KR20200067694A - Method for laser pipe welding of super duplex stainless steel - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a laser pipe welding method capable of securing superior corrosion resistance of 90% or more of a base material by controlling a phase fraction of a super duplex stainless steel welding part. The laser pipe welding method of super duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention, when laser pipe welding of super duplex stainless steel containing 24 to 25 wt% of Cr, 6 to 8 wt% of Ni, 3 to 5% of Mo, and 0.2 wt% or more of N, shields a welding part with N_2 protective gas and controls an average cooling rate to 100 °C/s or less.

Description

슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법 {METHOD FOR LASER PIPE WELDING OF SUPER DUPLEX STAINLESS STEEL}Method for welding laser pipes of super duplex stainless steel {METHOD FOR LASER PIPE WELDING OF SUPER DUPLEX STAINLESS STEEL}

본 발명은 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 시 우수한 내식성을 가지는 용접부를 확보할 수 있는 용접기술에 관한 것이다.The present invention relates to a welding technique capable of securing a weld having excellent corrosion resistance when welding a laser tube of super duplex stainless steel.

슈퍼 듀플렉스 스테인리스강은 우수한 강도 및 내식성을 바탕으로 담수화 플랜트, 그리고 해수 펌프 등 해수를 사용하는 산업과, SOx와 같은 환경오염물질을 배출하는 화학 플랜트, 케미컬 탱크 등 열악한 부식환경에 주로 사용되고 있다. 스테인리스강의 내식성은 PREN(Pitting Resistance Equivalent Number)이라고 하는 내공식성 지수로 대표되며, 이와 같은 PREN 값은 아래 식 (1)과 같이 표시된다.Super duplex stainless steels are mainly used for high strength and desalination plants based on the corrosion resistance, and the sea water pump, such as using water industry, a chemical plant for discharging the pollutants such as SO x, chemical tanks, etc. harsh corrosive environment. Corrosion resistance of stainless steel is represented by a pitting resistance index called PREN (Pitting Resistance Equivalent Number), and this PREN value is expressed as in Equation (1) below.

(1) PREN = Cr + 3.3*(Mo + 0.5*W) + 16*N(One) PREN = Cr + 3.3*(Mo + 0.5*W) + 16*N

통상 304와 같은 일반 스테인리스강은 25 전후의 PREN 값을 가지는데 반해, 슈퍼 듀플렉스 강재는 40 이상의 PREN값을 가져서, 우수한 내식성을 나타내게 된다. 앞선 식 (1)에서 보듯이, 내식성에는 Cr, Mo, N과 같은 원소가 매우 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 용접부의 경우는 용접 중에 생성되는 시그마상의 생성 또는 용접부 상분율의 변화, 소재의 질소 함량 저감 등에 의해 내식성이 저감되는 문제를 종종 발생시킨다. Normal stainless steel such as 304 usually has a PREN value of around 25, whereas a super duplex steel material has a PREN value of 40 or more, thereby exhibiting excellent corrosion resistance. As shown in the previous equation (1), it is known that elements such as Cr, Mo, and N play a very important role in corrosion resistance. However, in the case of a welding part, a problem that corrosion resistance is often reduced by generation of a sigma phase generated during welding, a change in the phase fraction of the welding part, or a reduction in the nitrogen content of the material, etc.

이러한 근본적인 문제를 제거하기 위해, 산업계에서는 용접 파이프(welded pipe)가 아닌, 심리스 파이프(seamless pipe)를 적용하는 경우도 있다. 그러나 심리스 파이프는 낮은 생산성 및 높은 제조비용으로 인해, 산업계에서 널리 확대 적용되지 못하고 있다. 따라서, 용접부 성능은 기존 대비 우수하며, 전체적인 생산성 및 비용이 저렴한 용접용 파이프를 제조할 수 있는 조관 용접 기술 개발이 필요하다.In order to eliminate this fundamental problem, in industry, a seamless pipe is applied instead of a welded pipe. However, due to low productivity and high manufacturing cost, seamless pipe has not been widely applied in industry. Therefore, the welding part performance is superior to the existing one, and it is necessary to develop a pipe welding technology that can manufacture a welding pipe with low overall productivity and cost.

본 발명은 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 시 내식성 저하 원인을 해소하여 용접부의 내식성이 우수한 조관 용접 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a method for welding a pipe having excellent corrosion resistance to a weld by eliminating a cause of corrosion resistance when welding a laser pipe of super duplex stainless steel.

본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법은, 중량%로 Cr: 24 내지 25%, Ni: 6 내지 8%, Mo: 3 내지 5%, N: 0.2% 이상을 포함하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 시, 용접부를 N2 보호가스로 쉴딩한다.The method of welding a laser pipe of a super duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention includes Cr: 24 to 25%, Ni: 6 to 8%, Mo: 3 to 5%, and N: 0.2% or more by weight. When welding a laser tube of super duplex stainless steel, the weld is shielded with N 2 protective gas.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 N2 보호가스 쉴딩은 상기 용접부의 외면 및 내면에 이루어지며, 유량은 5ℓ/min 이상일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the N 2 protective gas shielding is made on the outer surface and the inner surface of the welding part, and the flow rate may be 5 l/min or more.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용접부의 1,100 내지 500℃ 온도구간에서 평균 냉각속도를 100℃/s 이하로 제어할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the average cooling rate in the temperature range of 1,100 to 500°C of the welding portion can be controlled to 100°C/s or less.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평균 냉각속도는 10 내지 100℃/s일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the average cooling rate may be 10 to 100 ℃ / s.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 레이저 조관 용접 전, 후 또는 전과 후에 상기 용접부를 열처리하여 상기 평균 냉각속도를 제어할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the average cooling rate may be controlled by heat-treating the weld portion before, after, or before and after welding the laser tube.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용접부의 오스테나이트상 분율은 40% 이상일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the fraction of the austenite phase in the welding portion may be 40% or more.

본 발명에 따른 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법은 용접부의 상분율을 제어하여 모재의 90% 이상의 우수한 내식성을 확보할 수 있다.The laser duplex welding method of the super duplex stainless steel according to the present invention can secure superior corrosion resistance of 90% or more of the base material by controlling the phase fraction of the weld.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조관 용접을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic view showing a laser tube welding according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to clearly describe the present invention, parts not related to the description are omitted in the drawings, and in the drawings, the width, length, and thickness of components may be exaggerated for convenience. Throughout the specification, the same reference numbers refer to the same components.

일반적으로 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강은 기지조직의 페라이트와 오스테나이트 상분율이 50:50으로 동등한 비율을 가지며, 이로 인해 높은 강도, 우수한 응력부식저항성 등을 가진다. 그러나, 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강은 용접을 통해 용융 후 응고가 되면 용접과정 중의 Cr 산화에 따른 Cr함량 저감, 고용 N의 손실, 상분율의 변화 등으로 인해 용접부 내식성이 저하된다. 이를 방지하기 위해, 용접재료를 사용하는 통상의 아크 용접에서는 Ni 함량이 모재 대비 3~4% 높은 용접재료를 사용하여 용접부 상분율 밸런스(balance)를 맞추기 위한 기술이 적용된다. 그러나, 이와 같은 용접재료를 사용하기 힘든 제살용접의 경우는 용접부 합금성분 및 상분율 제어가 쉽지 않게 된다.In general, super duplex stainless steel has an equal ratio of ferrite and austenite phase fractions of 50:50 in the matrix structure, and thus has high strength and excellent stress corrosion resistance. However, when the super duplex stainless steel is melted and solidified through welding, the corrosion resistance of the weld portion is deteriorated due to a reduction in Cr content due to Cr oxidation during welding, loss of solid solution N, and change in phase fraction. In order to prevent this, in a conventional arc welding using a welding material, a technique for balancing the phase fraction of the welding area is applied using a welding material having a Ni content of 3 to 4% higher than that of the base material. However, in the case of slaughter welding, in which it is difficult to use such a welding material, it is not easy to control the alloy component and phase fraction of the weld.

레이저 용접은 고밀도의 열원을 사용하여, 특정한 좁은 영역에 에너지를 집속시켜 국부적인 용융을 통해 용접을 할 수 있는 고생산성 용접 방법 중의 하나이다. 레이저 용접은 다양한 조관 용접 방법 중의 하나로서 산업계에 널리 적용되고 있으며, 일반적으로 용접재료를 사용하지 않고 모재의 용융만으로 용접부를 형성시키는 제살용접 중의 하나로 알려져 있다. 이러한 레이저 용접은 매우 정밀하고 빠른 조관 용접속도로 인해 많은 장점을 가지고 있으나, 용접부 열사이클을 보면 낮은 입열량을 가지는 특성으로 인해 용접부는 급열/급냉의 열사이클을 거치게 된다. 특히, 듀플렉스 스테인리스강과 같이 용접부의 용융 후 응고과정에서 100% d-페라이트가 형성된 후 냉각되면서 오스테나이트상이 석출되는 강재의 경우에는, 냉각속도가 너무 빠르면 충분한 오스테나이트상이 석출되지 못하여 용접금속부의 상분율 균형(50:50)이 맞지 않는 경우가 발생한다. 이러한 경우 용접부 내식성이 저하되는 문제점이 있어, 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 내식성 저하 문제를 해결할 수 있는 조관 용접 방법을 개발하고자 하였다.Laser welding is one of the high-productivity welding methods that use high-density heat sources to concentrate energy in a specific narrow area to perform welding through local melting. Laser welding is one of various welding methods for pipes, and is widely applied to the industry, and is generally known as one of slaughter weldings that form a weld by melting the base material without using welding materials. Such laser welding has many advantages due to a very precise and fast pipe welding speed, but when looking at the heat cycle of the welding part, the welding part undergoes a heat cycle of rapid heating/quenching due to the characteristic having low heat input. Particularly, in the case of a steel material in which austenite phases are precipitated while being cooled after 100% d-ferrite is formed in the solidification process after melting of the weld zone, such as duplex stainless steel, if the cooling rate is too fast, sufficient austenite phase cannot be precipitated, so the phase fraction of the weld metal section There is a case where the balance (50:50) does not fit. In this case, there was a problem in that the corrosion resistance of the welded part was deteriorated, and an attempt was made to develop a welding method for a pipe that can solve the problem of corrosion resistance of super duplex stainless steel.

본 발명에서 레이저 조관 용접의 대상이 되는 모재는 중량%로, Cr: 24 내지 25%, Ni: 6 내지 8%, Mo: 3 내지 5%, N: 0.2% 이상을 포함하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강이다.In the present invention, the base material to be subjected to laser tube welding is super duplex stainless steel, which includes, by weight, Cr: 24-25%, Ni: 6-8%, Mo: 3-5%, N: 0.2% or more. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 조관 용접 방법을 나타내는 모식도이다.1 is a schematic view showing a laser welding tube welding method according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명을 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to FIG. 1.

본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법은, 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 시, 용접부를 N2 보호가스로 쉴딩(shielding)한다. N2 보호가스 쉴딩은 상기 용접부의 외면 및 내면에 이루어질 수 있다.In a method of welding a laser pipe of a super duplex stainless steel according to an embodiment of the present invention, when welding a laser pipe of a super duplex stainless steel, the welding portion is shielded with N 2 protective gas. N2 protective gas shielding may be made on the outer and inner surfaces of the weld.

슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 용접부 내식성 저하 원인으로, 첫째는 용접 후 응고과정 중의 d-페라이트와 오스테나이트 상분율 밸런스가 깨어져 모재 대비 높은 d-페라이트 분율을 보이는 것이며, 둘째는 용접과정 중의 N의 소실이다. 본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위해, 기존 보호가스로 Ar 혹은 He을 사용하는 것을 N2로 변경하고자 하였다. N는 기본적으로 오스테나이트 안정화 원소로서, 보호가스로 N2를 사용할 경우 용접과정 중 용접금속에서 소실된 N를 보완해줄 수 있으며, 또한 용융 금속에 확산되어 냉각 중 오스테나이트 변태를 촉진시킴으로써 오스테나이트 상분율 확보에 유효하다.As a cause of deterioration of the corrosion resistance of the laser welding part of the super duplex stainless steel, first, the balance of the phase fraction of d-ferrite and austenite in the solidification process after welding is broken, showing a high d-ferrite fraction compared to the base material, and the second is the loss of N during the welding process. In the present invention, in order to solve this problem, it was intended to change the use of Ar or He as an existing protective gas to N 2 . N is basically an austenite stabilizing element, and when N 2 is used as a protective gas, N that is lost in the welding metal during the welding process can be supplemented, and also diffuses into the molten metal to promote austenite transformation during cooling to promote the austenite phase. It is effective for securing a fraction.

이러한 N2 보호가스 쉴딩(1)은 조관 파이프 외면(1a)뿐만 아니라 내부의 용접부 내면(1b)에도 함께 적용시 그 효과는 증대된다. 예를 들어, 파이프 외면에는 쉴딩 슈(shielding shoe)를 이용해 N2 보호가스를 분사하여 쉴딩할 수 있으며, 내면에는 가스관을 이용해 백 비드에 N2 보호가스를 분사할 수 있다. 특히, N2 쉴딩(1)의 경우, 외면 및 내면 모두 최소 5ℓ/min 이상의 유량으로 용접부를 보호해야만 상술한 효과가 있다. 단, 용접부 냉각속도와 용접부 형상을 고려하여 40ℓ/min 이하의 유량이 바람직하다.When the N 2 protective gas shielding 1 is applied not only to the outer surface 1a of the pipe pipe, but also to the inner surface 1b of the welding portion, the effect is increased. For example, the outer surface of the pipe may be shielded by spraying N 2 protective gas using a shielding shoe, and the inner surface may be sprayed with N 2 protective gas to the bag bead using a gas pipe. In particular, in the case of N 2 shielding (1), both the outer surface and the inner surface have the above-described effect only when the welding portion is protected with a flow rate of at least 5 l/min or more. However, a flow rate of 40 l/min or less is preferable in consideration of the cooling rate of the weld and the shape of the weld.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 용접부의 1,100 내지 500℃ 온도구간에서 평균 냉각속도를 100℃/s 이하로 제어하여 오스테나이트 상분율을 확보할 수 있다. 평균 냉각속도를 낮추기 위해 레이저 조관 용접 전(2a), 후(2b) 또는 전과 후에 상기 용접부를 열처리(2)하여 상기 평균 냉각속도를 제어할 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the average cooling rate in the temperature range of 1,100 to 500°C of the welding portion is controlled to 100°C/s or less to secure the austenite phase fraction. In order to lower the average cooling rate, the average cooling rate may be controlled by heat-treating the welding portion (2) before (2a), after (2b), or before and after laser tube welding.

레이저 용접은 저입열 용접으로, 냉각과정 중 충분한 오스테나이트 상분율을 확보하기 위해서는 추가적인 용접 전/후 열처리(2)가 필요하다. 특히, 용접금속에서 오스테나이트가 석출되는 1,100 내지 500℃ 온도구간의 평균 냉각속도가 100℃/s 이하로 확보되었을때, 오스테나이트 상분율을 40 내지 50% 확보할 수 있다. 이와 같은 냉각속도를 얻기 위해서는, 레이저 용접 전 및/또는 용접 직후 용접부를 가열하여 100℃/s 이하의 평균 냉각속도로 제어할 수 있다. 예를 들어, 열처리를 위해 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding) 용접 방법을 이용하거나, 가열원으로 인덕션 가열장치 등을 이용할 수 있다.Laser welding is a low-input heat welding, and an additional heat treatment (2) before and after welding is required to secure a sufficient austenite phase fraction during the cooling process. In particular, when the average cooling rate of a temperature range of 1,100 to 500°C in which austenite is precipitated from a weld metal is secured at 100°C/s or less, a phase fraction of austenite can be secured by 40 to 50%. In order to obtain such a cooling rate, the welding portion may be heated before and/or after laser welding to control the average cooling rate of 100° C./s or less. For example, GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) welding method may be used for heat treatment, or an induction heating device may be used as a heating source.

한편, 용접부의 평균 냉각속도는 10℃/s 이상인 것이 바람직하다. 10℃/s 미만의 매우 느린 냉각속도에서는 충분한 오스테나이트 상분율은 확보할 수 있으나, 시그마상 등의 2차상이 생성되어 오히려 내식성이 저하될 수 있다.On the other hand, the average cooling rate of the weld is preferably 10°C/s or more. At a very slow cooling rate of less than 10° C./s, sufficient austenite phase fraction can be secured, but secondary phases such as sigma phases may be generated, and thus corrosion resistance may deteriorate.

상술한 레이저 조관 용접 방법에 따라 용접된 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 용접부는, 오스테나이트 상분율을 40% 이상으로 확보하여 페라이트-오스테나이트 상분율을 50:50에 근접시킬 수 있어 용접부 내식성을 향상시킬 수 있다.The welded portion of the super duplex stainless steel welded according to the above-described laser pipe welding method can secure the austenite phase fraction to 40% or more, thereby approaching the ferrite-austenite phase fraction to 50:50, thereby improving corrosion resistance of the weld. .

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in more detail through a preferred embodiment of the present invention.

실시예Example

UNS32750(25Cr-7Ni-3.5Mo-0.28N)의 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강을 레이저 조관 용접함에 있어서, 쉴딩 보호가스의 종류 및 유량과 용접부 평균 냉각속도를 제어하여 오스테나이트 상분율을 조사하였으며, 이에 따른 용접부 내식성을 평가하였다.In the laser welding of a super duplex stainless steel of UNS32750 (25Cr-7Ni-3.5Mo-0.28N), the type and flow rate of shielding protection gas and the average cooling rate of the welding part were controlled to investigate the austenite phase fraction. The corrosion resistance was evaluated.

보호가스는 Ar, He, N2를 사용하였고, N2의 유량을 달리하여 조관 파이트의 용접부 외면 및 내면을 쉴딩하였다. 용접부의 1,100~500℃ 온도구간 냉각속도는 레이저 용접 전과 후 위치에 인덕션 가열장치를 배치하여, 이를 조합하여 구동함으로써 평균 냉각속도를 7℃/s부터 200℃/s 이상까지 다양하게 조절하였다.Ar, He, and N 2 were used as the protective gas, and the outer and inner surfaces of the welding portion of the pipe pipe were shielded by varying the flow rate of N2. The cooling rate of the temperature range of 1,100~500℃ in the welding section was adjusted by varying the average cooling rate from 7℃/s to 200℃/s by arranging and driving the induction heating device in the position before and after laser welding.

최종 내식성 평가는 ASTM G48A에 따라 용접부를 24시간 침지하여 CPT(Critical Pitting Temperature, ℃)를 측정하였다.The final corrosion resistance evaluation was performed by immersing the welded part in accordance with ASTM G48A for 24 hours to measure CPT (Critical Pitting Temperature, ℃).

구분division 보호가스 쉴딩Shielding gas shielding 용접부
평균 냉각속도
(℃/s)Weld
Average cooling rate
(℃/s) 용접부
오스테나이트
상분율Weld
Austenite
Phase fraction CPT
(℃)CPT
(℃) 종류Kinds 유량
(ℓ/min)flux
(ℓ/min) 비교예 1Comparative Example 1 ArAr 1010 > 200> 200 17%17% 4040 비교예 2Comparative Example 2 HeHe 1010 > 200> 200 19%19% 4040 비교예 3Comparative Example 3 ArAr 1010 ~ 80~ 80 22%22% 4040 비교예 4Comparative Example 4 HeHe 1010 ~ 80~ 80 24%24% 4040 비교예 5Comparative Example 5 N2 N 2 33 > 200> 200 23%23% 4040 비교예 6Comparative Example 6 N2 N 2 33 ~ 80~ 80 28%28% 4040 비교예 7Comparative Example 7 N2 N 2 33 ~ 50~ 50 33%33% 4545 비교예 8Comparative Example 8 N2 N 2 1010 > 200> 200 31%31% 4545 비교예 9Comparative Example 9 N2 N 2 1010 ~ 7~ 7 46%46% 4040 실시예 1Example 1 N2 N 2 55 ~ 80~ 80 43%43% 5555 실시예 2Example 2 N2 N 2 1515 ~ 80~ 80 45%45% 5555 실시예 3Example 3 N2 N 2 1010 ~ 100~ 100 45%45% 5555 실시예 4Example 4 N2 N 2 2020 ~ 70~ 70 46%46% 5555 실시예 5Example 5 N2 N 2 2020 ~ 30~ 30 47%47% 5555

조관 파이프의 용접부 외면 및 내면에 모두 Ar 또는 He을 보호가스로 사용한 비교예 1 내지 4의 경우에는 냉각속도에 따라 어느 정도 오스테나이트 상분율이 증가하나(비교예 3, 4), 내식성을 확보하기 위한 충분한 양의 오스테나이트 상분율은 얻기 힘들었다. 내식성 또한 ASTM G48A의 기준으로 40℃에서 공식(pitting)이 발생하였다. In the case of Comparative Examples 1 to 4 in which Ar or He was used as a protective gas for both the outer and inner surfaces of the pipe weld, the austenite phase fraction increased to some extent depending on the cooling rate (Comparative Examples 3 and 4), but to ensure corrosion resistance A sufficient amount of austenite phase fraction was difficult to obtain. Corrosion resistance also occurred at 40°C based on ASTM G48A.

이와 비교하여, 용접부 내/외면을 모두 N2를 사용하여 쉴딩한 비교예 4 내지 8에서는 대체적으로 오스테나이트 상분율이 증가하는 것을 확인할 수 있었으나, N2의 유량이 5ℓ/min 미만의 경우에서는 그 효과가 크지 않았다.Compared to this, in Comparative Examples 4 to 8, in which both the inner and outer surfaces of the welded part were shielded using N 2 , the austenite phase fraction was generally increased, but when the flow rate of N 2 was less than 5 ℓ/min, The effect was not great.

비교예 9의 충분한 N2 유량과 매우 느린 냉각속도에서는 충분한 오스테나이트 상분율 확보에는 성공하였으나, 너무 느린 냉각속도로 인해 용접부에서 발생한 시그마상 등에 의해 오히려 내식성이 저하됨을 확인할 수 있었다.The sufficient N 2 flow rate of Comparative Example 9 and a very slow cooling rate succeeded in securing a sufficient austenite phase fraction, but it was confirmed that the corrosion resistance was lowered due to the sigma phase generated in the weld due to the too slow cooling rate.

한편, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 5는 상기 비교예들과 비교하여, N2 유량을 5ℓ/min 이상으로 유지하면서 용접부 평균 냉각속도를 10 내지 100℃/s 범위로 제어하였다. 실시예 1 내지 5는 40% 이상의 오스테나이트 상분율을 확보하면서도, CPT 온도가 비교예 대비 약 15℃ 증가되어 내식성이 향상된 결과를 나타내었다.On the other hand, Examples 1 to 5 according to the present invention, compared to the comparative examples, while maintaining the N 2 flow rate of 5ℓ / min or more was controlled to the average cooling rate of the welding portion in the range of 10 to 100 ℃ / s. Examples 1 to 5, while securing a phase fraction of austenite of 40% or more, CPT temperature was increased by about 15 °C compared to the comparative example exhibited improved corrosion resistance.

상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although exemplary embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited thereto, and a person skilled in the art does not depart from the concept and scope of the following claims. It will be understood that various modifications and variations are possible.

Claims (6)

중량%로, Cr: 24 내지 25%, Ni: 6 내지 8%, Mo: 3 내지 5%, N: 0.2% 이상을 포함하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 시,
용접부를 N2 보호가스로 쉴딩하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.When welding a laser tube of a super duplex stainless steel containing at least 24% by weight, Cr: 24% to 25%, Ni: 6% to 8%, Mo: 3% to 5%, and N: 0.2% or more,
Super duplex stainless steel laser tube welding method for shielding the weld with N 2 protective gas. 제1항에 있어서,
상기 N2 보호가스 쉴딩은 상기 용접부의 외면 및 내면에 이루어지며,
유량은 5ℓ/min 이상인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.According to claim 1,
The N 2 protective gas shielding is made on the outer and inner surfaces of the weld,
A method of welding a laser tube of super duplex stainless steel with a flow rate of 5 l/min or more. 제1항에 있어서,
상기 용접부의 1,100 내지 500℃ 온도구간에서 평균 냉각속도를 100℃/s 이하로 제어하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.According to claim 1,
A method for welding a laser pipe of super duplex stainless steel to control an average cooling rate of 100°C/s or less in a temperature range of 1,100 to 500°C in the welding part. 제3항에 있어서,
상기 평균 냉각속도는 10 내지 100℃/s인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.According to claim 3,
The average cooling rate is 10 to 100 ℃ / s laser welding method of super duplex stainless steel. 제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 레이저 조관 용접 전, 후 또는 전과 후에 상기 용접부를 열처리하여 상기 평균 냉각속도를 제어하는 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.The method of claim 3 or 4,
A method of welding a laser pipe of a super duplex stainless steel to control the average cooling rate by heat-treating the weld portion before, after, or before and after the laser pipe welding. 제3항에 있어서,
상기 용접부의 오스테나이트상 분율은 40% 이상인 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강의 레이저 조관 용접 방법.According to claim 3,
The austenite phase fraction of the welding portion is 40% or more super duplex stainless steel laser tube welding method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116140809A (en) * 2023-04-04 2023-05-23 浙江工业大学 Method for online adjustment of phase proportion of duplex stainless steel welding

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