연강용 피복아크 용접봉 기호, 심선 치수, 종류

 

 

1. 연강용 피복 아크 용접봉의 기호

 

우리나라에서 KS D 7004에 자세히 규정되어 있으며, 연강용 피복 아크 용접봉의 기호는 다음과 같은 의미를 가지고 있다.
 

전기 용접봉을 표시하는 E는 한국과 미국에서 사용하며, 일본의 경우는 E 대신 D(Denki) 를 사용한다.

 

 

<용접봉의 표시비교>

한국	미국	일본
E 4301	E 6001	D 4301
E 4313	E 6013	D 4313

 

용접봉의 표시기호는 각 나라마다 사용하는 단위가 다르기 때문에 표시 방법이 약간씩 다 르며 용착금속의 최저 인장강도를 나타내는 43은 그 용접봉을 사용했을 때 용착금속의 인 장강도가 최소한 43kg/mm2가 되어야 한다는 뜻이다. 미국에서는 단위를 야드 파운드 법 으로 E43 대신 E60을 사용하고 있는데 60은 60,000psi의 처음 두자리 숫자로서 43kg/mm2 은 약 60,000Lbs/in2와 (1[kg/mm2] ≒ 1422.3psi) 같으므로 앞의 두 자리 숫자만 사용한다.

 

 

 

 

<연강용 피복 금속아크 용접봉 심선의 표준 치수(mm)>

용접봉 지름	용접봉 길이
2.6	300	350	-	-	-	-
3.2	350	400	-	-	-	-
4.0	350	400	450	550	-	-
4.5	-	400	450	550	-	-
5.0	-	400	450	550	700	-
5.5	-	-	450	550	700	-
6.0	-	-	450	550	700	900
6.4	-	-	450	550	700	900
7.0	-	-	450	550	700	900
8.0	-	-	450	550	700	900

연강용 피복 아크 용접봉은 심선의 굵기에 따라 길이가 규격화 되어 있으며, 일반적으로 심선 지름의 굵기의 허용오차는 ±0.05mm이고, 길이의 허용 오차는 ±3mm정도이다.
용접봉을 홀더에 끼우는 용접봉의 노출부의 길이는 25±5mm이고, 700 및 900mm일 때는 30±5mm로 한다.

 

2. 연강용 피복 아크 용접봉의 종류

 

<연강용 피복금속 아크 용접봉의 종류(KS D 7004)>

 

종류	피복제 계통	용접자세	사용전류의 종류
E4301	일미나이트계	F, V, H, OH	AC 또는 DC(±)
E4303	라임티타니아계	F, V, H, OH	AC 또는 DC(±)
E4311	고셀룰로오스계	F, V, H, OH	AC 또는 DC(+)
E4313	고산화타이타늄계	F, V, H, OH	AC 또는 DC(-)
E4316	저수소계	F, V, H, OH	AC 또는 DC(+)
E4324	철분 산화타이타늄계	F, H-Fill	AC 또는 DC(±)
E4326	철분 저수소계	F, H-Fill	AC 또는 DC(+)
E4327	철분 산화철계	F, H-Fill	F 용접시는 AC 또는 DC(+)  H-Fill 용접시는 AC 또는 DC(-)
E4340	특수계	F, V, H, OH, H-Fill 전부 또는 어느 한 자세	AC 또는 DC(±)

주:   1. 용접 자세에 쓰인 기호의 뜻은 다음과 같다.
          F : 아래보기 자세 (flat position)

          V : 수직 자세 (vertical position)

          H : 수평 자세 (horizontal position)
          OH : 위보기 자세 (overhead position)

          H-Fill : 수평 필릿 (horizontal fillet)

       2. 사용전류의 종류에 쓰인 기호의 뜻은 다음과 같다.

            AC :교류DC(±) : 직류, 정극성 및 역극성
            DC(-) : 직류, 용접봉 음극 DC(+) : 직류, 용접봉 양극

 

 
3. 연강용 피복 아크 용접봉의 특성

 

<연강용 피복아크 용접봉의 특성>

용접봉 종류	피복제 계통	X선 성능	작업성	용도	보호 방식
일미나이트계	E4301	우수	용입이 깊어 비드가 깨끗하고 일반용접에 가장 많이 사용	조선, 건축, 교량 및 강 구조물	슬래그 생성식
라임타이타늄계	E4303	양호	용입은 중간이며 깨끗하고 박판에 좋다	일미나이트와 같은 용도의 박판용	슬래그
고셀롤로우스계	E4311	양호	용입이 깊으며 비드가 거칠고 스패터가 많다	슬래그가 적어 배관 공사에 적당	가스 생성식
고산화타이타늄계	E4313	양호	용입이 얕으며 슬래그가 적고 인장강도가 크며 박판에 좋다	주로 다듬 용접 및 박판용 경구조물	반가스 생성식
저수소계	E4316	시작부: 불량  나머지: 우수	스패터가 적으며 유황이 많고 고탄소강 및 균열이 심한 부분에 사용	기계적 성질이 우수하여 내 균열성 및 후판 중 고탄소강에 사용	슬래그 생성식
철분 산화타이타늄계	E4324	양호	양호 스패터가 적으며 비드가 깨끗하다	외관이 양호하며 능률이 좋은 용접을 할 수 있다	슬래그 생성식
철분 저수소계	E4326	우수	용입은 중간이며, 비드가 깨끗하다	기계적 성질 및 내균열성이 대단히 우수, 후판중 고탄소강 용접에 적합	슬래그 생성식
철분 산화철계	E4327	양호	용입이 깊으며 비드가 깨끗하며 작업성이 우수하다	아래보기, 수평, 필릿용 접전용, 조선, 건축	슬래그 생성식
특수계	E4340		지정작업	용도에 따라 다르다

 

 

4. 용접봉의 선택방법

 

용접봉은 용접결과를 좌우하는 중요한 인자가 되므로 사용목적에 알맞은 적당한 용접봉을 선택하기 위하여 용접구조물이 요구하는 품질, 이용 가능한 용접기, 용접장소와 용접자세, 비용, 모재의 성질, 이음현상, 용접부의 성질 등을 고려할 필요가 있다. 또한 알맞은 용접 봉을 선택하려면 용접봉의 내균열성, 아크의 안정성, 스패터링(spattering), 슬래그 성질 및 용접봉의 작업성 등을 잘 알아야 한다.

 

 

 
(1) 용접봉의 내균열성

용착금속의 내균열성은 용접봉을 선택하는데 중요한 인자가 된다 .연강용 피복 아크 용접봉의 내균열성을 비교하면 내균열성이 가장 좋은 것이 저수소계이고 다음이 일미 나이트계, 제일 떨어지는 것이 타이타늄계이다. 내균열성의 정도는 피복제의 염기도 (basicity)가 높을수록 높다. 반대로 피복제가 산성으로 되어 작업성이 좋아지면 용착 금속은 균열이 발생하기 쉽다.

 

 

용접봉의 내균열성 비교

 

용접봉의 종류별 융착속도 비교

내압용기, 철골 등의 비교적 큰 강도가 걸리는 두꺼운 판에는 아래층에 우수한 강도와 내균열성을 갖는 저수소계로 용접하고 위층에는 작업성이 좋고 일반구조물에 적합한 일미나이트계를 사용한다. 또한 박판 구조물등과 같이 강도를 크게 요하지 않는 곳은 작업성이 좋고 비드 외관이 아름다운 고산화 타이타늄계가 좋으며 기계의 받침판 등 과 같은 두꺼운 판을 아래보기 필릿용접을 하는 때에 제 1층에서 완전한 용입을 얻을 수 있는 일미나이트계를 쓰며 수직 용접부에는 일미나이트계 또는 라임타이타늄계를 선택한다.

 

 (2) 아크의 안정성

 

용접을 할 때 에는 아크의 안전성 및 집중성이 좋아야 한다. 즉 아크가 조용히 지속이 되어야 하는데 피복제 중에 아크전압을 낮게 하는 성분이 있으면 아크가 안정된다.

 

 

 

(3) 스패터링

 

아크 또는 크레이터 부근에서 폭발적으로 비산하는 슬래그, 용융방울 또는 이 두 가지 의 혼합물을 총칭하여 스패터라 한다. 용융금속의 작은 입자가 비산하는 소위 스패터 링(spattering)이 일어나기 쉬운 것은

 

①슬래그의 점도가 높을 때

 

②과대전류

 

③피복제 중의 수분

 

④긴 아크

 

⑤부적당한 운봉각도

 

⑥모재온도가 낮은 경우이다.

 

 

 

 

(4) 슬래그의 성질

 

슬래그의 용융점, 응고범위, 점성 및 표면장력 등이 작업성에 영향을 미치는데 표면장 력이 작을수록 용융금속을 잘 덮어 준다.

 

 

 

(5) 용접봉의 작업성

 

용접봉의 작업성은 아크의 안정, 스패터, 슬래그의 용융점, 점성, 응고온도의 범위, 표 면장력등의 모든 성질에 따라 구분 결정되며 그에 따라 적당한 용접봉을 선택하여 결 함이 없는 용접을 하여야 한다.
모든 조건을 만족시킬 수 있는 용접부를 만드는데 있어 영향을 미치는 것으로 생각되 는 용접봉의 작업성을 분류해 보면 직접작업성과 간접작업성으로 분류한다.