선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 현재 콘택트팁의 신뢰성 기준이 RS D 규격9)으로 마련되어 있지만, 아직까지 자체규격을 많이 사용하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 박판에 사용되어지는 솔리드와이어와 후판에 주로 사용되어지는 플럭스와이어를 대상으로 콘택트팁의 재질에 따른 내마성 시험에 대해서 연구하였다.
제안 방법
- 용접된 콘택트팁의 마모량(W(%))은 공구현미경으로 측정하였는데 용접 전 출구측 구멍의 면적(A0)과 용접 후 출구측 면적(At)의 비로 계산하였다. 본 실험에서는 마모량(Amount of wear, W)을 식 (1)과 같이 홀의 증가된 면적(At-A0)을 초기면적(A0)으로 나누어 백분율로 표현했다. Fig.
- 본 실험에서는 현재 가장 많이 적용되고 있는 국산 인탈산동Cu-P, 크롬동Cu-Cr, 지르코륨동Cu-Zr 콘택트팁에 대해여 표2와 같이 가공형화형, 가공형화와 석출경화가 동시에 이루어지는형 그리고 가공형화와 석출경화가 동시에 이루어지지만 크롬(Cr)이 고용한계점 이상으로 첨가되어 고용강화가까지 이루어진형으로 구분하였으며, 초기제품에 대한 경도치를 표2에 나타내었다.
- 본 실험은 신뢰성 기준안 RS D에 따라 콘택트팁의 용접마모 시험을 하였으며, 장시간 용접을 위해 파이프 연속용접을 실시하는 것으로 하였다. 용접을 하는 동안에 콘택트팁 선단에 스패터가 부착하여 용접이 중단되는 상황을 최소화하기 위하여 스패터 발생이 가장 작은 용접기법 및 용접조건을 표1과 같이 적용하였다.
- 이들은 각각 세분되어, (i) 솔리드와이어는 와이어 표면에 구리가 도금된 와이어와 구리가 도금되지 않은 와이어로 구분되며, (ii) 플럭스코어드와이어는 베이킹(baking)처리를 한 베이킹형과 베이킹 처리를 하지않은 논베이킹(non-baking)형으로 구분된다. 실제 용접을 통하여 콘택트팁의 재질별 내마모성을 관찰하기 위해 솔리드와이어(AWS규격:ER70S-G)과 플럭스코어드와이어(AWS규격:E71T-1)에 대하여 용접 재료에 따라 용접을 수행하였다.
- 용접방법으로써는 아르곤+산소(2%)를 보호가스로 하는 가스메탈 아크 용접법을 선택하였으며, 용접전류는 스프레이 이행 조건을 선택하여 스패터 발생을 최소화 하였다. 와이어의 직경은 가장 보편적으로 사용하는 1.2mm로 하였고 용접은 1시간씩 연속용접을 실시하는 것으로 하였다. 현장에서는 한번의 용접이 1분 이내에 끝나는 경우도 있지만, 이러한 상황을 재연하기에는 장시간이 소요되어 연속용접을 하게 된 것이다.
- 용접된 콘택트팁의 마모량(W(%))은 공구현미경으로 측정하였는데 용접 전 출구측 구멍의 면적(A0)과 용접 후 출구측 면적(At)의 비로 계산하였다. 본 실험에서는 마모량(Amount of wear, W)을 식 (1)과 같이 홀의 증가된 면적(At-A0)을 초기면적(A0)으로 나누어 백분율로 표현했다.
- 용접된 콘택트팁의 마모량을 측정하기 위해 공구현미경을 사용하여 Fig.1 a)에서 보듯이 홀의 정확한 크기를 측정하고 출구면의 면적비로 측정하였다.
- 용접을 하는 동안에 콘택트팁 선단에 스패터가 부착하여 용접이 중단되는 상황을 최소화하기 위하여 스패터 발생이 가장 작은 용접기법 및 용접조건을 표1과 같이 적용하였다. 용접방법으로써는 아르곤+산소(2%)를 보호가스로 하는 가스메탈 아크 용접법을 선택하였으며, 용접전류는 스프레이 이행 조건을 선택하여 스패터 발생을 최소화 하였다. 와이어의 직경은 가장 보편적으로 사용하는 1.
- 본 실험은 신뢰성 기준안 RS D에 따라 콘택트팁의 용접마모 시험을 하였으며, 장시간 용접을 위해 파이프 연속용접을 실시하는 것으로 하였다. 용접을 하는 동안에 콘택트팁 선단에 스패터가 부착하여 용접이 중단되는 상황을 최소화하기 위하여 스패터 발생이 가장 작은 용접기법 및 용접조건을 표1과 같이 적용하였다. 용접방법으로써는 아르곤+산소(2%)를 보호가스로 하는 가스메탈 아크 용접법을 선택하였으며, 용접전류는 스프레이 이행 조건을 선택하여 스패터 발생을 최소화 하였다.
- 일반적인 콘택트팁을 4가지를 대상으로 하여 용접재료 두가지에 따라 콘택트팁의 재질별로 내마모성 실험을 하였으며, 그 결과를 Fig. 3과 Fig. 4에 나타내었다. Fig.
성능/효과
- 열처리 후 가공경화의 효과가 없는 인탈산동Cu-P팁은 용접이 시작되어 30분도 채 안되어 콘택트팁의 수명이 다 된 것으로 나왔으며, 가공경화가 되어 있는 인탈산동Cu-P팁은 2시간 정도가 지나면서 마모가 45%가까이 되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 가공경화가 된 재료가 회복 및 재결정(recovery and recrystallization)되면서 나타나는 현상임을 유추할 수 있다. 0.25%크롬팁은 크롬의 석출의 효과로 가공경화가 소멸되더라도 내마모성이 좋은것을 알 수 있었다. 구리에 크롬이 고용될 수 있는1%크롬동팁과 지르코륨팁은 가공경화와 석출경화 그리고 고용강화의 효과를 갖추고 있다.
- 구리에 크롬이 고용될 수 있는1%크롬동팁과 지르코륨팁은 가공경화와 석출경화 그리고 고용강화의 효과를 갖추고 있다. 1%크롬동은 크롬의 최대고용량인 0.89%이상을 함유하고 있어 내마모 저항성이 높은 것으로 나왔다. 강화기구가 콘택트팁의 내마모성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 가공경화형, 가공형화+석출경화형 그리고 가공경화+석출경화+고용강화의 순으로 내마모성 저항성이 크다는 것을 알 수 있었다.
- 1) Cr이 고용한계 이상으로 함유된 콘택트팁과 지르코늄 콘택트팁은 내마모 저항성에 대해 가장 높은 효과를 나타낸다.
- 2) 솔리드와이어에 비해 플럭스코어드와이어가 10%~15%이상 콘택트팁의 마모를 가속화 시킨다.
- 3) 콘택트팁은 60%이상 마모가 되면 용접와이어와 콘택트팁이 달라붙어 용접이 중단되는 번백현상이 발생한다.
- 89%이상을 함유하고 있어 내마모 저항성이 높은 것으로 나왔다. 강화기구가 콘택트팁의 내마모성에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었으며, 가공경화형, 가공형화+석출경화형 그리고 가공경화+석출경화+고용강화의 순으로 내마모성 저항성이 크다는 것을 알 수 있었다.
- 이러한 결과는 ‘콘택트팁의 마모가 심하면 번백현상을 유도 할 수 있다10)’고 발표된 사례들을 증명할 수 있는 결과이다. 그리고 전반적으로 플럭스코어드와이어가 솔리드와이어보다 10~15%이상 마모량이 더 높은 것을 관찰 할 수 있었으며, 플럭스코어드 와이어가 솔리드 와이어에 비해 표면이 많이 거칠기 때문이라 할 수 있다.
- 열처리 후 가공경화의 효과가 없는 인탈산동Cu-P팁은 용접이 시작되어 30분도 채 안되어 콘택트팁의 수명이 다 된 것으로 나왔으며, 가공경화가 되어 있는 인탈산동Cu-P팁은 2시간 정도가 지나면서 마모가 45%가까이 되는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 가공경화가 된 재료가 회복 및 재결정(recovery and recrystallization)되면서 나타나는 현상임을 유추할 수 있다. 0.
- 솔리드와이어와 마찬가지 경향이 보였지만, 마모량 차이에서 현저히 차이가 나는 것을 알 수 있다. 특히, 가공경화의 특성만 지니고 있는 Cu-P콘택트팁은 마모량이 50%이상넘어가면서 번백(burn-back)현상이 나오는 것을 볼 수 있었다. 이러한 결과는 ‘콘택트팁의 마모가 심하면 번백현상을 유도 할 수 있다10)’고 발표된 사례들을 증명할 수 있는 결과이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.