3.4.4 용접재료

(2) 용접 와이어

GMAW에서 사용되는 용접 와이어의 직경은 0.6-1.4mm인데, 다음에 설명되는 플럭스 코어드와이어와 구분하기 위하여 솔리드(solid) 와이어라고 부른다. 와이어의 표면은 전기 전도성 및 방청성을 높이기 위하여 Cu도금 되어 있는 것이 보통이다. 와이어의 도금방법에는 화학도금과 전기도금의 두가지 방법이 있는데, 전기도금이 도금층의 접착력 측면에서 우수하고 도금층 박리량도 적기 때문에 와이어 송급속도가 빠른 고전류 용접에는 전기도금 와이어를 선호한다.

한편, 와이어는 용착금속을 만들어 결과적으로 용접부 기계적성질을 결정하기 때문에, 적절한 와이어의 선택이 매우 중요하다. 따라서, 와이어 선택에 있어서는 다음과 같은 기본적인 사항을 고려해야 한다.

* 모재의 화학적 성분
* 모재의 기계적 성질
* 사용할 보호 가스
* 용접부 이음 형상
* 사용 또는 적용에 요구되는 규격

KS D 7025에서는 연강 및 고장력강용 와이어의 종류를 보호가스, 주요 적용 강종에 따라 <표1>과 같이 규격화되어 있으며, 와이어 표기 방법은 다음과 같다.



< 표 1 > 연강 및 고장력강용 솔리드 와이어 규격
와이어의 종류 보 호 가 스 주요 적용 강종 용 도
YGW 11
YGW 12
YGW 13
YGW 14
CO2 연강 및 인장강도
490N/mm2급 고장력강
대전류 용접용
단락이행용접용(220A 이하)
수평필렛용접용
YGW 15
YGW 16
YGW 17
80% Ar-20% CO2 -
YGW 21
YGW 22
CO2 인장강도
590N/mm2급고장력강
-
YGW 21
YGW 22
80% Ar-20% CO2 -

철강재료를 용접할 때 사용하는 와이어들은 몇 가지 합금 원소들을 함유하고 있는데 합금 원소들의 주요 기능은 용융지의 탈산과 용접금속의 기계적 성질을 향상시키는데 있다. 일반적으로 Ar과 O2(1-3%)의 혼합가스나 Ar에 적은 양의 CO2를 혼합해서 용접할 때 용착금속의 화학적 성분은 용접 와이어의 성분과 대동소이하다. 그러나, CO2만을 보호 가스로 사용할 때 Si, Mn 과 같은 탈산제 원소들은 슬래그화하여 상당량 감소 되므로 보호가스와 와이어의 적절한 조합이 필요하게 된다. 연강 및 고장력강용 와이어에 첨가되는 여러 합금 원소들의 특징을 설명하면 다음과 같다.

* Si : Si은 GMAW용 와이어의 탈산제로서 가장 많이 사용되고, 일반적으로 0.40-1% 정도 함유하고 있다. 이 정도 범위의 Si으로서 아주 훌륭한 탈산제 역할을 수행하나, 용착금속 중에 Si 양이 증가하면 용접부 강도가 증가하지만 인성과 연성은 감소하게 된다.

* Mn : Mn은 일반적으로 탈산제 및 강도 증가의 두가지 목적으로 사용되고 있는데, 연강 와이어는 1-2% 정도 함유한다. Mn 함량이 증가하면 용접금속의 강도는 증가하나 고온균열에 민감하게 된다.

* Al, Ti, Zr : 이들 원소들은 대단히 강력한 탈산제로써 고전류 CO2 용접용 와이어에 첨가되는데, 첨가량은 일반적으로 0.2% 이하이다.

* C : C는 어느 원소보다 구조적 및 기계적 성질에 지대한 영향을 미치는 원소이다. 일반적으로 C 함량은 0.05-0.12%의 범위인데, 이 범위의 값은 용착금속의 인성, 연성 그리고 기공에 영향을 미치지 않고 필요한 강도를 얻을 수 있게 한다. 만약, 와이어나 모재의 C 함량이 0.12% 이상이면 CO2 용접에서 용접금속 중의 C는 O2와 결합하여 CO로 되어 기공의 원인이 되므로 추가적인 탈산제에 의한 이러한 현상을 극복해야 한다.

* 기타 : Ni, Cr과 Mo은 스테인리스강의 주요 원소인데, 저합금강에는 내부식성과 기계적 성질을 향상시키기 위해 첨가된다.


웰드넷의 허락없이 본 내용의 무단전재를 금합니다. http://www.weldnet.co.kr