공구강 용접 충전 금속
공구강 보수는 일반 피복 아크 용접봉으로 처리되는 경우가 거의 없습니다. 공구강과 사용 조건이 일치하는 용착 금속은 전용 제품이며, 이러한 전용 제품, 탄소강 또는 저합금강 와이어, 그리고 경화되지 않는 오스테나이트계 와이어 중에서 선택하는 기준은 용착부가 공구의 어느 위치에 놓이는지와 이후 공구가 수행해야 하는 기능에 따라 결정됩니다. 이 페이지에서는 세 가지 충전 금속 범주, 네 가지 선정 요소, 그리고 공구강 그룹 전반에 사용되는 용착 금속 조성을 설명합니다.
충전 금속을 결정하는 네 가지 요소
공구나 금형용 충전 금속은 네 가지 기준으로 선정됩니다. 모재의 조성, 모재의 열처리 상태(어닐링 또는 경화 및 템퍼링 여부), 용착부의 사용 요구 조건, 그리고 부품이 받게 될 용접 후 열처리입니다. 열처리 상태는 조성만큼이나 중요합니다. 동일한 강종을 어닐링 상태에서 용접하는 것과 52 HRC에서 용접하는 것은 서로 다른 작업이기 때문입니다.
충전 금속의 세 가지 범주
첫 번째 범주는 경화능 또는 조성이 기본 공구강 유형(수경화, 유경화, 공기경화 냉간 가공강, 열간 가공강, 고속도강)에 해당하는 용착부를 생성합니다. 이러한 용착부는 용접 상태 그대로 경화되며, 표준 충전 금속 규격에 포함되지 않습니다. 따라서 AWS 분류가 아닌 생산자 명칭의 전용 제품으로 구매합니다. 아래 표는 이 범주에 속하는 용착부의 공칭 조성을 나타냅니다.
| AISI 강종 | 충전 금속 유형 | C | Mn | Si | Cr | Ni | V | W | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| W1, W2 | 수경화 | 0.95 | 0.30 | 0.20 | . . . | . . . | 0.20 | . . . | . . . |
| S1, S5, S7 | 열간 | 0.33 | 0.40 | 1.00 | 5.00 | . . . | . . . | 1.25 | 1.35 |
| O1, O6 | 유냉 경화 | 0.92 | 1.28 | 0.30 | 0.50 | . . . | . . . | 0.50 | . . . |
| A2, A4, D2 | 공기 경화 | 0.95 | 0.40 | 0.30 | 5.25 | . . . | 0.25 | . . . | 1.10 |
| H11, H12, H13 | 열간 | 0.33 | 0.40 | 1.00 | 5.00 | . . . | . . . | 1.25 | 1.35 |
| M1, M2, M10, T1, T2, T4 | 고속도 | 0.90 | 0.30 | 0.35 | 4.00 | . . . | 1.00 | 1.50 | 8.00 |
출처: ASM Handbook Volume 6, Welding, Brazing and Soldering의 Welding of Low-Alloy Steels 제19표. 생산자가 다른 유사 유형의 용착 금속 조성은 달라질 수 있습니다.
성분 데이터는 일반적인 참고용으로만 제공됩니다. 실제 값은 표준, 제철소 및 생산 번호에 따라 다를 수 있습니다. 정확한 값은 재료 시험 성적서(MTC)를 확인하거나 Aobo Steel에 문의하십시오.
두 번째 범주는 일치 기준이 다릅니다. 용접 상태 또는 응력 제거 상태에서 중간 정도의 경도와 인성을 갖는 탄소강 및 저합금강 용착부를 포함합니다. 일부는 담금질 및 템퍼링 사이클에 반응하며, 대부분은 용착부가 경화된 공구강과 일치할 필요가 없는 작업에 사용됩니다. 이러한 강종은 탄소강 및 저합금강 충전 금속에 대한 ANSI 및 AWS 규격에 포함되므로 주문 제작이 아닌 재고품으로 공급됩니다.
세 번째 범주는 경화되지 않는 유형입니다. 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈-크롬-철, 니켈-구리 및 구리-니켈 합금이 모두 여기에 해당합니다. 이들의 가치는 연성입니다. 이미 경화된 공구를 보수해야 할 때, 연성 용착부는 경질 용착부보다 용착 금속 균열과 모재 균열 모두에 훨씬 잘 저항하며, 동일한 와이어는 경질 표면을 올리기 전에 마모된 공구를 육성하는 데에도 유용합니다. 경화되지 않는 용착부 위에 하드페이싱 용착부를 오버레이하여 경질의 내마모성 표면을 복원할 수 있습니다.
조성 일치보다 경화능 일치
많은 공구강 용접에서 요구되는 것은 용착 금속과 모재가 열처리에 유사하게 반응하여, 담금질 및 템퍼링 후 용착 금속이 모재와 동일한 경도로 마무리되는 것입니다. 이는 일반적으로 모재의 조성을 일치시키는 것을 의미하지만, 반드시 그럴 필요는 없습니다. 탄소를 적게 함유하고 합금을 더 많이 함유한 용착부도 동일한 최종 경도나 강도에 도달할 수 있으며, 용착 금속의 탄소를 낮추면 일반적으로 용접 균열 위험이 줄어들고 용착부의 인성이 향상됩니다. 견디는 경질의 내마모성 용착부가 목표일 때는 용착부의 탄소 함량이 주시해야 할 수치입니다.
용착부의 위치가 일치의 엄격도를 결정합니다
공구의 기능 영역, 절삭날 또는 마모 표면에 놓이는 용접은 경도를 기준으로 선정해야 합니다. 용착부는 별도의 경화 처리 없이 용접 상태 또는 응력 제거나 템퍼링 후에 표면에 필요한 경도나 강도에 도달해야 합니다. 완성된 공구는 치수를 잃지 않고 다시 담금질할 수 없는 경우가 많기 때문입니다. 작업 영역에서 벗어난 곳에 놓이는 용접은 다른 문제입니다. 이 경우 용착부는 공구를 결합하는 역할만 하면 되므로, 경도 대신 최대 균열 저항성, 연성 및 인성을 기준으로 선택할 수 있습니다. 마모된 공구의 보수나 부품으로 조립된 공구에서는 이러한 자유도를 활용할 가치가 있습니다.
연질 용착부를 사용하여 경질 용착부 아래의 부피를 채우는 경우, 그 위의 공구강 층은 아래 층으로부터의 희석을 흡수하고 선정된 내마모 특성을 유지할 수 있을 만큼 충분히 두꺼워야 합니다. 희석은 얕은 용착부가 충전 금속 데이터 시트에서 제시하는 성능을 발휘하지 못하는 이유입니다.
출처: ASM Handbook, Volume 6, Welding, Brazing and Soldering, ASM International, 1993.