이종용접

스테인리스강(stainless steel)은 탄소강에 비하여 매우 우수한 내식성과 내열성을 가 지며, 기계적 성질과 가공성이 우수한 합금강이다. 스테인리스강은 화학공업, 토목·건 축 및 가정 주방용품에 최근에 널리 사용되게 되었다. 스테인리스강의 용접은 최근에 는 매우 중요한 기술로 여겨지고 있다. 스테인리스강(stainless steel)의 대략적인 구별 은 표 2.1과 같이 분류된다. 또한, 스테인리스강의 성질에는 물리적 성질, 기계적 성질, 취성화로 나뉜다.

표 2.1 스테인리스강의 분류

가. 물리적 성질

스테인리스강은 구조용 탄소강과 상당히 다른 물리적 성질을 가지고 있다. 이는 용 접성에 직간접적으로 크게 영향을 미친다. 즉 스테인리스강의 영률, 밀도 및 비열은 연 강과 거의 같은 정도이며, 융점은 낮고 열전도율은 특히 작으며 연강의 약1/3정도이다.

그러므로 용접후의 냉각속도는 연강의 경우보다도 훨씬 완만하게 된다.

나. 기계적 성질

스테인리스강의 기계적 성질은 연화한 상태에서 인장강도가 약 50~70 ^ 정도 이므로 연강(14~52^{})에 비하여 상당히 강하고, 연신율이 양호하다. 액체공기의 저온에서도 노치인성을 잃지 않는 우수한 성질을 가지고 있어 액체공기의 저온에도에 서도 사용하는 용기의 제작에 사용하게 된다. 또한, 탄소강에 비하여 고온의 기계적 성 질 및 내산화성이 우수하고, 내열강으로서도 많이 사용되고 있다.

다. 취성화

스테인리스강의 기계적 성질은 연화한 상태에서 인장강도가 약 50~70^{} 정도 이므로 연강(14~52^{})에 비하여 상당히 강하고, 연신율이 양호하다. 액체공기의 저온에서도 노치인성을 잃지 않는 우수한 성질을 가지고 있어 액체공기의 저온에도에 서도 사용하는 용기의 제작에 사용하게 된다. 또한, 탄소강에 비하여 고온의 기계적 성 질 및 내산화성이 우수하고, 내열강으로서도 많이 사용되고 있다.

2.2.2 스테인리스강의 용접

스테인리스강(stainless steel)은 고가이기 때문에 고급인 오스테나이트계 Cr-Ni강의 사용은 적으며, 보다 싼 Cr강, 페라이트계 합금강 또는 탄소강으로 대용하는 경우가 많다. 그러므로 양자간의 이종재료 이음이 필요하게 된다. 이종금속의 용접이음에서는 용착금속의 모재 때문에 그 화학성분이 희석되어, 기계적 성질과 내식 성이 모재와 달라지며, 모재의 화학성분과 용입량에 따라 적당한 용접봉을 선정하여야 한다.

가. 탄소의 이동

이종금속의 용접경계의 양쪽의 화학성분이 다른 경우에는 적절한 고온과 알맞은 시 간으로 가열하면 경계면을 가로 잘라서 탄소이동이 일어나게 된다. 이 때문에 탈탄한 부분에서 강도부곡으로 파단이 일어 날 가능성 있다.

나. 열응력 파괴

스테인리스강의 이종용접에는 팽창계수가 다르므로, 이 부분이 가열되면 큰 열응력 이 발생하게 된다. 특히 급격한 온도변화의 경우에는 열 충격(thermal shock)에 의하 여 균열과 보통의 온도변화화가 여러 번 반복하게 되면 열 피로에 의하여 용접금속의 지단 또는 본드에 따라 균열이 발생하게 된다. 열 충격과 열 피로에 의한 균열을 열응 력 파괴라고 한다. 특히, 화력발전, 가스터빈 등의 온도변화가 일어나기 쉬운 용접 구 조물에서 매우 중요하다.