent CTOD (Crack Tip Opening Displacement) characteristic of a weld metal and a method of manufacturing the same.

최근, 컨테이너선의 대형화에 따라 고강도, 극후물 조선용강의 적용이 증가하고 있다. 이러한 극후물 강재를 적용한 대형 선박의 경우, 운영 중의 외부응력이나 지속적인 피로환경에 의해 강재 내부나 특히 용접부에 작은 결함이라도 발생된다면 단시간 내에 선체 파단에 이를 수 있는 취성 균열전파의 위험성을 항상 가지게 된다.In recent years, the application of high-strength, ultrafine-grained shipbuilding steels has been increasing as container ships become larger. In case of large ships using such superfine steel, if there are small defects in the steel or in the welds due to the external stress or continuous fatigue environment during operation, there is always a risk of brittle crack propagation that can lead to hull fracture in a short time.

따라서, 이와 같은 취성 균열전파의 위험성을 사전에 예방하고자 노르웨이독일선급(DNVGL)을 비롯한 대형 선급에서는 극후물 강재 적용시 용접부에서의 크랙(Crack) 개시를 방지하기 위해 용접 열영향부(CGHAZ)와 용접금속에 CTOD(Crack Tip Opening Displasement) 특성을 요구하고 있다.Therefore, in order to prevent the risk of such brittle crack propagation in advance, large-scale class ships such as DNVGL (Norwegian) have to apply the welding heat affected zone (CGHAZ) Crack Tip Opening Displasement (CTOD) characteristics are required for weld metal.

한편, 두꺼운 판재의 용접을 위해서 조선업계는 용접효율이 우수한 서브머지드 아크용접(Submerged Arc Welding; SAW)과 다양한 각도에서 우수한 용접 작업성을 가지고 있는 플럭스코어드 아크용접(Flux Cored Arc Welding; FCAW)을 주로 적용하고 있다. 그리고, 극후물 강재의 용접을 위해서는 주로 다층 용접(Multipass welding)이 적용되고 있다. 상기 다층 용접은 각 패스당 용접입열이 낮아 대입열 용접법에 비해 용접금속부나 열영향부의 강도나 인성이 우수하다는 장점을 가지고 있다.Meanwhile, for the welding of thick plates, the shipbuilding industry has developed submerged arc welding (SAW) with excellent welding efficiency and Flux Cored Arc Welding (FCAW) ) Are mainly applied. Multipass welding is mainly applied for the welding of ultra-fine steel. The multi-layer welding has an advantage that the heat input of each pass is low and the strength and toughness of the weld metal portion and the heat affected portion are excellent as compared with the batch heat welding method.

예컨대, 특허문헌 1에는 질량％로 Cr:1.5~3.5%, Mo:0.5~1.5%, V:0.15~0.5%를 함유하는 구조용 강재의 용접방법으로서, 다층용접을 사용하는 방법이 공지되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a method of using multi-layer welding as a method of welding a structural steel material containing 1.5 to 3.5% of Cr, 0.5 to 1.5% of Mo, and 0.15 to 0.5% of V in mass%.

그러나, 이와 같은 다층용접에 의해 얻어진 용접금속 내부에는 다양한 열싸이클에 의한 용접금속 미세조직의 변화가 발생하고, 이에 따라 인성 저하 또는 재열균열과 같은 결함 등이 발생할 수 있다. 이에 따라 용접부에서의 CTOD 특성 열화가 문제시되고 있다.However, in the weld metal obtained by such multi-layer welding, various changes in the weld metal microstructure due to various thermal cycles occur, resulting in defects such as deterioration in toughness or reheat cracks. As a result, the deterioration of the CTOD characteristics in the welded portion is problematic.

한국 공개특허공보 제10-2014-0142226호Korean Patent Publication No. 10-2014-0142226

본 발명의 일측면은 다층 용접시 용접부의 CTOD 특성이 우수한 용접부를 제공하고자 하는 것이다.One aspect of the present invention is to provide a welded portion having excellent CTOD characteristics of a welded portion in multi-layer welding.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일측면은 다층의 용접금속이 적층된 용접층을 포함하는 용접부;An aspect of the present invention is a welding apparatus comprising: a welding portion including a welding layer in which a multi-layered welding metal is laminated;

상기 용접금속은 열영향부와 미열영향부를 포함하고,Wherein the weld metal includes a heat-affected portion and a low-temperature affected portion,

상기 용접부 두께(L) 길이에서, 상기 용접부의 노치선(S) 상에 포함된 상기 열영향부의 비율이 30% 이상인 CTOD 특성이 우수한 용접부에 관한 것이다.And a CTOD characteristic in which the ratio of the heat affected portion included on the notch line S of the welded portion to the welded portion thickness L is 30% or more.

본 발명에 의하면, 극후물 강재의 다층 용접에 의해 형성된 용접부에서, 우수한 CTOD 특성을 확보할 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, excellent CTOD characteristics can be ensured in a welded portion formed by multi-layer welding of a superfine steel material.

도 1은 본 발명의 일구현예에 따른 용접부 단면을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 따른 용접부에서 다층의 용접금속으로 이루어진 용접층을 관찰한 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 중 발명예 6의 용접금속 미세조직을 관찰한 사진이다. 1 is a schematic view schematically showing a cross section of a welded portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a photograph showing a welding layer made of a multi-layer weld metal in a weld according to an embodiment of the present invention. FIG.
Fig. 3 is a photograph of the weld metal microstructure of Inventive Example 6 in the embodiment of the present invention. Fig.

이하, 본 발명에 대해서 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the embodiments of the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, the embodiments of the present invention are provided to more fully explain the present invention to those skilled in the art.

본 발명자들은 극후물 강재의 용접공정에 있어서 용접부의 CTOD(Crack Tip Opening Displasement) 특성을 확보하기 위해 연구를 거듭한 결과, 용접부가 다층의 용접금속으로 이루어진 용접층을 이루고, 상기 용접층에서의 용접금속의 형성 위치에 따라 CTOD 특성에 영향을 받는 것을 인지하고 본 발명에 이르게 되었다. 이하, 도 1 및 2를 참조하여, 본 발명을 설명한다.The inventors of the present invention have conducted studies to secure the CTOD (Crack Tip Opening Displacement) property of the welded portion in the welding process of the extreme-gauge steel material. As a result, the inventors have found that the welded portion constitutes a welded layer composed of multiple layers of welded metal, And that the CTOD characteristics are influenced by the formation position of the metal, leading to the present invention. Hereinafter, the present invention will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.

일반적으로 극후물 강재를 많이 사용하는 조선소의 용접시에는 V-그루브(groove)라는 V 형상의 그루브나 K-그루브가 많이 적용된다. 도 1은 상기 V-그루브에서 다층의 용접금속이 적층된 용접층을 포함하는 용접부와 상기 용접부에서의 CTOD 평가의 노치 위치와 노치선(S)을 모식적으로 나타낸다.Generally, V-shaped grooves or K-grooves called V-grooves are often applied when welding a shipyard using a lot of superfine steel. 1 schematically shows a notch position and a notch line S of a welded portion including a welded layer in which a multi-layer weld metal is laminated in the V-groove and a CTOD evaluation in the welded portion.

상기 용접부는 다층의 용접금속이 적층되어 층을 이루고 있으며, 이를 용접층이라 할 수 있다. 상기 용접층은 선행비드가 형성되면서 하나의 용접금속이 형성되고, 상기 선행비드로 형성된 용접금속 상에 후행비드가 적층되는 방식으로 용접층을 형성한다. 상기 적층되는 과정에서 선행비드에 의해 형성된 용접금속은 후행비드가 적층될 때, 다시 가열되어 용접금속 내에서 재가열 부분이 생성되게 되고, 이러한 재가열부분은 열영향부라 칭한다. 상대적으로 용접금속에서 재가열되지 않는 부분은 미열영향부라 한다. 도 2를 참고하면, 적층된 용접금속에서 밝은 부분은 미열영향부이고, 어두운 부분은 열영향부를 나타낸 것이다.The welded portion is formed by laminating multiple layers of weld metal, which can be referred to as a welded layer. The weld layer is formed by forming one weld metal while the preceding bead is formed, and the weld bead is formed in such a manner that the trailing bead is laminated on the weld metal formed by the preceding bead. The weld metal formed by the preceding bead in the process of being laminated is heated again to form a reheated portion in the weld metal when the following bead is laminated, and this reheated portion is referred to as a heat affected portion. The portion that is not reheated in the weld metal relatively is referred to as the heat effect. Referring to Fig. 2, in the laminated weld metal, the bright portion shows the heat affected portion and the dark portion shows the heat affected portion.

상기 열영향부의 미세조직은 기존의 용접금속(또는 용접금속 중 미열영향부)와 다른 조직을 나타내게 된다. 상기 열영향부는 재가열에 의해 조직이 성장하게 되고, 마르텐사이트나 베이나이트와 같은 고강도 미세조직이 상대적으로 늦은 냉각속도에 의해 페라이트와 같은 연질의 조직으로 변태되어 경도가 저하되고 인성이 증가하게 된다. The microstructure of the heat-affected portion is different from the existing weld metal (or the heat-affected portion of the weld metal). The heat affected zone of the heat affected zone grows by reheating, and high strength microstructures such as martensite and bainite are transformed into a soft structure such as ferrite by a relatively slow cooling rate, resulting in lower hardness and increased toughness.

한편, 용접부의 CTOD 평가는 용접부의 중심에서 노치가 가공되므로 노치선(S) 상에 미세조직이 중요한 역할을 하게 된다. 이에 본 발명은 상기 노치선(S) 상에 인성이 우수한 상기 열영향부가 위치되도록 함으로써, 우수한 CTOD 특성을 갖는 용접부를 확보할 수 있다. On the other hand, since the notch is processed at the center of the welded portion, the microstructure plays an important role on the notch line S in the CTOD evaluation of the welded portion. Therefore, the present invention can ensure the welded portion having excellent CTOD characteristics by positioning the heat affected portion having excellent toughness on the notch line (S).

보다 구체적으로, 본 발명의 용접부는 용접부 두께(L)의 길이 중에서, 상기 용접부의 노치선(S) 상에 포함되는 상기 열영향부의 비율이 30% 이상인 것이 바람직하다. 상기 열영향부의 비율이 30% 미만인 경우에는 노치선 상의 인성 확보가 용이하지 않으므로, 충분한 CTOD 특성을 확보하기 어렵다.More specifically, among the lengths of the weld portion thickness L, it is preferable that the ratio of the heat affected portion included on the notch line S of the weld portion is 30% or more. When the ratio of the heat affected portion is less than 30%, it is difficult to ensure toughness on the notched line, and therefore it is difficult to secure sufficient CTOD characteristics.

한편, 상기 열영향부는 상기 노치선(S) 중에서 용접부의 중심부에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 중심부는 용접부 두께 기준 1/4~3/4의 위치를 의미한다. 상기 용접부의 중심부에서 상기 노치선(S) 상에 포함되는 열영향부의 비율은 70% 이상을 차지하는 것이 용접부에서 충분한 CTOD 특성을 확보하기에 바람직하다.On the other hand, it is preferable that the heat-affected portion is located at the center of the weld in the notch line S. The center portion means a position of 1/4 to 3/4 of the thickness of the welded portion. It is preferable that the ratio of the heat affected portion included on the notch line S in the center portion of the weld portion accounts for 70% or more in order to secure sufficient CTOD characteristics in the welded portion.

한편, 일반적인 고강도 용접금속내에는 강도 향상을 위해 여러가지 합금원소의 첨가가 불가피하게 되고, 일부 고강도 용접금속의 경우에는 다층 용접시 용접 와이어나, 플럭스(flux) 성분에 포함된 탄소(C), 실리콘(Si), 망간(Mn) 등의 원소들이 재가열에 의해 충격인성에 악영향을 주는 도상 마르텐사이트(MA constituent) 조직 등을 형성시켜 충격인성이나 CTOD 특성을 저하시킬 수 있다. On the other hand, in general high-strength weld metal, it is inevitable to add various alloying elements in order to improve the strength. In the case of some high-strength weld metals, the welding wire, the carbon (C) contained in the flux component, (MA constituent) or the like which adversely affects impact toughness due to reheating of elements such as silicon (Si), manganese (Mn), etc. may be formed to lower impact toughness and CTOD characteristics.

이를 방지하기 위해서, 본 발명의 용접부는 중량%로, 탄소(C): 0.01~0.06%, 실리콘(Si): 0.05~0.50%, 망간(Mn): 1.0~2.0%, 니켈(Ni): 1.0~3.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001~0.5%, 구리(Cu): 0.01~0.7%, 크롬(Cr): 0.01~0.5%, 티타늄(Ti): 0.01~0.1%, 인(P): 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 산소(O): 0.03~0.05%, Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것이 바람직하다. 이하, 각 성분에 대해 간략히 설명한다.In order to prevent this, the welded portion of the present invention preferably contains 0.01 to 0.06% of carbon (C), 0.05 to 0.50% of silicon (Si), 1.0 to 2.0% of manganese (Mn) (P): 0.02 to 3.0%, molybdenum (Mo): 0.001 to 0.5%, copper (Cu): 0.01 to 0.7%, chromium (Cr): 0.01 to 0.5% , Sulfur (S): not more than 0.01%, oxygen (O): 0.03 to 0.05%, Fe and unavoidable impurities. Hereinafter, each component will be briefly described.

탄소(C): 0.01~0.06 중량%(이하, %)Carbon (C): 0.01 to 0.06% by weight (hereinafter referred to as%)

상기 C는 용접금속의 강도를 확보함과 동시에 경화성을 확보하기 위해 필요한 원소로서, 상술한 효과를 얻기 위해서는 C를 0.01% 이상 포함할 필요가 있다. 다만, 상기 C의 함량이 0.06%를 초과하게 되면, 용접시 용접부 저온 균열이 발생하기 쉽고, 용접부 충격인성이 크게 저하되는 문제점이 있으므로, 0.06%를 넘지 않는 것이 바람직하다.The above-mentioned C is an element necessary for securing the strength of the weld metal and ensuring the curability. In order to obtain the above-mentioned effect, it is necessary to contain C in an amount of 0.01% or more. However, if the content of C is more than 0.06%, low-temperature cracking of the welded portion tends to occur during welding, and the impact toughness of the welded portion is greatly reduced. Therefore, it is preferable that the content of C does not exceed 0.06%.

실리콘(Si): 0.05~0.50%Silicon (Si): 0.05 to 0.50%

상기 Si는 탈산효과를 위해 첨가하는 원소로서, 그 함량이 0.05% 미만이면 용접금속 내의 탈산 효과가 불충분하고 용접금속의 유도성을 저하시킨다. 반면 0.50%를 초과하게 되면 용접금속 내 도상 마르텐사이트(MA) 변태를 촉진시켜 충격인성을 저하시키고 용접 균열 감수성에 영향을 미치는 단점이 있으므로, 0.50%는 넘지 않는 것이 바람직하다.The content of Si is an element to be added for the deoxidizing effect. If the content is less than 0.05%, the deoxidation effect in the weld metal is insufficient and the induction property of the weld metal is lowered. On the other hand, if it exceeds 0.50%, the transformation of the martensite (MA) in the weld metal is accelerated to lower the impact toughness and affect the weld crack susceptibility. Therefore, it is preferable not to exceed 0.50%.

망간(Mn): 1.0~2.0%Manganese (Mn): 1.0 to 2.0%

상기 Mn은 탈산 작용 및 강도를 향상시키는데 필수적인 원소로서, TiO 산화물 주위에 MnS 형태로 석출하여 Ti 복합 산화물로 하여금 인성 개선에 유리한 침상 페라이트의 생성을 촉진시키는 역할을 한다. 또한, Mn은 기지조직 내에 치환형 고용체를 형성하여 기지를 고용 강화시켜 강도 및 인성을 확보하는데, 이러한 효과를 얻기 위해서는 1.0% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 다만, 2.0%를 초과하는 경우에는 저온 변태조직을 생성시켜 인성이 저하되는 문제가 있으므로, 2.0%는 넘지 않는 것이 바람직하다.The Mn is an element essential for improving the deoxidation action and strength, and precipitates in the form of MnS around the TiO 2 oxide to serve as a Ti composite oxide to promote the formation of needle-shaped ferrite favorable for improving toughness. In addition, Mn forms a substitutional solid solution in the matrix to solid-strengthen the matrix to secure strength and toughness. In order to obtain such effect, it is preferable that Mn is contained in an amount of 1.0% or more. However, when it exceeds 2.0%, there is a problem that the low-temperature transformed structure is formed and the toughness is lowered. Therefore, it is preferable that the content does not exceed 2.0%.

니켈(Ni): 1.0~3.0%Nickel (Ni): 1.0 to 3.0%

상기 Ni는 고용강화에 의한 매트릭스(matrix)의 강도 및 인성을 향상시키는 필수적인 원소이다. 상기의 효과를 얻기 위해서는 Ni을 1.0% 이상 포함하는 것이 바람직하다. 반면, 3.0%를 초과하여 너무 과도할 경우에는 소입성을 크게 증가시키거나, 고온균열 발생의 가능성이 있으므로 바람직하지 못하다.The Ni is an essential element for improving the strength and toughness of a matrix by solid solution strengthening. In order to obtain the above effect, it is preferable that 1.0% or more of Ni is contained. On the other hand, if it exceeds 3.0%, it is not desirable to excessively increase the incombustibility or possibly cause high temperature cracking.

몰리브덴(Mo): 0.001~0.5%Molybdenum (Mo): 0.001 to 0.5%

상기 Mo는 기지의 강도를 향상시키는 원소로서, 이를 위해서는 0.001% 이상 포함하는 것이 필요하나, 0.5%를 초과하는 경우에는 그 효과가 포화되고 용접 경화성이 크게 증가하여 마르텐사이트의 변태를 촉진시켜 인성을 저하시키는 문제가 있다. The Mo content is an element which improves the strength of the alloy. For this purpose, the Mo content is required to be 0.001% or more. When the Mo content exceeds 0.5%, the effect is saturated and the welding hardenability is greatly increased, thereby promoting the transformation of martensite, There is a problem of deterioration.

구리(Cu): 0.01~0.7%Copper (Cu): 0.01 to 0.7%

상기 Cu는 기지에 고용되어 고용강화 효과로 인하여 강도 및 인성을 확보하는데 유리한 원소이며, 이러한 효과를 위해서는 0.01% 이상의 Cu를 첨가하는 것이 바람직하다. 다만, 그 함량이 0.7%를 초과하는 경우에는 용접부에서 경화성을 증가시켜 인성을 저하시키므로, 바람직하지 않다.The Cu is advantageous in securing strength and toughness due to solubility strengthening effect by being dissolved in a matrix. For this effect, it is preferable to add Cu of 0.01% or more. However, if the content exceeds 0.7%, the toughness is increased in the welded portion to lower the toughness, which is not preferable.

크롬(Cr): 0.01~0.5%Cr (Cr): 0.01 to 0.5%

상기 Cr은 기지에 고용되어 소입성을 향상시키고, 강도를 향상시키는데 필수적이며, 강도 및 인성을 확보하는데 유리한 원소이다. 이를 위해서는 0.01% 이상 포함하는 것이 바람직하나, 그 함량이 0.5%를 초과하게 되면 용접부에서 경화성을 증가시켜 인성을 저해할 수 있다.The Cr is dissolved in the matrix to improve the incombustibility and is essential for improving the strength, and is an element favorable for securing strength and toughness. For this purpose, it is preferable that the content is 0.01% or more, but if the content exceeds 0.5%, the hardness can be increased in the welded portion and toughness can be inhibited.

티타늄(Ti): 0.01~0.1%Titanium (Ti): 0.01 to 0.1%

상기 Ti는 산소와 결합하여 미세한 Ti 산화물을 형성시킬 뿐만 아니라, 미세한 TiN 질화물을 형성시켜 침상 페라이트의 형성을 촉진하여 강도와 인성을 향상시킬 수 있다. 이를 위해서는 0.01% 이상 포함하는 것이 바람직하나, 너무 과도하면 조대한 산화물 또는 석출물이 형성되어 인성이 저하되는 문제가 있으므로, 0.1%를 넘지 않는 것이 바람직하다.The Ti bonds with oxygen to form fine Ti oxides, as well as to form fine TiN nitrides to promote the formation of needle-like ferrite, thereby improving the strength and toughness. For this purpose, it is preferable to include 0.01% or more, but if it is excessively large, a coarse oxide or precipitate is formed and the toughness is lowered.

인(P): 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하Phosphorus (P): not more than 0.02%, sulfur (S): not more than 0.01%

상기 P 및 S는 고온 균열을 조장하는 불순물로서, 가능한 낮게 관리하는 것이 바람직하다.P and S are impurities which promote high-temperature cracking, and it is preferable to control them as low as possible.

산소(O): 0.03~0.05%Oxygen (O): 0.03 to 0.05%

상기 O는 용접부의 응고 중에 Ti와 반응하여 Ti 산화물을 형성시키는 원소로서, Ti 산화물은 용접부 내에서 침상 페라이트 변태를 촉진시킨다. 다만, O 함량이 0.03% 미만이면 Ti 산화물을 용접부 내에 적절히 분포시키지 못하고, 0.05%를 초과하게 되면 조대한 Ti 산화물 등이 생성되어 용접부의 충격 인성에 영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다.The O is an element which reacts with Ti during the solidification of the welded portion to form Ti oxide, and the Ti oxide promotes the needle-shaped ferrite transformation in the welded portion. However, if the content of O is less than 0.03%, the Ti oxide can not be appropriately distributed in the welded portion. If the content of O exceeds 0.05%, a coarse Ti oxide or the like is generated and the impact toughness of the welded portion is affected.

한편, 상기 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo 등의 조성은 하기 관계식 1의 Ceq(탄소당량)가 0.2~0.55%인 것이 바람직하다.On the other hand, the composition of C, Si, Mn, Ni, Cr, and Mo is preferably 0.2 to 0.55% of Ceq (carbon equivalent)

[관계식 1][Relation 1]

Ceq = C + Si/24 + Mn/6+ Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 Ceq = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14

(상기 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V는 각 성분의 조성(중량%)를 의미함)(C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo and V mean the composition (% by weight) of each component)

용접금속 내에 도상 마르텐사이트(MA)와 같은 취약한 상이 형성되면 용접부의 충격인성에 악영향을 줄 수 있으며, 상기 용접부의 Ceq 값이 0.55%를 초과하게 되면, 상기 MA 조직이 과도하게 형성될 우려가 있는 반면, Ceq 값이 0.2% 미만에서는 용접부의 강도가 너무 낮아지는 문제가 있으므로, 상기 Ceq은 0.2~0.55%인 것이 바람직하다. If a weak phase such as martensite (MA) is formed in the weld metal, the impact strength of the weld portion may be adversely affected. If the Ceq value of the weld portion exceeds 0.55%, the MA structure may be excessively formed On the other hand, when the Ceq value is less than 0.2%, there is a problem that the strength of the welded portion becomes too low. Therefore, Ceq is preferably 0.2 to 0.55%.

이하, 본 발명의 용접부를 제조하는 방법의 일예에 대해서 설명한다. Hereinafter, an example of a method of manufacturing a welded portion of the present invention will be described.

본 발명의 CTOD 특성이 우수한 용접부를 제조하기 위한 방법은 특별히 한정하지 않으며, 전술한 노치선(S) 상에 용접금속의 열영향부가 위치될 수 있는 방법이면 충분하다. 일예로서, 다층 적층 용접시 용접부에서의 중심부를 먼저 적층시켜 용접금속의 열영향부를 다량 형성시키는 방법이 가능하고, 또다른 일예로서는 도 2에 간략히 나타난 바와 같이 용접금속을 적층하는 과정에서, 용접금속을 수직으로 적층하여, 용접금속의 열영향부가 두께방향으로 직선이 되도록 하고, 이때의 열영향부가 노치선(S) 상에 위치시키는 방법이 가능하다.The method for producing the welded portion excellent in the CTOD characteristic of the present invention is not particularly limited, and a method capable of placing the heat affected portion of the weld metal on the notch line S described above is sufficient. As an example, in a multi-layer lamination welding, a method of forming a large amount of heat affected portion of a weld metal by first laminating a center portion in a welded portion is possible. In another example, as shown in FIG. 2, So that the heat-affected portion of the weld metal is straight in the thickness direction, and the heat-affected portion at this time is positioned on the notch line S.

이하, 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The following examples are for the purpose of understanding the present invention and are not intended to limit the present invention.

(실시예)(Example)

하기 표 1의 두께를 갖는 항복강도 450MPa급 강재를 모재로 준비하고, 서브머지드 아크 용접(Submerged Arc Welding, SAW) 용접방법으로 다층 용접을 수행하여, 용접층을 갖는 용접부를 제조하였다. 한편, 용접부의 두께(L)는 모재 두께와 동일한 것으로 한다.A 450 MPa grade steel having a thickness of the following Table 1 was prepared as a base material and multi-layer welding was performed by a submerged arc welding (SAW) welding method to produce a welded portion having a welded layer. On the other hand, the thickness (L) of the welded part shall be the same as the thickness of the base metal.

상기 용접부에서 CTOD 노치선 상에 존재하는 용접 금속 중 열영향부의 비율을 측정하고 그 값을 하기 표 1에 함께 나타내었다. 상기 비율의 측정은 용접부 단면에 대해서, 시험편 전체 두께(용접부의 두께, L)에 대해서, CTOD 노치선(S) 상에 위치되어 있는 열영향부의 길이를 측정하여 그 비율을 구하였다. The ratio of the heat affected portion in the weld metal existing on the CTOD notch line in the weld portion was measured and the values are shown in Table 1 below. The ratio was measured by measuring the length of the heat affected zone located on the CTOD notch line S with respect to the total thickness of the test piece (the thickness of the welded portion, L) with respect to the welded section.

또한, 각 용접부의 -10℃에서의 CTOD를 측정하여 그 결과를 표 1에 함께 나타내었다. 상기 CTOD 측정은 실험온도 -10℃에서 노치를 용접부에 가공하였고, 통용되는 BS7448 기준에 의거 실험하여, 그 결과를 표 1에 나타내었다.The CTOD at -10 ° C of each weld portion was measured, and the results are also shown in Table 1. The CTOD measurement was performed on the welded portion of the notch at an experimental temperature of -10 ° C, and the test was conducted according to the BS 7448 standard, and the results are shown in Table 1.

구분division 두께(㎜)Thickness (mm) 노치선상 존재하는 열영향부 길이 비율(%)Heat affected part length ratio (%) on notch -10℃ CTOD 평가 (㎜)-10 캜 CTOD evaluation (mm) 발명예 1Inventory 1 100100 6060 0.550.55 발명예 2Inventory 2 100100 5757 0.370.37 발명예 3Inventory 3 100100 3535 0.290.29 발명예 4Honorable 4 100100 3535 0.270.27 발명예 5Inventory 5 9595 3131 0.240.24 발명예 6Inventory 6 100100 100100 0.450.45 비교예 1Comparative Example 1 100100 2020 0.210.21 비교예 2Comparative Example 2 100100 1111 0.070.07 비교예 3Comparative Example 3 9595 77 0.090.09

상기 표 1의 결과에서 나타난 바와 같이, 전체 두께 대비, CTOD 노치선 상에 존재하는 용접금속의 열영향부 비율이 30% 이상인 경우에는 -10℃에서의 CTOD값이 일반적인 선급에서 요구하는 0.2㎜ 이상의 우수한 값을 나타내는 것을 알 수 있다.As shown in the above Table 1, when the heat affected part ratio of the weld metal present on the CTOD notch line with respect to the total thickness is 30% or more, the CTOD value at -10 ° C is 0.2 mm or more It can be seen that it shows an excellent value.

도 3은 발명예 6에서의 용접부 내 MA 에칭을 한 미세조직을 나타낸 것이다. 특히, 열영향부가 존재하는 부분의 경도가 상대적으로 낮은 값을 나타내고 있으며, 이때 미세조직분석결과 MA와 같은 인성에 악영향을 초래하는 상들이 존재하지 않음을 알 수 있다. 도 4에서 MA가 존재하는 영역은 밝은 색(흰색)으로 나타나야 하는데, 도 4에서는 거의 관찰되지 않는 것을 알 수 있다. Fig. 3 shows the microstructure of the MA in the weld zone in Inventive Example 6. Fig. Particularly, the hardness of the portion where the heat affected portion is present has a relatively low value. As a result of the microstructure analysis, it can be seen that there are no images which adversely affect the toughness such as MA. In FIG. 4, the region where MA is present should appear in a bright color (white), which is hardly observed in FIG.

Claims (6)

다층의 용접금속이 적층된 용접층을 포함하는 용접부;
상기 용접금속은 열영향부와 미열영향부를 포함하고,
상기 용접부 두께(L) 길이에서, 상기 용접부의 노치선(S) 상에 포함된 상기 열영향부의 비율이 30% 이상인 CTOD 특성이 우수한 용접부.
A weld comprising a weld layer in which multiple layers of weld metal are laminated;
Wherein the weld metal includes a heat-affected portion and a low-temperature affected portion,
A weld portion having a CTOD characteristic that the ratio of the heat affected portion included on the notch line (S) of the weld portion is 30% or more at the length of the weld portion thickness (L).
청구항 1에 있어서,
상기 용접부의 중심부에서, 노치선(S) 상에 포함되는 열영향부의 비율은 70% 이상인 CTOD 특성이 우수한 용접부.
The method according to claim 1,
A weld portion having a CTOD characteristic that a ratio of a heat affected portion included on a notch line (S) at a center portion of the weld portion is 70% or more.
청구항 2에 있어서,
상기 중심부는 용접부 두께(L)의 1/4~3/4 영역인 CTOD 특성이 우수한 용접부.
The method of claim 2,
And the center portion is excellent in the CTOD characteristic which is a region of 1/4 to 3/4 of the thickness L of the welded portion.
청구항 1에 있어서,
상기 용접부는 중량%로, 탄소(C): 0.01~0.06%, 실리콘(Si): 0.05~0.50%, 망간(Mn): 1.0~2.0%, 니켈(Ni): 1.0~3.0%, 몰리브덴(Mo): 0.001~0.5%, 구리(Cu): 0.01~0.7%, 크롬(Cr): 0.01~0.5%, 티타늄(Ti): 0.01~0.1%, 인(P): 0.02% 이하, 황(S): 0.01% 이하, 산소(O): 0.03~0.05%, 나머지는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 CTOD 특성이 우수한 용접부.
The method according to claim 1,
Wherein the welded portion comprises 0.01 to 0.06% carbon (C), 0.05 to 0.50% silicon (Si), 1.0 to 2.0% manganese (Mn), 1.0 to 3.0% nickel (Ni) (S): 0.001 to 0.5%, Cu: 0.01 to 0.7%, Cr: 0.01 to 0.5%, Ti: 0.01 to 0.1% : 0.01% or less, oxygen (O): 0.03 to 0.05%, and the balance of Fe and unavoidable impurities.
청구항 4에 있어서,
상기 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo 등의 조성은 하기 관계식 1의 Ceq(탄소당량)가 0.2~0.55%인 CTOD 특성이 우수한 용접부.
[관계식 1]
Ceq = C + Si/24 + Mn/6+ Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14
(상기 C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo, V는 각 성분의 조성(중량%)를 의미함)
The method of claim 4,
The composition of C, Si, Mn, Ni, Cr, and Mo is excellent in CTOD characteristics with Ceq (carbon equivalent) of 0.2 to 0.55%
[Relation 1]
Ceq = C + Si / 24 + Mn / 6 + Ni / 40 + Cr / 5 + Mo / 4 + V / 14
(C, Si, Mn, Ni, Cr, Mo and V mean the composition (% by weight) of each component)
청구항 1에 있어서,
상기 용접부는 -10℃에서의 CTOD 특성이 0.2㎜ 이상인 CTOD 특성이 우수한 용접부.
The method according to claim 1,
The welded portion is excellent in CTOD characteristics having a CTOD characteristic of 0.2 mm or more at -10 캜.

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