연탄소강 GMAW 전극 뒤의 화학

연탄소강 전극을 선택하면 노동 생산성과 총 용접 비용이 크게 향상되거나 저하될 수 있습니다. 따라서 용접공은 용가재 이면의 화학적 성질을 이해하는 것이 중요합니다. 이미지: ESAB

애플리케이션 전문가들은 종종 "가장 좋은 MIG 와이어는 무엇입니까?"라는 질문을 받습니다. GMAW(가스 금속 아크 용접)에 대한 이 질문에 대한 대답은 항상 "필요한 용접 코드, 기계적 특성 및 용접 절차 사양을 충족하는 것"입니다.

그러나 기술적 요구 사항을 충족하는 것 외에도 제작자는 총 용접 비용을 고려해야 합니다. 인건비가 전체 용접 비용의 평균 75~85%를 차지하는 반면, 용가재는 약 10%를 차지합니다. 최적의 용가재를 선택하면 노동 생산성과 총 용접 비용이 크게 향상되거나 저하될 수 있습니다.

다음은 가장 널리 사용되는 전극이자 대부분의 사람들이 가장 먼저 사용하는 방법을 배우는 전극이기 때문에 연탄강(등급 A36) 용접용 전극에 초점을 맞춰 필러 금속 화학이 용접 결과에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 개요입니다.

미국 용접 협회(AWS)는 탄소강 전극을 분류합니다(그림 1 참조). 이 전극의 최소 용접 금속 인장 강도는 70,000PSI이므로 A36 강철 자체 또는 다른 등급의 탄소강 용접에 적합합니다(A36은 강도가 가장 낮기 때문에 일치시키기만 하면 됩니다).

탄소강 전극을 제조할 때 제조업체는 최대 17개의 서로 다른 원시 요소를 제어합니다(그림 2 참조). 세 가지 주요 합금 원소는 탄소, 망간, 실리콘입니다. AWS는 이러한 요소의 최소 및 최대 수량을 지정하지만 제조업체는 화학 물질을 제어하여 성능 속성을 강조할 수 있습니다.

탄소(C)는 다른 어떤 원소보다 구조적, 기계적 특성에 더 큰 영향을 미칩니다. ER70 전극의 경우 탄소는 일반적으로 0.05% ~ 0.12% 사이로 유지되어 연성, 인성 및 다공성에 영향을 주지 않고 용접 금속 강도를 제공합니다.

제조업체는 용접 웅덩이의 탈산을 제어하고 용접의 기계적 특성을 결정하는 데 도움을 주기 위해 다른 합금을 추가합니다. 탈산은 용접 웅덩이의 산소와 원소의 결합으로, 용접 표면에 슬래그나 실리카 섬이 형성되는 현상입니다. 웅덩이에서 산소를 제거하면 용접 금속 다공성의 원인이 되는 산소가 제거됩니다.

실리콘(Si)은 가장 일반적인 탈산소 원소입니다. 사용 목적에 따라 전극에는 일반적으로 합금의 0.45%~1%가 포함됩니다. 이 백분율 범위에서 실리콘은 매우 우수한 탈산 능력을 나타냅니다. 실리콘을 늘리면 연성 및 인성이 약간 감소하면서 용접 강도가 증가합니다. 그러나 용접 금속은 실리콘이 1%~1.2%를 초과하면 균열에 민감해질 수 있습니다. 합금은 또한 웅덩이 유동성에 영향을 미칩니다.

망간(Mn)은 또한 일반적인 탈산제 및 강화제이기도 합니다. 망간은 연강 전극의 1%~2%를 구성합니다. 망간 수준이 증가하면 용접 금속 강도가 실리콘보다 더 크게 증가합니다. 망간은 또한 뜨거운 균열에 대한 용접 금속의 민감도를 감소시킵니다.

알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr)은 매우 강력한 탈산제입니다. 이들 원소는 때때로 매우 적은 양으로 첨가되며, 일반적으로 합쳐서 0.2%를 넘지 않습니다. 이 범위에서는 약간의 증가된 강도가 달성됩니다.

그림 1. AWS는 인장 강도 및 화학 성분과 같은 요소를 기준으로 탄소강 전극을 분류합니다.

니켈(Ni), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo)과 같은 다른 원소는 기계적 특성이나 내식성을 향상시키기 위해 종종 첨가됩니다. 소량으로 탄소강 와이어에 사용하여 침전물의 강도와 인성을 향상시킬 수 있습니다.

연강용 GMAW 전극에는 일반적으로 문자 S(고체 전극임을 나타냄)와 숫자 지정자(2~7) 또는 문자 G가 포함됩니다. 가장 널리 사용되는 전극은 S-3 및 S-6입니다.

다음은 이러한 전극 명칭의 의미와 인기 있는 이유에 대한 간략한 가이드입니다. 또한 선택을 안내하는 데 도움이 되는 기타 전극 화학에 대한 참고 사항도 있습니다.