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 용 접할 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 특 성을 나타내도록 해야 한다. 용접봉 중에는 용접부의 강도 수준이나 인 성 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 냉 각 시에 Delayed Hydrogen Cracking에 대한 감수성이 크다는 것이다.
Delayed Hydrogen Cracking은 “Hardenable” 강이나 용접 후 빠른 냉 각 시 HAZ에 경하고 취약한 미세 구조(Martensite)를 형성시키는데 충분 한 Carbon 양과 합금 성분의 양을 함유하고 있는 강에서 발생할 수 있 다. 이러한 균열은 냉각 속도를 줄이기 위한 Preheating을 실시하고 용 접부에 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 속도 를 유지하기 위해서 더 높은 예열이 요구된다. 그리고 두께의 증가에 따 라 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 예열 온도를 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 정도 의 수축 응력을 함유하고 있다. 이러한 응력의 결과로 변형 및 균열 그 리고 높은 잔류 응력을 발생시킨다. 대부분의 경우 약간의 변형이 수반 되고 나머지는 잔류 응력으로 남게 된다. 용접부의 두께가 두꺼울수록 변형은 증가하고 잔류 응력도 증가하게 된다. 균열은 Root Pass의 용접 부가 너무 얇거나 모재 및 용접부의 연성이 너무 낮을 경우 어떤 임계 치 이상의 구속력과 함께 작용하여 발생한다. 이 세 가지 효과는 용접 시에 최대한 구속력을 억제하거나 용접부의 폭은 줄임으로써 최소화할 수 있다.
