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KR20190035817A - 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어 - Google Patents

용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어 Download PDF

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KR20190035817A
KR20190035817A KR1020197005985A KR20197005985A KR20190035817A KR 20190035817 A KR20190035817 A KR 20190035817A KR 1020197005985 A KR1020197005985 A KR 1020197005985A KR 20197005985 A KR20197005985 A KR 20197005985A KR 20190035817 A KR20190035817 A KR 20190035817A
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welding
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츠쿠루 이노우에
신이치 니시모토
마사유키 나가미
신야 이소노
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
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Abstract

본 발명의 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어는, 강제 외피 내에 플럭스가 충전되어 이루어지는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어로서, 와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량이 2~15 질량%이며, 플럭스 충전율이 10~30 질량%이며, 와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 상기 플럭스 충전율(질량%)을 Y로 했을 때에, 하기 식 (1)의 관계를 만족한다. 이러한 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어에 의하면, 축경 과정에서 발생하는 역류 공기에 기인하는 와이어 단면적에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 억제되어, 축경 과정의 단선 발생이 방지된다. Y ＞ -2X+19 (1)

Description

용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어
본 발명은 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어에 관한 것이다.
종래, 조선이나 해양 구조물 등의 건조 등에 있어서 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어(이하, 시임리스 와이어라고도 함)가 이용되고 있다. 시임리스 와이어는, 일반적으로, 띠강을 칼집 형상으로 성형하고, 플럭스를 투입한 후, 파이프 형상으로 성형하여 맞댐부를 용접하고, 또한 제품 직경까지 축경을 실행하는 것에 의해 제조된다.
여기서, 압연 또는 신선에 의한 축경의 과정에서 단선이 발생하면, 그 회복에는 상당한 시간을 필요로 하기 때문에, 생산 수율이 현저하게 저하되어 버린다. 따라서, 압연 또는 신선 공정에 있어서의 단선 발생의 방지가 요구되고 있다.
예를 들면, 특허문헌 1에서는, 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어의 제조 방법에 있어서, 6 중량% 이상의 철분 및 철분 함유량의 0.03~0.20%의 활제를 함유하고, 철분의 입도가 125㎛ 이하인 플럭스를 이용하는 것에 의해, 플럭스의 유동성을 개선하여, 압연 또는 신선시의 단선을 방지할 수 있는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제 평8-290296 호 공보
여기에서, 특허문헌 1에서는, 철분에 소정량의 활제를 배합하는 동시에 철분의 입도를 소정값 이하로 규정하는 것에 의해 플럭스의 유동성을 양호하게 하고, 관내의 플럭스의 요철에 기인하는 관 외피 두께의 변동을 억제함으로써, 압연 또는 신선시의 단선의 방지가 도모되어 있다.
도 1에, 시임리스 와이어의 제조 방법의 개요도를 도시한다.
우선, 본 제조 방법에서는, 띠강(1)을 준비하고(도 1의 (a) 참조), 이것을 성형하여 칼집 형상으로 한다(도 1의 (b) 참조). 이어서, 칼집 형상의 띠강(1)의 내측에 플럭스(2)를 충전하고(도 1의 (c) 참조), 에지부를 맞대어 시임(3)을 형성한다(도 1의 (d) 참조). 그리고, 시임(3)을 용접하여 파이프(4)를 형성하고(도 1의 (e) 참조), 이것을 신선하여 축경함으로써, 강제 외피(6)에 플럭스(2)가 충전되어 이루어지는 시임리스 와이어(7)가 제조된다(도 1의 (f) 참조).
여기에서, 축경 전의 파이프(4)의 내부에는 플럭스(2)가 충전되어 있지만, 도 1의 (e)에 도시하고 있는 바와 같이 내부에는 공간부(5)가 존재한다. 또한, 공간부(5) 이외에, 분체(粉體)로 이루어지는 플럭스(2) 내에도 공극이 존재한다. 그리고, 신선에 의한 축경과 함께 공간부(5)는 감소되어 가며, 최종 제품으로서의 시임리스 와이어(7)에 있어서는 공간부(5)가 거의 없어진다.
본 발명자 등은, 시임리스 와이어 제조의 경우에는, 축경의 과정에 있어서, 와이어 진행 방향과 역 방향으로 공기가 흘러가는 것, 즉, 역류 공기가 발생하는 것을 발견했다. 그리고, 이 역류 공기에 의해 강제 외피 내측의 플럭스가 교란되는 결과, 와이어 단면적에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 커져서, 와이어 단선의 원인이 되는 것을 밝혀냈다.
특허문헌 1에서는, 이와 같은 축경 과정에서 발생하는 역류 공기에 기인하는 와이어 단면적에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차라는, 시임리스 와이어 특유의 과제에 대해서는 어떠한 고려도 되어 있지 않아, 와이어의 단선 억제 효과는 한정적인 것으로 고려된다.
그래서, 본 발명은, 축경 과정에서 발생하는 역류 공기에 기인하는 와이어 단면적에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 억제되어, 축경 과정의 단선 발생이 방지된 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 실행하여, 축경 과정에서 발생하는 역류 공기를 감소시키기 위해, 강제 외피 내측에서 플럭스가 충전되어 있지 않은 공간을 가능한 한 줄이는 것을 검토했다. 구체적으로는, 와이어에 통상 이용되는 플럭스보다 Fe의 함유량을 많게 하는 것에 의해, 와이어 단면적에 대한 플럭스의 점유 면적을 크게 하여, 플럭스가 충전되어 있지 않은 공간을 줄임으로써, 이러한 역류 공기의 양을 감소시키는 것을 도출하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 강제 외피 내에 플럭스가 충전되어 이루어지는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어로서,
와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량이 2~15 질량%이고,
플럭스 충전율이 10~30 질량%이며,
와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 상기 플럭스 충전율(%)을 Y로 했을 때에, 하기 식 (1)
Y ＞ -2X+19 (1)
의 관계를 만족하는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어에 관한 것이다.
상기 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어는, 외경이 0.8mm 이상 8.0mm 이하라도 좋다.
또한, 상기 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어에 있어서, 와이어에 있어서의 강제 외피의 판 두께(t)(mm)와, 와이어의 직경(D)(mm)의 비 t/D는 0.15~0.30이어도 좋다.
통상, 각 와이어 성분의 비율에는 제약이 있기 때문에, 강제 외피와 플럭스의 질량비를 자유롭게 변경할 수 없다. 그래서, 본 발명에서는, 플럭스 중의 Fe의 함유량을 많게 하여, 와이어 전체 질량 중의 Fe와 Fe 이외의 성분의 비율을 동일하게 하면서, 플럭스 충전율을 증가시키는 것에 의해, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적을 크게 하여, 축경 전의 파이프 내부의 공간을 감소시켰다. 이에 의해, 그 후의 축경 과정에 있어서의 역류 공기의 양이 감소하여, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 억제된다. 또한, Fe는 플럭스 중에 함유될 수 있는 성분 중에서, 상대적으로 고비중이다. 본 발명에서는, 플럭스 중의 Fe의 함유량이 많아, 플럭스 자체의 비중이 높아져 있기 때문에, 해당 플럭스는 축경 과정에서 발생하는 역류 공기의 영향을 받기 어려워져, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 더욱 억제된다. 이와 같이 하여, 역류 공기에 기인하는, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차를 억제하는 것에 의해, 축경 과정의 단선을 유효하게 방지할 수 있다.
도 1은 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어의 제조 방법의 개요도이다.
도 2는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어의 단면도이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이하에 설명하는 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 있어서, 질량을 기준으로 하는 백분율(질량%)은 중량을 기준으로 하는 백분율(중량%)과 동의이다.
본 실시형태의 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어는, 강제 외피 내에 플럭스가 충전되어 이루어지는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어로서,
와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량이 2~15 질량%이며, 플럭스 충전율이 10~30 질량%이며,
와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 상기 플럭스 충전율(질량%)을 Y로 했을 때에, 하기 식 (1)
Y ＞ -2X+19 (1)
의 관계를 만족하는 것이다.
본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량은 2~15 질량%이다.
Fe는 플럭스 중에 함유될 수 있는 성분 중에서 상대적으로 비중이 높은 성분이기 때문에, 플럭스 중의 Fe량이 많을수록, 플럭스 자체의 비중이 높아지게 된다. 그 결과, 플럭스가 축경 과정에서 발생하는 역류 공기의 영향을 받기 어려워지기 때문에, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 억제되어, 축경 과정의 단선이 방지된다. 이 효과를 충분히 얻기 위해, 본 실시형태의 시임리스 와이어에서는, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량을 2 질량% 이상으로 하고, 바람직하게는 2.5 질량% 이상, 보다 바람직하게는 3 질량% 이상으로 한다. 또한, Fe의 비중은 7.8이며, 또한, 플럭스 중에 함유될 수 있는 그 외의 성분 중 몇 가지 성분의 비중으로서, 예를 들어 Ti의 비중은 4.5, Al의 비중은 2.7, Mn의 비중은 7.4, Ni의 비중은 8.9이다.
한편, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량이 15 질량%보다 큰 경우, 플럭스 충전량이 과대가 되는 결과, 강제 외피의 두께가 작아져, 단선이 생기기 쉬워진다. 따라서, 본 실시형태의 시임리스 와이어에서는, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량을 15 질량% 이하, 바람직하게는 14 질량% 이하, 보다 바람직하게는 13 질량% 이하로 한다.
또한, 와이어 전체 질량이란, 강제 외피의 전체 질량과 플럭스의 전체 질량의 총합이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 플럭스 중의 Fe란, 플럭스에 함유되는 Fe 단체에 부가하여, Fe-Si나 Fe-Mn 등의, Fe를 함유하는 합금 성분 중의 Fe도 포함하는 것으로 한다.
본 실시형태의 시임리스 와이어는, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량이 상기 범위 내이면, 루틸계 플럭스 코어드 와이어, 메탈계 플럭스 코어드 와이어, 플루오르화물계 플럭스 코어드 와이어 등의 어느 종류의 와이어라도 좋으며, 또한 그 외의 성분 조성은 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한에서, 적절히 선택할 수 있다.
예를 들면, 어느 일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어(이하, 일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어라고도 함)에 함유될 수 있는 성분에 대하여, 이하에 예시하지만, 함유될 수 있는 성분 및 그들 함유량은 이하에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 각 성분량은 와이어 전체 질량당 질량% 표시에서의 함유량이다.
일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어에 있어서, TiO2, SiO2, ZrO2, Al2O3, Na2O, K2O 등의 산화물은 슬래그제 및 아크 안정제의 주성분이다.
여기서, 산화물의 함유량이 적으면 전자세 용접에 있어서 비드 형성이 곤란해지는 동시에 아크 안정성이 열화되어 스패터량이 증가한다. 따라서, 산화물의 함유량은 2% 이상인 것이 바람직하며, 3% 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 산화물의 함유량이 너무 많으면, 슬래그 혼입 등의 결함이 발생하기 쉬워지는 동시에, 용접 금속 중의 산소량이 증가하여 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 산화물의 함유량은 8% 이하인 것이 바람직하며, 7% 이하인 것이 보다 바람직하다.
일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어에 있어서, C, Si, Mn, Al, Mg, Ti, B 등의 탈산 원소는 탈산 효과 및 용접 금속 조직의 미세화 효과에 의해 용접 금속의 강도 향상 및 인성 향상에 유효한 원소이다.
여기에서, 탈산 원소의 함유량이 적으면, 용접 금속의 강도가 부족하거나, 인성이 열화되는 경우가 있다. 따라서, 탈산 원소의 함유량은 1% 이상인 것이 바람직하며, 2% 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 탈산 원소의 함유량이 많으면 강도 과다 및 담금질성 과다에 의해 용접 금속의 인성이 저하되는 경우가 있다. 따라서, 탈산 원소의 함유량은 5% 이하인 것이 바람직하며, 4% 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이들 탈산 원소는 금속, 합금, 강제 외피 등으로부터 첨가되며, 그 첨가되는 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들 탈산 원소에 대하여 규정하는 값은 상기 TiO2 등의 산화물에 포함되는 Ti 등은 포함하지 않는 것으로 한다.
일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어에 있어서, Ni, Cu, Cr, Mg, Co 등의 합금 원소는 강도나 인성을 향상시키는데 유효한 원소이며, 요구되는 강도나 인성에 따라서 적절히 첨가된다.
여기에서, 합금 원소의 함유량이 많으면 담금질성이 과잉이 되어, 인성이 열화되거나, 저온 균열 감수성이 높아지는 것에 의해 용접 금속에 균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서, 합금 원소의 함유량은 10% 이하인 것이 바람직하며, 9% 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 이들 합금 원소는 금속, 합금, 강제 외피 등으로부터 첨가되며, 그 첨가되는 형태는 특별히 한정되는 것은 아니다.
일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어에 있어서, 불소 화합물은, 아크 분위기 중의 H 분압을 낮춰, 용접 금속의 확산성 수소량을 저감하는 효과가 있는 화합물이다. 또한, 용접 중에 발생하는 흄을 증가시키는 화합물이기도 하다. 불소 화합물은 NaF, K2SiF6, LiF, CaF, BaF2, MgF2 등을 들 수 있다. 불소 화합물의 함유량이 불소 환산값의 합계로 0.01% 이상이면, 용접 금속의 확산성 수소량이 저하된다. 불소 화합물의 함유량은 보다 바람직하게는 불소 환산값의 합계로 0.05% 이상이다. 한편, 불소 화합물의 함유량이 불소 환산값의 합계로 0.50%를 초과하면 흄량이 과잉이 되기 때문에, 0.50% 이하가 바람직하며, 0.40% 이하가 보다 바람직하다.
또한, 일 태양에 따른 플럭스 코어드 와이어의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.
또한, 본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서의 플럭스는, 마이카나 탈크 등의 활제를 함유하고 있어도 좋지만, 플럭스 중의 수분량의 증가를 억제한다는 관점에서는, 활제를 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 또한, 활제를 실질적으로 함유하지 않는 경우에는, 소결 공정을 생략할 수 있어, 제조 비용을 억제할 수 있는 점에서도 유리하다. 또한, 「활제를 실질적으로 함유하지 않음」이란, 플럭스 전체 질량당, 0.01 질량% 이하의 소량의 활제이면 함유가 허용되는 것을 의미한다. 본 실시형태의 시임리스 와이어는, 플럭스는 활제를 실질적으로 함유하지 않아도, 단선을 유효하게 방지할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서의 플럭스 충전율은, 소정의 규격에 의해 정해지는 와이어가 만족할 만한 성분 비율을 고려하면, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량에 의해서 변화하지만, 본 실시형태에 있어서는, 플럭스 충전율을 10~30 질량%로 한다. 여기에서, 와이어의 축경 과정에서 발생하는 역류 공기를 감소시켜, 와이어 단면에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차를 억제하기 위해서는, 축경 전의 파이프 내부의 공간이 작은 것이 바람직하다. 또한, 파이프 내부의 공간이 작으면, 플럭스 단면적의 편차가 억제되기 때문에, 얻어지는 용착 금속의 성능이 안정된다. 이들 관점에서, 본 실시형태에 있어서는, 플럭스 충전율을 10 질량% 이상으로 하고, 바람직하게는 12 질량% 이상으로 하고, 보다 바람직하게는 13.5 질량% 이상으로 한다.
한편, 플럭스 충전율을 너무 높게 하면, 강제 외피를 과도하게 얇게 하지 않을 수 없게 되어, 단선 발생을 초래할 우려가 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 플럭스 충전율을 30 질량% 이하로 하고, 바람직하게는 28 질량% 이하로 하고, 보다 바람직하게는 25 질량% 이하로 한다.
또한, 플럭스 충전율은 강제 외피 내측에 충전되는 플럭스의 질량을 와이어(강제 외피+플럭스)의 전체 질량에 대한 비율로 규정한 것이다.
또한, 본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서는, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 플럭스 충전율(질량%)을 Y로 했을 때에, 하기 식 (1)을 만족할 필요가 있다.
Y ＞ -2X+19 (1)
후술하는 실시예에 있어서 실증되도록, 상기 식 (1)을 만족하는 시임리스 와이어이면, 신선에 의한 축경 과정의 단선을 유효하게 방지할 수 있다.
본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서의 강제 외피의 조성은, 플럭스 중에 있어서의 Fe 등의 각 성분 비율을 고려하여 적절히 조정하면 좋으며, 본 발명의 효과가 발휘되는 한에서 특별히 한정되지 않는다. 전형적으로는, 소망되는 특성에 따른 첨가 원소를 함유하며, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물이다. 첨가 원소로서는, 예를 들어 C, Si, Mn, P, S, Ni, Mo 등이 예시된다.
본 실시형태의 시임리스 와이어의 외경은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 단선 방지의 관점에서, 바람직하게는 0.8mm 이상이며, 보다 바람직하게는 1.0mm 이상이다. 또한, 플럭스 충전율의 편차를 방지하는 관점에서는, 바람직하게는 0.8mm 이하이며, 보다 바람직하게는 6mm 이하이며, 더욱 바람직하게는 5mm 이하이다.
또한, 본 실시형태의 시임리스 와이어에 있어서, 와이어에 있어서의 강제 외피의 판 두께(t)(mm)와, 와이어의 직경(D)(mm)의 비 t/D는 0.15~0.30인 것이 바람직하다. t/D가 커질수록, 와이어 단면에 있어서의 플럭스 단면적의 편차를 보다 저감할 수 있다. 이 관점에서, t/D는 0.15 이상인 것이 바람직하며, 0.17 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, t/D가 너무 커지면, 플럭스 단면적이 감소하고, 강제 외피의 부분이 너무 증가하여, 와이어 송급성이 바람직하지 않게 되는 경우가 있기 때문에, t/D는 0.30 이하인 것이 바람직하며, 0.28 이하인 것이 보다 바람직하다.
또한, 와이어에 있어서의 강제 외피의 판 두께(t)에 대하여, 본 실시형태의 시임리스 와이어의 단면도인 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 있어서, D는 시임리스 와이어(7)의 직경이며, t는, 시임리스 와이어(7)의 직경(D)에 있어서, 강제 외피(6)가 차지하는 양단의 2개의 영역의 각각에 상당하는 길이이다. 즉, 와이어의 직경에 있어서, 플럭스(2)가 차지하는 영역에 상당하는 길이를 s로 하면, t는 (D-s)/2에 상당하는 길이이다.
본 실시형태의 시임리스 와이어는, 예를 들어 도 1에 도시하는 제조 방법에 의해 제조된다.
우선, 도 1의 (a)에 도시하는 바와 같이, 시임리스 와이어의 강제 외피가 되는 띠강(1)을 준비한다. 이어서, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이, 띠강(1)을 칼집 형상으로 성형한다. 성형 방법으로서는, 띠강을 칼집 형상으로 성형할 수 있는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 공지된 성형 방법을 적절히 적용할 수 있다.
이어서, 도 1의 (c)에 도시하는 바와 같이, 칼집 형상으로 성형된 띠강(1)의 내측에 플럭스(2)를 충전한다. 그 후, 도 1의 (d)에 도시하는 바와 같이, 띠강(1)의 에지부를 맞대어 시임(3)을 형성하고, 또한 도 1의 (e)에 도시하는 바와 같이, 시임(3)을 용접하여 시임리스의 파이프(4)를 형성한다. 여기에서, 본 실시형태에서는, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량을 증가시켜 플럭스 충전율을 증가시킴으로써, 도 1의 (e)에 도시하는 상태에 있어서의, 파이프(4)의 내부에 있어서의 공간부(5)가 차지하는 비율을 감소시키고 있다.
이 상태에서 신선에 의한 축경을 실행하면, 공간부(5)는 서서히 감소되어 가고, 최종적으로는 도 1의 (f)에 도시하는, 공간부(5)가 거의 없는, 강제 외피(6) 내측에 플럭스(2)가 충전되어 이루어지는 시임리스 와이어(7)가 제조된다. 여기서, 축경의 과정에 있어서, 공간부(5)에 존재하는 공기는 와이어 진행 방향과 역 방향으로 흘러가서, 즉, 역류 공기가 발생한다. 그렇지만, 본 실시형태에서는, 파이프(4)의 내부에 있어서의 공간부(5)가 차지하는 비율을 낮게 억제하고 있기 때문에, 역류 공기의 양을 억제할 수 있어, 역류 공기에 기인하는 파이프(4) 내에서의 플럭스(2)의 교란을 억제할 수 있다. 또한, Fe를 많이 함유하여, 고비중의 플럭스(2)를 이용하고 있기 때문에, 해당 플럭스(2)는 역류 공기의 영향을 받기 어렵다. 그 결과, 와이어 단면적에서 차지하는 플럭스 단면적의 편차가 양호하게 억제되어, 축경 과정에서의 와이어의 단선이 유효하게 방지된다.
실시예
이하에, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 이들 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지에 적합할 수 있는 범위에서 변경을 가하여 실행하는 것이 가능하며, 그들은 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
우선, 표 1에 나타내는 성분 조성을 갖고, 동일한 판 두께이며, 동일한 폭의 띠강을 준비하고, 칼집 형상으로 성형했다. 또한, 표 1에 나타내는 띠강 성분의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.
이어서, 칼집 형상의 띠강에 플럭스를 투입한 후, 띠강의 에지부를 맞대고, 시임을 용접하여 파이프를 형성했다. 또한, 각 예에 있어서는, 플럭스의 조성 및 양을 각각 조정했다.
또한, 얻어진 파이프를 신선에 의해 직경 1.170mm까지 축경하여, 각 예에 따른 시임리스 와이어를 제작했다.
각 예에 따른 시임리스 와이어의 성분 조성은 표 2에 나타내는 범위 내였다. 또한, 표 2에 나타내는 와이어 성분의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.
표 3에, 각 예에 대한 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량 및 플럭스 충전율을 나타낸다. 여기에서, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량은 이하와 같이 산출했다.
우선, 와이어 내에 충전된 플럭스 중의 Fe량을 ICP-MS(유도 결합 플라즈마 질량 분석계, SIMADZU사제: ICP9820)에 의해 측정했다. 얻어진 플럭스 중의 Fe량에 대하여, (플럭스 충전율/100)을 곱하는 것에 의해, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량을 산출했다.
또한, 와이어에 있어서의 강제 외피의 판 두께(t, 단위: mm)와 와이어의 직경(D, 단위: mm)을 각각 측정하고, 또한 그들의 비(t/D)를 산출하여, 표 3에 아울러 나타냈다.
또한, 각 예에 대하여, 와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 상기 플럭스 충전율(질량%)을 Y로 했을 때의, 하기 식 (1)의 우변의 값과, 하기 식 (1)을 만족하는지의 여부에 대하여, 표 3에 아울러 나타냈다.
Y ＞ -2X+19 (1)
또한, 각 예에 대한 와이어 1톤당의 축경 과정에서의 단선의 유무를, 표 3에 아울러 나타냈다. 또한, 단선 횟수가 제로인 경우를 ○, 단선 횟수가 1회 이상인 경우를 ×로 하여 평가했다.
띠강 성분
화학 성분(질량%)
C Si Mn P S
0.01 0.01 0.24 0.007 0.006
와이어 성분(전체 질량당)
화학 성분(질량%)
산화물 탈산 원소 합금 원소 불소 화합물(불소 환산)
6.5 3.8 1.8 0.20


예		 와이어
전체 질량당 플럭스 중의 Fe량
(질량%)		 플럭스 충전율
(질량%)		 와이어의 구성
외피의 판 두께(t)
(mm)		 와이어의 직경(D)
(mm)

t/D

-2X+19

식 (1)

단선
횟수
No.1 8.0 22.0 0.236


1.170		 0.201 3 ○ ○
No.2 5.9 20.0 0.253 0.216 7.2 ○ ○
No.3 1.4 14.5 0.274 0.234 16.2 × ×
No.4 2.4 16.0 0.290 0.248 14.2 ○ ○
No.5 12.0 25.0 0.216 0.185 -5 ○ ○
No.6 6.0 14.5 0.278 0.238 7 ○ ○
No.7 16.0 28.0 0.171 0.146 -13 ○ ×
No.8 5.9 9.5 0.386 0.330 7.2 ○ ×
No.1 내지 No.8 중, No.1 내지 No.2 및 No.4 내지 No.6은 실시예이며, No.3, No.7 및 No.8은 비교예이다.와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량이 1.4 질량%로 낮고, 또한 식 (1)의 관계를 만족하고 있지 않은 No.3의 시임리스 와이어에 있어서는, 축경 과정에서 단선이 발생했다.
또한, 와이어 전체 질량당 플럭스 중의 Fe량이 16.0 질량%로 높은 No.7의 시임리스 와이어에 있어서는, 축경 과정에서 단선이 발생했다. 또한, No.7의 시임리스 와이어는 t/D의 값도 0.146으로 낮았다.
또한, 플럭스 충전율이 9.5 질량%로 낮은 No.8의 시임리스 와이어에 있어서도, 축경 과정에서 단선이 발생했다. 또한, No.8의 시임리스 와이어는 t/D의 값도 0.330으로 높았다.
한편, 본 발명에 규정 범위 내인 No.1 내지 No.2 및 No.4 내지 No.6의 시임리스 와이어에 대해서는, 축경 과정에서의 단선은 발생하지 않았다.
본 발명을 특정 태양을 참조하여 상세하게 설명했지만, 본 발명의 정신과 범위를 이탈하는 일 없이 여러 가지 변경 및 수정이 가능한 것은 당업자에게 명확하다.
또한, 본 출원은 2016년 8월 30일자로 출원된 일본 특허 출원(일본 특허 출원 제 2016-168202 호)에 근거하고 있으며, 그 전체가 인용에 의해 원용된다.
1 : 띠강 2 : 플럭스
3 : 시임 4 : 파이프
5 : 공간부 6 : 강제 외피
7 : 시임리스 와이어

Claims (3)

  1. 강제 외피 내에 플럭스가 충전되어 이루어지는 용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어에 있어서,
    와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량이 2~15 질량%이며,
    플럭스 충전율이 10~30 질량%이며,
    와이어 전체 질량당 상기 플럭스 중의 Fe량(질량%)을 X로 하고, 상기 플럭스 충전율(질량%)을 Y로 했을 때에, 하기 식 (1)
    Y ＞ -2X+19 (1)
    의 관계를 만족하는
    용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어.
  2. 청구항 1에 있어서,
    외경이 0.8mm 이상 8.0mm 이하인
    용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 와이어에 있어서의 상기 강제 외피의 판 두께(t)(mm)와, 상기 와이어의 직경(D)(mm)의 비 t/D가 0.15~0.30인
    용접용 플럭스 코어드 시임리스 와이어.
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