고급 용접재료의 국산화 성공으로 애국하다
ReSEAT 전문연구위원
김환태
접재료는 조선, 원자력 발전, 석유 화학 산업, 자동차, 건 축, 교량 등 대부분의 산업 분야에서 금속재료 구조물의 제 조공정에 필수적으로 사용되는 접합소재이다. 1970년대 전반부까 지 우리나라의 중화학 공업이 초기 단계를 벗어나 1970년대 후반 즈음 도약단계로 접어들었다. 그리고 1980년 제4차 경제개발 5개 년 계획이 시작되면서 경기가 활발해졌고, 그와 함께 고장력강의 용접에 필요한 고급 용접재료의 수요가 크게 증가하였다.
1970년대 후반부 국내 용접재료 생산 현황을 보면, 인장강도 41kg/mm2 정도인 연강에 사용되는 일반 피복아크용접봉의 경우 국산
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개발을 수행한다는 자부심과 긍지를 가지고, 많은 어려움을 극복해 나가며 연구 개발 업무를 수행하였다.
고장력강용 고능률 철분저수소계 피복아크용접봉을 개발하기 위해서는 필수적인 기술 요건이 몇 가지 있었다. 용접봉의 작업성, 용착금속의 품질, 작업 능률, 용접봉 제조의 적합성이다. 이번에 개발하는 철분 저수소계 용접봉의 경우 미국용접협회(AWS)에서 정한 규격이 있었다.
용착 속도가 빠르고 용접 시 수소의 발생이 없어야 하며, 인장강도가 크고 충격인성이 뛰어나야 한다는 조건이다. 이 규격대로 모든 특성을 갖추면서도 현재 수입하고 있는 기존의 용접봉보다 품질과 성능이 우수한 전자세 용접봉이 만들어질 수 있도록 집중했다.
용접재료 기술개발의 핵심은 플럭스 배합공식의 설계, 시작품 용접 봉의 작업성 평가, 그리고 시작품 용접봉으로 만들어진 용접 금속의 기계적 성질 평가를 들 수 있다. 이중에서 플럭스는 아크를 안정적 으로 유지시켜 주고 용접부를 대기로부터 차폐하도록 보호가스를 발생하는 기능을 하는 등 매우 중요한 역할을 담당한다. 하지만 연구 시스템의 인프라가 부족한 상황에 직면한 상태였고, 그런 상황에서도 용접봉 개발에 착수해야 했다. 물론 개발 과정에는 숙명처럼 어려움이 뒤따르기도 했다.
당시 주요 용접재료 생산업체들은 분체 상태의 광물과 합금철을 각각 다른 업체에서 구입해, 각 회사별로 구축한 기술개발시스템에 따라 원 부자재를 정리해 플럭스를 제조하였다. 따라서 용접봉 제조에 필요한 플럭스를 구성하는 원부자재인 분체 상태의 광물과 합금철의 정확한
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어려움을 딛고 탄생한 고장력강용 철분저수소계 피복아크용접봉은 국산화 성공에 이어, 대우조선공업(주)의 Chemical Tanker 4척 수주 등 조선업계의 활발한 수주, 원자력 발전소 건설(고리 2호, 월성 3호)에 고급용접재료로 널리 사용되었다. 또한 고장력강을 핵심소재로 사용하는 압력용기, 열교환기, 화학운반 저장탱크 등의 용접구조물에서 용접 생산성을 높이고 용접이음부의 품질향상과 안전성 확보 등 국내용접 기술의 발전에도 큰 역할을 하였다.
또한, 개발사업을 수행하는 동안, 생산기반기술의 자립을 위해 헌신한 용접봉 연구 개발팀의 헌신을 느낄 수 있었다. 기술의 자립은 국내 중화학 산업의 기틀이기 때문에 이들의 노고와 열정은 또 다른 의미로 애국심이기도 하다. 그리고 어려운 순간을 마주할 때마다 팀원들 서로 간에 대한 신뢰를 통해 문제점들을 슬기롭게 극복할 수 있었다. 뿐만 아니라 국내의 용접재료 생산업체, 용접구조물 제조회사들의 협조와 격려도 많은 힘이 되었다. 해당 사업을 계기로 하나의 성공 뒤에는 수많은 이들의 노력이 뒷받침 된다는 사실을 다시금 깨닫게 되었다.
그리고 곳곳에 있는 조력자들의 든든한 지원 덕분에 개발을 무사히 성공시킬 수 있었다고 생각한다.
38년 전, 고능률 용접재료의 국산화를 위한 기술개발에 적극적으로 협조해 주신 고려용접봉(주), 삼미금속(주), 서한개발(주), 조선선재(주), 한국화공(주), 열연보일러(주) 관계자들에게 깊은 감사를 드리며 이 글을 마친다.
독창적인 아이디어가 연구의 지름길이 된다! •45