용접절차사양서에 따른 용접봉 선택 - 1

 

Ⅰ. 피복 아크 용접봉의 종류

1. 연강용 피복 아크 용접봉

연강용 피복 아크 용접봉에 관하여는 KS D 7004에 규정하고 있으며, 피복제의 종류, 사용 전류, 용접 자세에 따라 분류하고 있다.

 

2. 연강용 피복 아크 용접봉의 특성

(1) 일미나이트계 (ilmenite type) : E4301

일미나이트(TiO2ㆍFeO)를 30%이상 함유한 것으로 광석, 사철(hematite)등을 주성분으로 한 슬래그 생성계이며 중간 두께 피복 용접봉으로 모든 자세용접에 사용 된다. 작업성 과 용접성이 우수하고 값이 싸서 조선, 철도 차량 및 일반 구조물은 물론 각종 압력용 기에도 널리 사용되고 있다. 보관중인 용접봉을 사용시에는 흡습으로 인하여 작업성이 나빠져 용접 결함을 유발시킬 수도 있으므로 70~100℃에서 1시간 정도 재건조 하여 사용하는 것이 좋다.

 

 

 

(2) 라임티타니아계 (lime-titania type) : E4303

슬래그 생성계인 산화타이타늄(TiO2)을 주성분(30%이상)으로 한 두꺼운 피복을 한 것이 다. 비드는 평면적이며 슬래그는 유동성이 풍부하고 무겁지 않은 다공성이기 때문에 박리성이 양호하다. 비드의 외관이 아름답고 언더컷이 발생되기 어렵다. 작업성이 대단히 양호하고 모든 용접자세에 사용된다. 용입이 약간 얕기 때문에 박판용접에 적합 하며 선박의 내부 구조물, 기계, 차량, 일반구조물 등 사용 범위가 매우 넓다.

 

 

 

(3) 고셀룰로오스계 (high cellulose type) : E4311

가스 실드계의 대표적인 것으로 피복제 중에는 유기물(셀룰로스)을 약 30%정도 포 함하고 있어 용접할 때 이 유기물이 연소해서 발생하는 다량의 환원성 가스(CO, H2)로 용융금속을 공기 중의 산소나 질소로부터 보호한다. 이 용접봉은 피복이 얇고 슬래그 생성량이 매우 적어 수직자세와 위보기 용접에 좋으며 또한 용접 홈이 좁은 경우에도 사용된다. 스프레이형 아크를 발생하므로 용입이 양호하나 스패터가 비교적 많고 비드 파형이 약간 거칠다. 피복제에 다량의 유기물이 함유되어 있으므로 보관 중 습기가 흡 수되기 쉬우므로 사용 전에 70~100℃에 30분~1시간 건조시키지 않으면 용접부에 기공 이 생긴다. 용접 중에 높은 전류를 사용하면 유기물의 피복 성분이 열로 변질되어 용 착금속에 나쁜 영향을 주므로 다른 용접봉보다 용접전류를 다소 낮게 사용하고 건축 현장이나 파이프등의 용접에 약간 이용된다.

 

 

 

(4) 고산화타이타늄계 (high titanium oxide type) : E4313

피복제 중에 산화타이타늄(TiO2) 을 약 35% 정도 포함한 용접봉으로서 슬래그 생성계 이며 일반 경구조물의 용접에 많이 사용된다. 아크는 안정되며 스패터가 적고 슬래그 의 박리성도 대단히 좋아 비드의 표면이 고우며 작업성이 우수한 것이 특징이다. 기계 적 성질에 있어서는 연신율이 낮고, 항복점이 높으므로 용접시공에 있어서 특별히 유 의해야 한다. 용도로는 일반 경구조물의 용접에 적합하며, 기계적 성질이 다른 용접봉 에 비하여 낮은 편이고, 고온 균열(hot crack)을 일으키기 쉬운 결점이 있어 중요 부분 의 용접에는 사용되고 있지 않다.

 

 

 

(5) 저수소계 (low hydrogen type) : E4316

피복제 중에 석회석(CaCO3)이나 형석(CaF2)을 주성분으로 사용한 것으로서 용착 금속 중 의 수소함유량이 다른 용접봉에 비해 약 1/10 정도로 현저하게 적고, 강력한 탈산 작용으 로 인하여 산소량도 적으므로 용착 금속은 강인성이 풍부하고 기계적 성질, 내균열성이 우수하다. 아크가 약간 불안하고 용접 속도가 느리며, 용접시점에서 기공이 생기기 쉬우 므로 백스탭(back step)법을 선택하면 이와 같은 문제를 해결할 수도 있다. 아크 길이는 극히 짧게 피복통이 모재에 닿을 정도로 하고 운봉 각도는 모재에 대하여 수직에 가까운 것이 좋으며, 용접성은 다른 연강 용접봉보다 우수하기 때문에 중요 부재의 용접, 고압 용기, 후판 중구조물, 탄소당량이 높은 기계 구조용강, 구속이 큰 용접, 유황 함유량이 높 은 강 등의 용접에 결함이 없는 양호한 용접부를 얻을 수 있다. 피복제는 습기를 흡습하 기 쉽기 때문에 사용하기 전에 300~350℃정도로 1~2 시간 정도 건조시켜 사용해야 한다.

 

 

 

 
(6) 철분 산화타이타늄계 (iron powder titania type) : E4324

고산화타이타늄계 용접봉(E4313)의 피복제에 철분을 첨가한 것으로서, 작업성이 좋고 스패터가 적으나 용입이 얕다. 용착 금속의 기계적 성질은 고산화타이타늄계와 거의 같고, 아래보기 자세와 수평 필릿 자세의 전용 용접봉이며 보통 저탄소강의 용접에 사 용되지만, 저합금강이나 중ㆍ고 탄소강의 용접에도 사용된다.

 

 

 

(7) 철분 저수소계 (iron powder low hydrogen type) : E4326

저수소계 용접봉(E4316)의 피복제에 30~50% 정도의 철분을 첨가한 것으로서 용착속도 가 크고 작업 능률에 좋다. 용착 금속의 기계적 성질이 양호하고, 슬래그의 박리성이 저수소계보다 좋으며 아래보기 및 수평필릿 용접 자세에서만 사용된다.

 

 

 

(8) 철분 산화철계 (iron powder iron oxide type) : E4327

철분 산화철계 용접봉은 주성분인 산화철에 철분을 첨가하여 만든 것으로 규산염을 다량 함유하고 있기 때문에 산성슬래그가 생성된다. 아크는 분무상이고 스패터가 적으 며, 용입도 철분 산화타이타늄계보다 깊다. 비드 표면이 곱고 슬래그의 박리성이 좋아 콘택트(contact)용접 및 중력식 용접을 할 수 있으며 아래보기 및 수평필릿 용접에 많 이 사용된다.

 

 

 

(9) 특수계 (special type) : E4340

피복제의 앞의 어느 계통에도 속하지 않는 것으로 사용특성 또는 용접결과가 특수 하 도록 제작된 것이며, 용접자세는 제조회사에서 장려하는 자세에만 사용해야 한다.