용접조건 선택시 고려해야 할 사항

GENERAL
약간의 예외를 제외하고 다양한 규격과 표준에 의하여 규정되어 있는 모든 금속과 합금은 적절한 용접 작업 절차에

따라 큰 어려움 없이 용접할 수 있다.

WELD METAL COMPOSITIONS
대부분의 경우 용접 금속은 가장 우수한 부식 저항성과 기계적 특성을 부여하기 위하여 화학 조성과 기계적 특성 면에서 모재와 거의 같은 특성을 나타내도록 해야 한다. 용접봉 중에는 용접부의 강도 수준이나 인성 등은 거의 고려하지 않고 용접성에만 초점을 맞추어 제작된 것들도 있다. 이러한 문제는 적절한 규정 및 표준 등을 준수하는 용접 작업 절
차와 용접 재료를 선정함으로써 쉽게 해결할 수 있다.

HARDENABILITY, DELAYED HYDROGEN CRACKING AND PREHEAT
대부분의 저합금강과 약간의 탄소강에 있어서 가장 일반적인 특성은 냉각 시에 Delayed Hydrogen Cracking에 대한 감수성이 크다는 것이다.Delayed Hydrogen Cracking은 “Hardenable” 강이나 용접 후 빠른 냉각시 HAZ에 경하고 취약한 미세 구조(Martensite)를 형성시키는데 충분한 Carbon 양과 합금 성분의 양을 함유하고 있는 강에서 발생할 수 있다. 이러한 균열은 냉각 속도를 줄이기 위한 Preheating을 실시하고 용접부에 수소 함량을 줄임으로써 방지될 수 있다. Carbon과 합금 성분의 함량이 높을 수록 더 높은 예열 온도가 요구된다.

EFFECT OF THICKNESS
두께의 증가에 따라 다음 세 가지의 이유로 인하여 Delayed Hydrogen Cracking의 감수성이 증가한다. 강의 두꺼운 부분은 얇은 부분에 비해 용접부와 HAZ의 냉각 속도가 빠르다. 따라서 적절하게 낮은 냉각 속도를 유지하기 위해서 더 높은 예열이 요구된다. 그리고 두께의 증가에 따라 구속력 또한 증가되어 용접 후 높은 잔류 응력이 남게 된다. 마지막 으로 두께의 증가는 얇은 부분과 같은 수준의 강도를 유지하기 위해서 더 많은 강화 원소의 첨가가 불가피하게 요구된다. 이 경우 역시 예열온도를 증가시켜야 한다.

 

POSTWELD HEAT TREATMENT
열처리는 잔류 용접 수축 응력의 완화와 기계 가공 전에 Dimensional Stability의 증가, 부식 환경 하에서 SCC의 방지 그리고 경화된 용접부의 연화 및 인성의 증가를 위해서 실시된다.

SHRINKAGE STRESSES AND RESIDUAL STRESSES
용접 금속이 냉각되고 응고되어 감에 따라 용접 금속은 항복 응력 정도의 수축 응력을 함유하고 있다. 이러한 응력의 결과로 변형 및 균열 그리고 높은 잔류 응력을 발생시킨다. 대부분의 경우 약간의 변형이 수반되고 나머지는 잔류 응력으로 남게 된다. 용접부의 두께가 두꺼울수록 변형은 증가하고 잔류 응력도 증가하게 된다. 균열은 Root Pass의 용접부가 너무 얇거나 모재 및 용접부의 연성이 너무 낮을 경우 어떤 임계치 이상의 구속력과 함께 작용하여 발생한다. 이 세 가지 효과는 용접시에 최대한 구속력을 억제하거나 용접부의 폭은 줄임으로써 최소화할 수 있다.