전극 분말 용접 전극 및 용사 소모품 제조에 공급 원료로 사용되는 특수 금속, 합금 및 복합 분말을 말합니다. 분말 특성은 용접, 표면 처리, 클래딩, PTA 및 관련 고온 공정에서 코팅, 충진 및 인터페이스의 야금학적, 기계적 및 가공 성능을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
전극 분말의 종류
전극에 사용되는 주요 파우더 카테고리는 다음과 같습니다:
유형 | 설명 | 공통 구성 요소 |
---|---|---|
베이스 파우더 | 대량의 증착된 용접 금속 조성물 제공 | 철, 니켈, 코발트, 구리 합금 |
매트릭스 파우더 | 구성 요소를 하나로 묶어주는 바인더 | 철, 니켈, 코발트, 붕소가 포함된 구리 합금, 실리콘 첨가제 |
합금 분말 | 목표 화학을 달성하기 위해 추가됨 | 망간, 크롬, 몰리브덴, 바나듐, 니오븀 |
플럭스 파우더 | 아크 안정성 및 습윤성 촉진 | 루틸, 규산염, 불소, 산화물 |
복합 분말 | 보증금 강화 또는 기능 부여 | 텅스텐 카바이드, 표면 탄성률 에이전트와 같은 경질 상 |
입자 크기 분포, 모양, 흐름 특성, 용융 중 층화 경향 및 재구성 거동은 모두 가공 품질과 일관성에 큰 영향을 미칩니다.
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전극 분말 구성
전극 분말에는 용융 및 완성된 상태에서 원하는 특성과 성능을 개발하기 위해 맞춤화된 복잡한 구성이 포함되어 있습니다.
요소 | 주요 기능 |
---|---|
철 | 탄소강 및 저합금의 기본 구성 성분 |
니켈 | 내식성, 인장 강도를 위해 추가됨 |
크롬 | 스테인리스강의 주요 합금 원소, 마모, 열 및 부식에 대한 내성 |
몰리브덴 | 고체 용액 강화제, 고온 경도 지원 |
망간, 바나듐, 니오븀, 티타늄 | 강화를 위한 탄화물/질화물을 형성하는 중요한 미세 합금 원소 |
실리콘, 붕소 | 건전한 용접에 필수적인 탈산제 |
탄소 | 강도, 경도 및 용접성에 영향을 미치는 철강 성분의 기본 구성 요소입니다. |
구리 | 여러 합금 제품군의 내식성 향상 |
합금 원소의 역할
- 입자 경계를 강화하는 유익한 침전물 형성
- 기계적 특성 개선을 위한 다양한 미세 구조 단계 개발
- 경화성을 높여 관통 두께 특성 향상
- 높은 작동 온도에서 내열성 활성화
- 염화물 및 황화물과 같은 부식성 물질에 의한 손상 방지
고급 전극은 공융 반응과 같은 복잡한 야금학적 메커니즘을 활용하여 탁월한 사용 중 성능을 생성합니다.
전극 분말 속성
속성 | 일반적인 값 | 측정 방법 |
---|---|---|
파티클 모양 | 불규칙, 수지상, 분쇄됨 | 현미경, SEM 이미징 |
입자 크기 분포 | 10~150미크론 | 레이저 회절, 체질 |
겉보기 밀도 | 2~6g/cc | 홀 유량계 |
탭 밀도 | 4~8g/cc | ASTM B527 |
유량 | 20~50초/50g | 홀 유량계 |
점화 시 손실 | 1 ~ 10% | 열 중량 분석 |
잔류 탄소 | 최대 0.1% | 연소 적외선 감지 |
잔류 산소 | 최대 1% | 불활성 기체 융합 분석 |
구형 가스 분무 전극 분말은 불규칙한 모양에 비해 흐름과 패킹이 우수하지만 기계적 고정은 감소합니다. 증착 공정에 맞춘 사양 - 와이어, 코팅, 열 스프레이.
전극 분말 응용 분야
전극 분말은 접합, 표면 처리 및 적층 제조 공정 전반에 걸쳐 중요한 기능을 수행합니다:
애플리케이션 | 세부 정보 | 일반적으로 사용되는 파우더 |
---|---|---|
차폐 금속 아크 용접(SMAW) | 수동 스틱 전극 | 루틸, 셀룰로오스, 철 분말, 합금철 |
가스 금속 아크 용접(GMAW) | 연속 솔리드/금속 코어 와이어 피드 | 탄소강, 스테인리스강, 니켈 합금 |
플럭스 코어 아크 용접(FCAW) | 플럭스 코어가 있는 튜브형 소모품 | 합금강, 크롬, 니켈, 망간 |
서브머지드 아크 용접(SAW) | 세분화된 플럭스로 자동화된 와이어 프로세스 | 실리콘, 망간, 크롬, 니켈 |
일렉트로슬래그 용접 | 플럭스 풀이 있는 수직 업 패스 | 크롬, 니켈, 구리, 버논 |
플라즈마 전달 아크(PTA) | 플라즈마 기둥에 공급되는 분말 | 텅스텐 카바이드, 크롬 카바이드, 니오븀 카바이드 |
열 스프레이
연소, 전기 아크 및 플라즈마 스프레이 방식을 통한 코팅 증착을 위한 특수 전극형 분말입니다.
따라서 전극 분말은 산업 환경의 수동, 자동, 고증착, 표면 엔지니어링 용접 및 용사 공정에서 다양하게 사용됩니다.
전극 분말 크기 사양
사이즈 클래스 | 일반적인 범위 | 애플리케이션 |
---|---|---|
추가 벌금 | 10-38 미크론 | 고합금강, 듀플렉스/슈퍼합금 |
괜찮아요 | 38-75 미크론 | 자동화된 GMAW 와이어, SAW 플럭스 |
Medium | 75-150 미크론 | 수동 스모 스틱, FCAW |
거친 | 150-300 미크론 | 고증착 서브머지드 아크 |
국제전기기술위원회 표준 IEC 60544는 치수 공차, 크기 분석 방법론 및 체의 크기를 관리합니다.
화학적 특성 외에도 입자 크기 분포는 아크 안정성, 야금학적 미세 구조, 증착 효율, 속도, 표면 마감 및 성능에 매우 중요합니다.
전극 분말의 분류
구성, 용도 및 관련 표준을 다루는 여러 분류 시스템을 통해 적합한 분말을 식별할 수 있습니다:
표준 | 기초 |
---|---|
AWS A5.0 | 합금 제품군 및 전극 유형 - 연강, 저합금강, 스테인리스강, 표면 처리 등 |
ASME SFA-5.0 | 합금을 유사한 베이스 유형으로 그룹화한 용접 와이어 사양 |
ISO 14172 | 강철 및 니켈 필러 금속의 화학적 조성 범위 |
ISO 17632 | 전선 치수, 차폐, 전류 유형 및 위치 지정하기 |
ISO 13916 | 금속 충전재에 대한 합격 검사 수준 |
CEN EN 758 | 플럭스 코팅 아크 용접 스틱에 대한 요구 사항 정의 |
CEN EN 760 | 플럭스 코어 전선 유형에 대한 사양 |
이러한 분류는 전극 개발, 테스트 및 적용을 조정하여 애플리케이션 요구 사항을 충족하는 반복 가능한 고품질 용접을 생성하는 데 도움이 됩니다.
전극 분말의 비용 분석
파우더 등급 | 가격 범위 | 주요 드라이버 |
---|---|---|
탄소강 및 저합금강 | 1파운드당 $3-6 | 대량 상품 가격, 안정적인 비용 |
스테인리스 스틸 | 1파운드당 $6-12 | 니켈/크롬의 가격 변동성 |
고강도 저합금 | 1파운드당 $15-25 | 코발트와 같은 합금 첨가물의 공급원 |
공구강, 초합금 | 1파운드당 $30-60 | 공급 원료 방법, 엄격한 화학 요구 사항 |
탄화물, 복합재 | $50-150 파운드당 | 기본 분말 합성 경로, 낮은 수요 |
- 고순도 전구체 재료 필요
- 미세 제어 분말의 경우 비용 상승
- 특수한 용도의 틈새 합금은 더 비쌉니다.
- 광범위한 R&D 및 테스트 필요
- 대량 생산으로 인한 규모의 경제
권장 사항
합금 개발 과정에서 파우더 생산업체와 긴밀히 협력하여 애플리케이션의 중요도에 따라 성능과 예산의 균형을 맞출 수 있습니다.
등급 전극 분말
설명 | 일반적인 애플리케이션 | 예제 |
---|---|---|
상품용 일반 탄소강 및 저합금강 | 구조물 제작, 인프라, 운송 | AISI/SAE 1018, 4140 컴포지션 |
일반적인 오스테나이트계 스테인리스강 | 탱크, 프로세스 용기, 해양 하드웨어 | 304L, 316L 등급 |
저온 서비스 강재 | 극저온 보관, 액화 가스 봉쇄 | AWS A5.11을 충족하는 9% 니켈강 |
고속 결합을 위한 솔리드 와이어 | 자동차 조립, 가전제품 | ER70S-6, ER308LSi |
고증착을 위한 금속 코어 와이어 | 구조용 철골 제작, 교량 | EM12K와 같은 AWS 분류 |
경질 합금 | 내마모성 오버레이 | Stoody D Dur 600과 같은 크롬 탄화물 |
내식성 합금 | 화학 처리 장비 | AWS A5.14에 따른 니켈 및 코발트 합금 |
고강도 강재 | 항공우주, 압력 용기, 터빈 | 맞춤형 니켈 및 코발트 초합금 |
탄소강용 대량 상품용 필러 와이어부터 까다로운 환경을 위한 특수 등급까지 다양한 스펙트럼을 제공합니다. 맞춤형 배합으로 고유한 요구 사항을 해결합니다.
![전극 분말](https://am-printing.com/wp-content/uploads/2023/07/8633ff21thumbnail.png)
자주 묻는 질문
용접 전극은 어떻게 제조되나요?
전극은 전극 분말이 증착되어 고체 또는 플럭스 코어를 둘러싸는 코팅을 만드는 금속 막대 또는 와이어로 구성됩니다:
- 목표 특성 개발을 위한 맞춤형 전극 분말 조성물
- 분말 혼합, 컨디셔닝 및 막대 부착
- 압출 또는 압축을 통한 코팅 강화
- 사용 전 최종 건조 및 품질 검사
플럭스 성분은 아크 안정성을 촉진하고 합금 원소는 용접 중에 코팅이 녹아 접합부에 재료를 전달할 때 증착된 용접 화학 물질을 풍부하게 합니다.
다양한 용사 파우더에는 어떤 것이 있나요?
보호 코팅, 내마모성 및 내식성을 위한 다양한 용사 기술은 특수한 특성을 가진 전극형 공급 원료 분말을 활용합니다:
- 연소 분말 - 고순도의 철, 니켈, 코발트 합금
- 와이어 아크 스프레이 - 더 굵은 강철 및 스테인리스 와이어
- 플라즈마 스프레이 - 매우 미세하고 구형이며 부드러운 분말
- 고속 산소 연료(HVOF) - 고속에 최적화됨
- 콜드 스프레이 - 연성, 어닐링 및 작업 경화 금속
증착 메커니즘은 입자 크기 분포, 모양 및 미세 구조와 같은 최적의 파우더 특성에 영향을 미칩니다.
올바른 전극을 선택하는 방법은 무엇인가요?
전극 선택의 기준이 되는 요소는 다음과 같습니다:
- 서비스 조건 - 온도, 부식, 충격
- 기본 금속 표준 및 구성
- 필요한 기계적 성능 - 경도, 균열, 연성
- 극저온 또는 고온 사용
- 재료 두께 및 조인트 준비
- 용접 공정 - 스틱, MIG, 서브머지드 아크
- 필수 구조적 무결성 사양 - 응력 파열, 크리프
제조업체와 협력하여 분말 구성, 표준 분류 및 지원 자격 데이터를 통해 소모품 성능을 운영 요구사항에 맞게 조정합니다.
전극 코팅의 다공성 한계는 무엇인가요?
제조 중 가스 포획으로 인한 전극 코팅의 다공성은 공정 불일치 및 완성된 용접의 결함으로 이어집니다. AWS, ASME 및 ISO 표준에 따른 코팅 밀도 요건:
- 최소 95% 이론 밀도
- 10배 확대 시 시각적 다공성 1% 미만
- 이미지 분석에 따른 최대 5% 다공성
최적화된 파우더 블렌드, 강판 표면 처리, 압출 파라미터, 엄격한 품질 관리 점검을 통해 달성합니다.
전극 연기는 어떻게 형성되나요?
아크 용접은 용융 방울의 합금 원소를 기화시켜 흄 형성 메커니즘을 유도합니다:
- 산화물 형성 - 대기 중 산소와의 반응
- 냉각 시 과포화 금속 증기의 핵 생성
- 기체 종의 미세 입자로의 응축
흄의 발생률과 구성은 전극 코팅, 모재, 공정 매개변수, 오염물질의 존재 여부에 따라 달라집니다. 적절한 추출과 개인보호장비 착용이 필수적입니다.
결론
특수 금속 합금, 플럭스 및 복합재의 구성, 분말 특성, 균질화 및 레이어링을 통해 국부적 인챈트와 설계된 용접 인터페이스를 갖춘 맞춤형 야금 구조가 가능합니다. 광범위한 산업 응용 분야와 운영 환경에서 균열, 마모, 피로 및 부식에 견디는 반복 가능한 용접을 달성하려면 원자재부터 완제품까지 엄격한 제어를 유지하는 것이 필수적입니다. 새로운 합금, 스마트 와이어, 센서 및 자동화의 발전은 더욱 정교한 전극 배합을 통해 차세대 용접 공정의 범위와 기능을 지속적으로 확장할 것입니다.