간단하게 의견 드립니다.

전체적으로 맞는 얘기입니다.
Iron Pickup이라고도 표현하는 데... 결국 용접열에 의한 모재의 용융이 Dilution으로 남게 되는 것이지요

이를 해결하기 위한 용접방안들이 원소재 제조사의 Homepage에도 소개가 되어 있는 데, 그 내용의 근간은 입열을 조절하여 모재가 녹아서 올라오지 못하도록 용접하라는 얘기입니다.

그런데 국내에서 그렇게 낮은 전류로 용접을 할 수 있는 장비를 구하기는 어렵습니다. 실제로 용접사가 익숙하지 않은 부분이기에 거부감 마저 표명하곤 합니다.

그래서 대안으로 나온 것이 가능한 다층으로 용접을 하여 각 층별로 대략 30% 내외가 되는 Dilution을 줄이는 것이지요.

그런 관점에서 2nd Layer의 품질을 언급한 내용을 잘못된 의견이라고 할 수 있습니다.

안녕하세요?

짧지만 아는 만큼만...

1. ESW 1패스로 Fe 5%는 현실적으로는 어려워 보입니다. ENiCrMo-3(SMAW)의 최대 허용치인 Fe 7%를 Target으로 ESW 용접봉은 생산이 됩니다만, 막상 작업해 보면 그것도 좀 어려울 수 있습니다.

2. Fe가 인코넬에 많으면 부식에 나쁘겠지요. 부식 박사님이신 이진희박사님께서 첨언 부탁드립니다.

3. ESW 2패스
ESW는 모재와 용접 재료간의 희석율을 10%대로 낮춘 용접 방식입니다. 즉, 용입이 매우 얕습니다. 그러다 보내 Disbonding 위험이 다른 용접 방식보다 큽니다. 따라서, 고온에 사용되는 Reactor(Low alloy + 347 오버레이)등은 그 위험이 더 커 사전에 Disbonding Test를 요구하기도 합니다. 이런 용접 방식이다 보니 용접 패스를 다층으로 가는 경우는 거의 드뭅니다. 다층을 하게 되면 용접 응력이 많이 생기고 이 응력이 얇은 희석층을 갖고 있는 모재/용접부간 경계의 Disbonding Cracking의 Driving Force역할을 할 수 있는 것이죠. 또한 다층으로 간다면 굳이 ESW 방식을 사용할 필요도 없습니다.

또한, ESW는 일반 SAW 방식과 달라서, 하층 비드 골 사이에 도포되는 플럭스가 상층 비드 용접시 잘 안 떠오르고 슬래그 혼입으로 많이 나타납니다. 따라서, 2패스 작업한다면 1패스 용접 후 스트립 비드간 골을 모두 repair(메꾸는 작업) 한 후 사상하거나, 전면을 아예 사상을 해서 면을 맞추어야 합니다. 작업이 난해한 것은 분명합니다.

ESW는 1패스로 화학 성분을 얻기 위해 만들어진 용접 재료이기 때문에 1패스로 작업 진행하는 것이 제일 맞으며, 화학 성분상 Critical한 Deviation 아니라면 가능한 1패스 작업으로 끝나게끔 Vendor를 도와 주는 것도 현명한 판단이라 생각됩니다.

4. Hot Crack
예. 당연히 조심해야 합니다. 하지만, 당사 Know How 관련 부분이라...

당사에서 스트립을 많이 작업을 해 보았습니다. 스텐레스 계열은 계속적으로 작업을 하나 인코넬 스트립은 많이 해 보지 않았습니다. 작업상 조심해야 할 부분은 많이 있습니다.

더 궁금하신 점이 있으시면 연락주세요.




이 유 철 올림
017-246-4752

Here are some more information.

(Q1) Vendor에서는 Iron(Fe) Max5.0% 충족이 불가하다고 이야기하고 있습니다. 실제로 Fe Max5.0%가 충족이 어려운 것인지 알고 싶습니다.

(A1-Thomas Eun) It is true. Some of the biggest Oil and Gas companies in the world are applying the following guidance.

Table 1 Overlay Welding Materials and Required Overlay analysis

Overlay Materials/
No of Layers/
C max. (PQR/SFA-5.14)/
Cr (PQR/SFA-5.14)/
Ni (PQR/SFA-5.14)/
Mo (PQR/SFA-5.14)/
Fe max. (PQR/SFA-5.14)/
Cb (PQR/SFA-5.14)/
Notes

Alloy 625 (Other than ESW)/
1/
C max. (0.10/0.10)/
Cr (16.0-23.5/20.0-23.0)/
Ni (50.0-55.0/min. 58.0)/
Mo (6.0-10.0/8.0-10.0)/
Fe max. (20.0/5.0)/
Cb (2.5-4.0/3.15-4.15)
Notes (1,4,5,7)

Alloy 625 (ESW)/
1/
C max. (0.10/0.10)/
Cr (18.0-23.5/20.0-23.0)/
Ni (50.0-65.0/min. 58.0)/
Mo (7.0-10.0/8.0-10.0)/
Fe max. (15.0/5.0)/
Cb (2.5-4.0/3.15-4.15)/
Notes (1,4,6,7,11)

Alloy 625 (Other than ESW)/
2/
C max. (0.10/0.10)/
Cr (18.0-23.5/20.0-23.0)/
Ni (50.0-65.0/min. 58.0)/
Mo (7.0-10.0/8.0-10.0)/
Fe max. (15.0/5.0)/
Cb (2.5-4.0/3.15-4.15)/
Notes (1,6,7)

Notes
1. Surface analysis shall be performed at a depth of one-half the minimum specified thickness as qualified in the welding procedure.
4. Optional 1 layer overlay only if specified by the purchaser in writing.
5. Minimum Pitting Resistance Equivalent Coefficient: 30
6. Minimum Pitting Resistance Equivalent Coefficient: 40
7. ASTM G 48, Pitting and Crevice Corrosion Coefficient: Max 5 mpy
11. PQR must include a hydrogen disbonding test.


(Q2) Fe성분이 Inconel에서 어떤 영향을 미치는 지 알고 싶습니다. Vendor가 이야기하는 Max.7.0%가 문제가 없다면, 발주처에게 이 요건Waive를 요청할 생각입니다.

(A2--Thomas Eun) Corrosion resistance point of view, Alloy 625 materials with 5-7%Fe are not much different. The strength of the welds of 7% Fe at high temperature may be slightly decreased compared to Fe < 5%. If the weld overlay is used for corrosion resistance (not included the strength calculation for the wall thickness), it is not a big issue.

(Q3) Dilution을 해결하기 위한 2-layer ESW weld는 Vendor에 의하면 2-Layer가 용접품질이 낮고, Delusion을 줄이지 못한다고 이야기를 하고 있는데, 단순히 1-layer용접후 표면가공/추가용접등의 비용 문제로 Vendor 그렇게 이야기하였는 지 알고 싶습니다.

(A3--Thomas Eun) It may be true. Therefore many companies accept one layer overlay for ESW process when the chemical composition is met the requirements.

(Q4) Inconel 용접의 경우 Hot Crack이 발생할 수 있으므로 전류치를 낮추어 용접하여야 한다는 글을 게시판에서 읽은 적이 있습니다. Inconel용접 및 ESW 용접에서 Vendor에게 주의를 주어야 할 내용(전류치, Travel speed, 2-layer weld 등)을 알려 주시면 감사하겠습니다.

(A4--Thomas Eun) The commercial welding electrodes may not produce the hot (solidification) crack because the chemical composition is normally controlled to avoid the crack. Most welding processes require the lower level of heat input in order to avoid grain growth, secondary phase precipitation, strength reducing, etc.
You can get the basic guidance for the welding from the filler suppliers (or their websites) and/or the following papers.


References for Solidification Crack of Alloy 625

1. DuPont, J. N., Solidification of an Alloy 625 weld overlay. Metallurgical and Material Transactions A, Vol. 27A, pp. 3612-3620, 1996
2. DuPont, J. N., Solidification and Welding Metallurgy of Experimental Ni Base and Fe Base Alloys Containing Nb, Si, and C, Ph.D. Thesis, Lehigh University, 1997
3. DuPont, J. N., Robino, C. V., Marder, A. R., Notis, M. R., and Michael, J. R., Solidification of Nb-bearing superalloys, Part I. Reaction sequences. Accepted for publication in Metallurgical and Material Transactions A, 1997
4. DuPont, J. N, Robino, C. V., Marder, A. R., Solidification of Nb-bearing superalloys, Part II: Pseudo-ternary solidification surfaces. Accepted for publication in Metallurgical and Material Transactions A, 1997
5. DuPont, J. N., Robino, C. V., Marder, A. R., Modeling solute redistribution and microstructural development in fusion welds of Nb bearing superalloys. Accepted for publication, Acta Materialia, 1997
6. Cieslak, M. J., The welding and solidification metallurgy of Alloy 625. Welding Journal 70(2): 49-s to 56-s, 1991
7. Zhao, Q. H., Gao, Y., Devletian, J. H., McCarthy, J. M., and Wood, W. E., Microstructural analysis of Ni alloy 625 cladding over carbon steel. Proc. of 3rd Int. Conf. International Trends in Welding Science and Technology. S. A. David and J. M. Vitek, eds., ASM, Materials Park, Ohio, pp. 339-343, 1992

두서없는 질문에
소중한 시간을 내어 답변하여 주신 세 분 고맙습니다.
큰 도움이 되었습니다.

이상윤 드림.

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제목 A516-70 + Inconel 625 Overlay(ERNiCrMo-3) ESW 용접

글쓴이:이상윤 번호: 13022 번글 조회: 79 추천: 4


안녕하십니까? 평소 많은 도움을 얻고 있습니다.

SA516-70에 Inconel625용접봉으로 Strip Electroslag Weld를 사용하여Overlay용접을 하는 경우입니다.
발주처 요건은 Dilution없는 화학적 두께3mm(Min.)로 Overlay하는 것입니다.

따라서, Vendor에게 일반적인 UNS N06625의 화학적물성치(SB433, SFA5.14 ERNiCrMo-3, 첨부)에 따라 Overlay Weld의 표면에서 3mm까지 물성치를 충족시키라고 comment하였습니다.

Dilution을 줄이기 위하여 ESW로 overlay를 진행예정입니다만, Vendor가 상기요건을 충족하는 WPS/PQR작성에 어려움이 있는 것 같습니다.

1. Vendor에서는 Iron(Fe) Max5.0% 충족이 불가하다고 이야기하고 있습니다. 실제로 Fe Max5.0%가 충족이 어려운 것인지 알고 싶습니다.

2. Fe성분이 Inconel에서 어떤 영향을 미치는 지 알고 싶습니다. Vendor가 이야기하는 Max.7.0%가 문제가 없다면, 발주처에게 이 요건Waive를 요청할 생각입니다.

3. Dilution을 해결하기 위한 2layer ESW weld는 Vendor에 의하면 2Layer가 용접품질이 낮고, Dilution을 줄이지 못한다고 이야기를 하고 있는데, 단순히 1layer용접후 표면가공/추가용접등의 비용 문제로 Vendor 그렇게 이야기하였는 지 알고 싶습니다.

4. Inconel 용접의 경우 Hot Crack이 발생할 수 있으므로 전류치를 낮추어 용접하여야 한다는 글을 게시판에서 읽은 적이 있습니다. Inconel용접 및 ESW 용접에서 Vendor에게 주의를 주어야 할 내용(전류치, Travel speed, 2layer weld 등)을 알려 주시면 감사하겠습니다.

두서없이 적었습니다.
많은 조언 부탁드립니다.

이상윤 드림.