강교의 용접 결함 - 불완전 용입, 용해 부족, 슬래그 함유, 공극, 균열, undercut, overlap

본문내용

나, 이는 보통 저급의 용접기술의 징후이다.
이런 형식의 결함은 습기나, 표면 처리후 남아 있는 산화물 등에 의해 발생되는데 용접봉이 과도하게 습기가 차 있는 경우 발생하기 쉽다. 또한 너무 낮은 용접 전류를 사용하는 경우 또는 용접금속을 너무 빨리 식게 하는 요인들로 인해 공극이 형성되기도 한다.
1.4.2 강도에 미치는 영향
용접연결부의 유효 재하 단면이 감소되거나, 공극의 존재로 인해 응력집중이 유발되는 경우 연결부의 강도가 저하되며 특히 피로강도를 현저히 떨어뜨릴 수 있게 된다.
1.4.3 수정
과도한 공극을 포함한 용접부를 제거하고 재용접할 수밖에 없으며, 결함부위를 제거한 오목한 부분이 용접봉의 작업이 용이하여 충분한 용입이 될 수 있도록 처리되어야 한다.
또한 재용접 전에 표면을 깨끗하고 매끈하게 정리해야 한다.
<그림 1.4> Porosity
<그림 1.5> 균열결함
1.5 균열
1.5.1 원인
균열은 용접중 발생할 수 있는 가장 심각한 결함이며, 어느 경우에도 허용되지 않는다. 이는 과도하게 높은 전류를 사용하여 용접하거나, 충분한 예열 없이 두꺼운 재료에 용접을 하는 경우 발생된다.
이러한 결함은 미리 존재하는 것이 아니고 용접과정중에 발생하게 되며, 주로 구속상태에 있는 두꺼운 모재 사이에 용접금속의 수축으로 인해 발생하게 된다. 따라서, 용접금속내 뿐만 아니라 모재에도 균열이 발생하게 되는데, 이에 대한 예들이 <그림 1.5>에 설명되어 있다. 용접 금속에 균열이 일어나는 경우는 모재의 화학성분 및 용접봉 재료에 따라 악화되기도 하는데, 대부분의 경우 용접금속의 수축으로 인해 발생되는 국부적인 응력으로 인해 균열이 발생되며 올바른 용접방법이 <그림 1.6> 및 <그림 1.7>에 설명되어 있다.
1.5.2 강도에 미치는 영향
어떠한 하중상태에서도 용접 연결부의 강도를 심각하게 저하시킬 수 있으므로 절대 허용되어서는 안된다. 보통 주부재에 부착된 부부재의 이러한 부분으로부터 균열이 발생되기 시작하여 주부재로 전파되어 간다.
1.5.3 수정
용접금속 뿐만 아니라 균열이 있는 모재까지 균열이 있는 결함부는 완전히 제거하여 재용접하도록 해야 하며, 균열 깊이 등을 감안하여 충분한 깊이 만큼 제거한 후 표면을 깨끗하고 매끄럽게 처리한 후 주어진 순서에 따라 재용접을 해야 한다.
<그림 1.6> 용접 금속 균열
<그림 1.7> 올바른 용접 방법
1.6 Undercut 과 Overlap
1.6.1 원인
Undercutting은 용접을 따라 모재가 움푹 패여 들어가 국부적으로 단면이 감소된 상태를 말하며, 과도한 용접전류를 사용하는 경우 주로 발생하며 적절치 못한 용접봉을 사용하거나, 너무 빠르게 용접하는 등 옳지 못한 용접으로부터 발생되기도 한다. Overlap은 모재위에 용접금속이 과도하게 넘침으로서 용접단이 불완전하게 처리된 상태를 말하며 <그림 1.8>에 설명되어 있다. 이 결함은 주로 용접봉을 잘못 조작함으로써 주로 발생하게 된다.
1.6.2 강도에 미치는 영향
두 경우 모두 반복하중을 받는 부재에 대해 피로 강도를 현저히 저하시킬 수 있으므로 반복하중을 심하게 받는 용접연결부에서 이같은 결함은 기본적으로 허용하지 말아야 하나, 크기가 작은 경우 허용될 수도 있다.
1.6.3 수정
언더커팅의 경우 약간 파인곳은 용접을 추가로 시행함으로서 수정할 수 있으나, 언더커팅이 심한 경우에는 그 부분을 잘 깎아 내어 재용접을 하도록 하여야 한다. 오버랩된 부분의 경우 그라인딩을하여 표면을 매끄럽게 해주면 되나, 너무 과도하게 그라인딩 작업을 하여 단면에 손상이 오는 것은 피해야 한다.
<그림 1.8> Undercut 과 Overlap

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