KR20220133643A

KR20220133643A - 내균열성 및 극저온 충격인성이 우수한 전자세 용접 가능한 플럭스 코어드 와이어

Info

Publication number: KR20220133643A
Application number: KR1020210039002A
Authority: KR
Inventors: 정석진; 김용덕; 유동현; 조승목
Original assignee: 현대종합금속 주식회사
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-10-05
Also published as: KR102509889B1

Abstract

내균열성 및 극저온 충격인성이 우수한 전자세 용접 가능한 플럭스 코어드 와이어가 제공된다.
본 발명의 플럭스 코어드 와이어는, 자체 중량%로, 탄소(C): 0.20%이하(0% 제외), 실리콘(Si): 0.2~1.5%, 망간(Mn): 0.1~10.0% 이하, P + S: 0.10% 미만, 니켈(Ni): 6.0~15.0%, 크롬(Cr): 13.0~25%, 바나듐(V): 5.0%이하(0% 제외), 텅스텐(W): 5.0%이하(0% 포함), 질소(N): 0.20%이하, Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상: 0.05~1.0%, SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상: 3.0~21.0%, 잔여 Fe 및 불가피적인 불순물을 포함하며, 관계식 1 및 관계식 2를 만족한다.

Description

내균열성 및 극저온 충격인성이 우수한 전자세 용접 가능한 플럭스 코어드 와이어{Flux cored welding wire with anti-crack and superior impact toughness at ultra low temperature}

본 발명은 초층 내균열성이 우수하며 극저온에서도 충격인성이 우수한 전자세 용접 가능한 플럭스 코어드 와이어 용접재료에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 에탄에서부터 액화천연가스 등의 -30℃ ~ -196℃의 극저온 용기 및 화학 기기 등에서 사용되는 철계 합금 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다

지속적인 산업화 및 기술 개발에 따라서 -80℃에서 -196℃까지 저장 냉매의 사용이 증가하고 있으며, 이에 따라, 2.25~9% Ni합금강, Invar, 오스테나이트계 스테인레스강, Al, 고망간강 등을 모재로 이용하고 있다.

통상적으로 이러한 구조물을 용접하기 위해서는 Ni기 용접 재료가 사용되고 있다. 하지만 이런 Ni기 용접재료의 경우, 기존 조선 및 해양플랜트에서 사용되어 왔던 철계 용접재료에 비하여 kg당 가격이 20~100배까지 증가 되기 때문에 비용 및 사용상의 문제점이 많다.

또한 최근 개발된 STS Base 용접재료의 경우 완전 오스테나이트 조직으로 인한 초층 내균열성 취약한 문제가 발견되고 있다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 한계를 극복하기 위해 안출된 것으로서, 전자세에서 용접 작업성이 우수함과 동시에, 우수한 초층 내균열성, 강도 및 저온인성이 우수한 용접금속을 얻을 수 있는 플럭스 코어드 와이어를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

한편, 본 발명의 과제는 상술한 내용에 한정하지 않는다. 본 발명의 과제는 본 명세서의 내용 전반으로부터 이해될 수 있을 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 부가적인 과제를 이해하는데 아무런 어려움이 없을 것이다.

본 발명의 일측면은,

금속 외피에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 코어드 와이어에 있어서,

상기 와이어는, 자체 중량%로, 탄소(C): 0.20%이하(0% 제외), 실리콘(Si): 0.2~1.5%, 망간(Mn): 0.1~10.0% 이하, P + S: 0.10% 미만, 니켈(Ni): 6.0~15.0%, 크롬(Cr): 13.0~25%, 바나듐(V): 5.0%이하(0% 제외), 텅스텐(W): 5.0%이하(0% 포함), 질소(N): 0.20%이하, Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상: 0.05~1.0%, SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상: 3.0~21.0%, 잔여 Fe 및 불가피적인 불순물을 포함하며, 하기 관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 플럭스 코어드 와이어에 관한 것이다.

[관계식 1]

2(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)/10(Na₂O+K₂O+Li₂O) < 2.5

[관계식 2]

{(Ni+Mn+30(C+N))/(Cr+V+W)} < 1.5

또한 상기 와이어는, 니오븀(Nb): 1% 이하, 구리(Cu): 1% 이하 및 티타늄(Ti): 1% 이하 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.

또한 상기 금속외피는, 자체 중량%로, C:0.2%이하, Si:0.1~1.0%, Mn:0.5~9.0%, Cr:14.0~22.0%, Ni:6~15%, V:5.0%이하, W:5.0%이하, Ti:0.01~1.0%, N:0.2 %이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다.

상술한 구성에 따른 본 발명의 극저온계 플럭스 코어드 와이어는 플럭스 및 플럭스 코어를 감싸는 외피의 합금조성을 최적화함으로써 9% 니켈강, 고망간강, 스테인레스 계열 강재의 용접에 모두 적용가능하고, 용접부 극저온 인성이 우수한 용접 금속을 얻을수 있는 효과가 있으며 우수한 전자세 용접성 및 균열발생을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명을 설명한다.

본 발명의 금속 외피에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 코어드 와이어는, 자체 중량%로, 탄소(C): 0.20%이하(0% 제외), 실리콘(Si): 0.2~1.5%, 망간(Mn): 0.1~10.0% 이하, P + S: 0.10% 미만, 니켈(Ni): 6.0~15.0%, 크롬(Cr): 13.0~25%, 바나듐(V): 5.0%이하(0% 제외), 텅스텐(W): 5.0%이하(0% 포함), 질소(N): 0.20%이하, Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상: 0.05~1.0%, SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상: 3.0~21.0%, 잔여 Fe 및 불가피적인 불순물을 포함하며, 하기 관계식 1 및 관계식 2를 만족한다.

이하, 본 발명의 와이어의 조성 성분 및 그 제한사유를 설명하며, 아래에서, "%"는 달리 설명하는 바가 없다면 중량%를 나타낸다.

·C: 0.20% 이하(0% 제외)

탄소(C)는 강도 및 경도를 향상시키는 역할을 하는 성분이다. 함량이 과다하게 되면 탄화물을 형성하여 용접부 인성을 저하시키는 문제점이 있다.따라서, 본 발명에서는 탄소의 함량을 0.2% 이하로 제한함이 바람직하다.

·Si: 0.2~1.5%

실리콘(Si)은 탈산 작용과 작업성(퍼짐성)을 향상시키는 성분으로서, 그 함량이 0.2% 미만인 경우에는 탈산력이 부족하며 비드 퍼짐성이 저하되는 문제가 있으며, 반면 그 함량이 1.5%를 초과하게 되면 용접부 강도가 과도하게 증가하여 균열감수성이 증가하는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 Si의 함량을 0.2~1.5%로 제한함이 바람직하다.

본 발명에서 금속의 Si원으로서는, 외피를 형성하는 합금, 플럭스에 포함되는 금속 Si 및 Fe-Si 합금 등, 또는 SiO 등의 슬래그 성분으로부터 환원된 Si이다

·Mn: 0.1~10.0%

망간(Mn)은 오스테나이트 안정화 원소이다. 슬래그 유동성을 개선하여 비드 형상을 개선 시키며, 용접부의 적정 강도와 인성을 유지시키는 역할을 하는 성분이다. 상술한 효과를 얻기 위해서는 0.1% 이상으로 Mn을 함유할 필요가 있으며, 다만 그 함량이 10.0%를 초과하게 되면 급격한 인성저하 및 용접부 내균열성 저하를 초래할 수 있으므로 바람직하지 못하다.

따라서, 본 발명에서는 Mn의 함량을 0.1~10.0%로 제한함이 바람직하다.

한편, 본 발명에서 Mn원으로서는, 외피를 형성하는 합금, 플럭스에 포함되는 금속 Mn, Fe-Mn 합금, MnO₂ 및 MnCO₃등이 있으며, 어느 것의 첨가에 의해서든 Mn량을 조정할 수 있다

·P + S: 0.10% 미만

P 및 S는 고온균열에 영향을 미치는 주요 원소 중 하나로, Ni3S7, NiS, Ni3P등 Ni합금과 저융점 화합물을 발생시켜 고온균열을 발생시킬 수 있다. 따라서 P 및 S 불순물 제어가 필수적으로 필요하며, P 및 S의 총 함량을 제어하여 고온균열 발생을 감소시킬 수 있다. 따라서 P 및 S 중 1종 이상이 그 합계로 0.10%미만인 것이 바람직하다.

·Cr: 13.0~25.0%

크롬(Cr)은 용접금속의 강도를 향상시키는 효과가 있지만. 13.0% 미만이면 그 효과가 없고 25.0%를 초과하게 되면 크롬탄화물이 과도하게 형성되어 인성이 저하되는 문제가 있다. 따라서, 본 발명에서는 Cr의 함량을 13.0~25.0%로 제한함이 바람직하다.

본 발명에서 Cr원으로서는, 외피를 형성하는 합금, 플럭스에 포함되는 금속 Cr, Fe-Cr 합금 및 Cr₂O₃ 등을 들 수 있다.

·Ni: 6.0~15.0%

Ni은 오스테나이트 안정화 원소이다. 용접금속의 인성을 향상시키는 효과가 있지만, 6.0% 미만이면 용접부 페라이트 조직이 과도하게 생성되어 인성을 저하시키며 15.0%를 초과하게 되면 비드 퍼짐성이 과도하게 감소하여 용접 작업성저하 및 용접부 내균열성 저하를 초래한다. 따라서, 본 발명에서는 Ni의 함량을 6.0~15.0%로 제한함이 바람직하다.

본 발명에서 Ni원으로서는, 외피를 형성하는 합금, 플럭스에 포함되는 금속 Ni, Fe-Ni 합금 및 Ni-Mg 등을 들 수 있다.

·V(바나듐): 5.0%이하(0% 제외)

바나듐은 용접부의 강도를 향상 시키는 효과가 있다. 그러나 5.0%를 초과하여 적용시 탄화물을 과도하게 형성하여 용접부 부 인성을 저하시키는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 바나듐의 함량을 5.0%이하(0%는 제외)의 범위로 제한함이 바람직하며, 보다 바람직하게는, 0.01~5.0%, 가장 바람직하게는 0.05~5.0% 범위로 제한하는 것이다.

·W(텅스텐): 5.0%이하(0% 포함)

텅스텐은 용접부의 강도를 향상 시키는 효과가 있다 함량이 과다하게 되면 탄화물을 과도하여 형성하여 용접부 부 인성을 저하시키는 문제점이 있다.따라서, 본 발명에서는 텅스텐의 함량을 5.0% 이하로 제한함이 바람직하다.

·N: 0.20%이하

질소(N)은 용착금속의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 이러한 질소의 함량이 과도하면 질화물을 생성하여 인성을 저하시기는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에서는 N의 함량을 0.20%이하로 제한함이 바람직하다. 한편, 본 발명에서 질소원으로서는, 외피를 형성하는 합금, 플럭스에 포함되는 금속 Fe-N, Cr-Fe-N, Cr-N, Mn-N 합금 등일 수 있다.

·Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상: 0.05~1.0%

본 발명에서 알칼리 금속 산화물은 용접 중 아크의 이온화 포텐셜을 저하시켜 아크의 발생을 용이하게 해주며, 용접 중 안정된 아크를 유지시켜줄 수 있다. 상기 알카리 금속 산화물은 0.05% 이상 첨가되어야 이러한 효과가 나타낼 수 있다. 그러나, 그 함량이 1.0%를 초과하면, 높은 증기압으로 인하여 용접흄(Fume)이 과다하게 발생할 수 있다. 여기서 알칼리 금속 산화물은 Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상을 포함하며, 본 발명에서 알칼리 금속 산화물의 첨가효과는 각각의 함량비와는 무관하다.

·SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상: 3.0~21.0%

Si, Ti, Zr 산화물은 슬래그의 융점을 높여 전 자세 용접의 작업성을 양호하게 하기 위해 첨가한다. 만일 상기 산화물들의 첨가량의 합이 3.0% 미만이면, 슬래그의 양이 충분하지 않아 슬래그의 포피성이 열화된다. 반면에 상기 산화물의 첨가량의 합이 21.0%를 초과하면, 슬래그 혼입이 발생하기 쉬워진다. 따라서 본 발명에서는 SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상을 포함하며, 상기 금속 산화물 첨가 효과는 각각의 함량비와는 무관하다.

또한 본 발명에서는 필요에 따라 니오븀(Nb): 1% 이하, 구리(Cu): 1% 이하 및 티타늄(Ti): 1% 이하 중 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다

·Nb: 1% 이하

니오븀(Nb)은 용착금속의 강도를 향상시키는 효과가 있다. 이러한 Nb은 과다 첨가시 용접부 탄소와 반응하여 강도 향상효과를 기대할 수 있으나 충격인성 저하 및 내고온균열성 저하의 원인이 될 수 있다.

·Cu: 1% 이하

구리(Cu)는 오스테나이트 안정화 원소이며, 용접부의 적정 강도와 인성을 유지시키는 역할을 한다. 과다 첨가시 내식성과 열간가공성이 저하된다. 따라서, 본 실시예에서는 Cu의 함량을 1% 이하로 제한함이 바람직하다.

·Ti: 1% 이하

티타늄(Ti)은 용접부 내에서 탄화물 또는 질화물을 생성하여, 고온에서 응고 시 핵생성 사이트로 작용할 수 있다. 또한 오스테나이트 결정립을 작게 만들어 용접부 강도를 상승시키는 역할을 한다. 따라서, 본 실시예에서는 Ti의 함량을 1% 이하로 제한함이 바람직하다.

·[ 관계식 1 ]

2(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)/10(Na₂O+K₂O+Li₂O < 2.5

금속 외피에 플럭스가 충전되어 있는 본 발명의 플럭스 코어드 와이어에 있어서, 산화물의 함량 및 비율은 관계식 1을 만족해야한다. 관계식 1을 만족하지 못하는 경우 용접성 및 내균열성 저하로 인한 용접부 품질이 저하될 수 있다.

·[관계식 2]

{(Ni+Mn+30(C+N))/(Cr+V+W)} < 1.5

금속 외피에 플럭스가 충전되어 있는 본 발명의 플럭스 코어드 와이어에 있어서, 합금의 함량 및 비율은 용접부의 강도와 인성에 관계될 수 있다. 본 발명에서는 용접용 와이어가 상기 [관계식 2]를 만족하는 경우, 용착금속의 항복강도 350MPa 이상, 인장강도 600MPa이상, 연신율 25% 이상, 그리고 -196도 샤르피 충격인성 27J 이상을 확보가 가능하다.

본 발명의 나머지 성분은 철(Fe)이다.

상술한 성분 외에도 통상의 제조과정에서는 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.

상기 본 발명의 용접용 와이어는 일반적으로 금속 외피가 합금 성분의 플럭스를 감싸는 단일 외피 구조로 나타낼 수 있다. 이때, 본 발명에서 상기 와이어의 직경은 0.9~1.6mm 정도가 적당하며, 상기 금속 외피의 무게 분율은 외피의 밀도와 플럭스의 밀도차이를 고려하면 대략 용접용 와이어의 전체 대비 무게 분율로 50~90%가 바람직하다.

또한 상기 금속외피는, 자체 중량%로, C:0.2%이하, Si:0.1~1.0%, Mn:0.5~9.0%, Cr:14.0~22.0%, Ni:6~15%, V:5.0%이하, W:5.0%이하, Ti:0.01~1.0%, N:0.2 %이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함할 수 있다

이러한 용접 재료의 플럭스의 합금조성 및 플럭스 코어를 감싸는 외피의 합금조성을 만족하는 플럭스 코어드 와이어를 이용함으로써 전자세 용접(All Position Welding)이 가능하며, 인장 강도 및 충격 인성이 우수한 용접이음부를 얻을 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다.

(실시예)

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분을 갖는 플럭스 코어드 용접용 와이어를 마련하였다. 이때, 본 실시예에서 이용한 상기 용접용 와이어를 이루는 금속 외피는, 자체 중량%로, C:0.1%이하, Si:0.1~1.0%, Mn:0.5~9.0%, Cr:14.0~22.0%, Ni:6~15%, V:5.0%이하, W:5.0%이하, Ti:0.01~1.0%, N:0.2 %이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하여 이루어진다.

상기 각각의 용접 재료를 이용하여 플럭스 코어드 아크 용접(FCAW; Flux Cored Arc Welding)을 실시하였다. 이때, 판 두께 20mm의 SM490 강판의 개선 면에, 개선 각도가 45°가 되도록 사면을 형성하고, 이 개선부를 와이어로 버터링하여, 버터링층을 형성했다. 이 후, 버터링된 모재들 끼리 루트 갭이 12mm가 되도록 배치하고, 개선이 좁아지는 측에, 마찬가지로 그 표면이 버터링된 덧대기쇠 (강재)를 배치하였다. 이 개선에 JIS Z 3111: 2005에 준해서 용접하여, 용착 금속을 제조하였다.

FCAW의 경우, 100% CO₂ 조건과 Ar+15~25% CO₂ 조건에서 입열량 12 kJ/cm으로 용접을 실시하였다. 일반적으로 100% CO₂ 보호가스 적용할 경우, Ar+15~25% 적용시보다 인장강도는 유사 수준이나 용착 금속의 산소함량 증가로 인한 충격인성은 저하되어, 본 실시예에서는 100% CO₂ 보호가스 용접시 물리적 특성에 대한 결과를 나타내었다. 이때, 와이어의 직경은 1.2mm 인 것을 사용하였다.

이후, 얻어진 용접이음부의 항복 강도(YS), 인장 강도(TS), 연신율(EL.) 및 -196℃의 샤르피 충격흡수에너지(Joules)를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

또한 본 실시예에서 전자세 용접성은 아크 안정성과 슬래그 박리성을 고려하여 육안으로 비교 판단하였으며, A(우수), B(미흡), C(불량)의 3단계로 구분하여 평가하였다.

아울러, 균열 및 기공 여부도 육안으로 비교 판단하여 표 2에 나타내었으며, 균열 미발생(A)와 다층 균열 발생(B), 초층 균열 발생(C)로 평가하였다.

	와이어 조성성분(중량%)											관계식1	관계식2
	C	Si	Mn	P+S	Ni	Cr	V	W	N	A*	A**	관계식1	관계식2
발명예1	0.01	0.9	2.5	0.02	8	18	2	2	0.02	13	0.22	0.6	0.5
발명예2	0.18	0.9	2.5	0.02	8	18	2	2	0.02	3	0.06	0.1	0.8
발명예3	0.03	0.2	2.5	0.02	8	18	2	2	0.02	21	0.26	1.1	0.5
발명예4	0.03	1.4	2.5	0.02	8	18	2	2	0.02	13	0.22	0.6	0.5
발명예5	0.03	0.9	11	0.02	8	18	2	2	0.02	13	0.8	2.1	0.9
발명예6	0.03	0.9	2.5	0.02	14	18	2	2	0.02	13	0.9	2.3	0.8
발명예7	0.03	0.9	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	13	0.22	0.6	0.6
비교예1	0.21	0.9	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	13	0.23	0.6	0.9
비교예2	0.03	1.6	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	13	0.18	0.5	0.6
비교예3	0.03	0.9	11	0.02	8	18	2	-	0.02	13	0.55	1.4	1.0
비교예4	0.05	0.9	2.5	0.02	16	18	2	-	0.02	13	0.33	0.9	1.0
비교예5	0.07	0.9	2.5	0.02	8	26	2	-	0.02	13	0.25	0.7	0.5
비교예6	0.02	0.9	2.5	0.02	8	18	6	-	0.02	13	0.27	0.7	0.5
비교예7	0.08	0.9	2.5	0.02	8	18	-	6	0.02	13	0.8	2.1	0.6
비교예8	0.03	0.9	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	2	0.6	0.2	1.0
비교예9	0.15	0.9	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	22	0.02	0.1	0.8
비교예10	0.03	0.9	2.5	0.02	8	18	2	2	0.02	13	0.95	2.5	0.5
비교예11	0.04	0.9	2.5	0.02	8	18	2	-	0.02	13	1.0	2.6	0.6
비교예12	0.11	0.9	8	0.02	14	15	2		0.06	13	0.22	0.6	1.6

-표 1에서 A*는 SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상을, 그리고 A**는 Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상을 나타냄. 또한 관계식 1은 2(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)/10(Na₂O+K₂O+Li₂O)를, 그리고 관계식 2는 {(Ni+Mn+30(C+N))/(Cr+V+W)}를 나타냄.

	YS(MPa)	TS(MPa)	El.(%)	-196℃ 충격흡수에너지(J)	균열성	용접성
발명예1	420	620	31	38	A	A
발명예2	480	700	25.5	30	A	A
발명예3	425	670	34	33	A	A
발명예4	410	660	32	34	A	A
발명예5	455	640	31	36	A	A
발명예6	466	660	34	34	A	A
발명예7	452	680	35	32	A	A
비교예1	500	720	24.8	26	B	C
비교예2	425	670	34	33	C	B
비교예3	425	670	34	33	C	B
비교예4	430	680	33	25	C	B
비교예5	490	710	24.5	25	B	B
비교예6	491	717	24.5	27	B	B
비교예7	505	722	23.8	26	B	B
비교예8	444	666	39.1	32	B	C
비교예9	445	667	38.1	32	B	C
비교예10	499	711	24.6	26	B	C
비교예11	450	680	35	32	B	C
비교예12	660	780	23.5	20	C	B

상기 표 1 및 표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 합금 성분을 만족할 뿐만 아니라, 관계식 1 및 관계식 2 을 만족하는 발명예 1-7은 모두 내균열성 및 전자세 용접성이 우수함을 알 수 있다. 아울러, 발명예 1-7을 이용하여 얻어진 용접이음부의 항복강도는 350Mpa 이상, 인장강도는 600MPa 이상, 연신율 25% 이상, -196℃ 충격인성 27J이상을 모두 만족함을 확인할 수 있다.

한편 비교예 1의 경우, C 함량이 0.21%를 초과한 경우로서, 스패터가 과도 하게 발생하여 용접성이 저하되어 양호한 용접 비드를 확보하기 힘들었다. 그리고 용접부의 강도가 과도하여 양호한 충격인성을 확보하기 힘들었다.

비교예 2의 경우, Si 함량이 1.5%를 초과한 경우로서, 비드 퍼짐성이 과다하고 용접부 용입 특성이 저하되어 양호한 용접 비드를 확보하기 힘들며 내균열성 저하하여 양호한 용접 비드를 확보하기 힘들었다.

비교예 3의 경우, Mn 함량이 10%를 하여, 급격한 인성저하 및 내균열성이 저하되어 되었고 과도한 산화물 형성으로. 양호한 용접비드를 확보하기 힘들었다.

비교예 4의 경우, Ni 함량이 16%를 초과하여 목표대비 인장강도가 낮았으며 양호한 충격인성을 확보하기 힘들었다.

비교예 5-7의 경우, Cr,V 및 W 함량이 과도하여 인장강도가 높았으며 양호한 충격인성을 확보하기 힘들었다.

비교예 8-9의 경우, TiO₂+SiO₂+ZrO₂등 산화물 함량이 과소하거나 과다하여 수식상향 자세에서 양호한 용접성을 확보하기 힘들었다.

비교예 10-11은 관계식 1을 만족하지 못하여 과도한 아크 증기로 인해 용접시 흄발생이 과다하였다.

비교예 12의 경우, 관계식 2를 만족하지 못하여 인장강도가 높았으며 양호한 충격인성을 확보하기 힘들었다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.

Claims

금속 외피에 플럭스가 충전되어 있는 플럭스 코어드 와이어에 있어서,
상기 와이어는, 자체 중량%로, 탄소(C): 0.20%이하(0% 제외), 실리콘(Si): 0.2~1.5%, 망간(Mn): 0.1~10.0% 이하, P + S: 0.10% 미만, 니켈(Ni): 6.0~15.0%, 크롬(Cr): 13.0~25%, 바나듐(V): 5.0%이하(0% 제외), 텅스텐(W): 5.0%이하(0% 포함), 질소(N): 0.20%이하, Li₂O, Na₂O 및 K₂O 중 1 종 이상: 0.05~1.0%, SiO₂, TiO₂ 및 ZrO₂ 중 1종 이상: 3.0~21.0%, 잔여 Fe 및 불가피적인 불순물을 포함하며, 하기 관계식 1 및 관계식 2를 만족하는 플럭스 코어드 와이어.
[관계식 1]
2(TiO₂+SiO₂+ZrO₂)/10(Na₂O+K₂O+Li₂O) < 2.5
[관계식 2]
{(Ni+Mn+30(C+N))/(Cr+V+W)} < 1.5
제 1항에 있어서, 상기 와이어는, 니오븀(Nb): 1% 이하, 구리(Cu): 1% 이하 및 티타늄(Ti): 1% 이하 중 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 와이어.
제 1항에 있어서, 상기 금속외피는, 자체 중량%로, C:0.2%이하, Si:0.1~1.0%, Mn:0.5~9.0%, Cr:14.0~22.0%, Ni:6~15%, V:5.0%이하, W:5.0%이하, Ti:0.01~1.0%, N:0.2 %이하, 나머지 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 것을 특징으로 하는 플럭스 코어드 와이어.