용접 실무 사항, 현장 용접 문제점 및 대책

용접 실무 사항

○ 주로 사용되는 용접 방법

피복 아크 용접: 수동, 현장, 공장 사용, 아크 수동 용접이라고도 부릅니다. 탄산가스 실드 아크용접(CO2): SOLID WIRE 용접봉 사용, 반자동 현장, 공장에서 사용됩니다. 서브머지드 아크 용접: 자동, 공장 Built-Up, 비소 모 노즐 식 슬래그용접, Bo
x Column의 다이어프램 용접 시 사용됩니다.

○ 현장에서 주로 사용되는 용접방법의 특징과 주의점

기둥 + 기둥: 수평 자세, CO2 반자동, 피복 ARC 용접 사용합니다. 기둥 + 보, 보 + 보: 하향 자세, CO2 반자동, 피복 ARC 용접 사용합니다.

용접

현장용접에 있어서 예상되는 문제점 및 대책

○ 공장용접

안정된 작업조건 하에서의 작업수행 가능합니다.

○ 현장용접

현장 특유의 조건, 부지의 주변 환경, 구체 철골의 규모. 형상, 기온이나 습도. 풍우. 강설 등의 기상 조건, 고소작업에 의한 심리적인 조건 등이 영향을 미칩니다.

○ 용접 뒤틀림

용접부의 고온에서 냉각될 때 용접부 수축하며, 건물 정밀도에 영향, 용접부의 수축 예상됩니다. 용접순서 변경 등으로 해결할 수 있습니다.

○ 고소작업

용접공에게 불안감을 주며, 불안감이 없는 비계 및 작업 통로의 확보로 불안감을 해소시키는 것이 중요합니다.

○ 도장

불순물이 말려들어 용접부에 결함 발생. 불완전 용해 용접부 및 주변부의 도장 금지 필수이며, 도장부에 용접할 경우는 도장을 제거하고 용접 후 재도장이 원칙입니다.

○ 저온

용접부의 급랭에 의한 파열 발생. 온도계를 현장에 설치하고 0℃ 이하는 원칙적으로 작업을 중지, 기온과 판 두에 따라 용접부 및 주변부를 예열하고 용접 진행합니다.

○ 바람

방어 가스의 분산으로 접합부에 결함. 간이풍속계를 현장에 설치하고 풍속 10m/s를 넘는 경우는 작업 중지(가스실드아크용접은 2m/s를 넘는 경우는 작업 중지), 가설 방풍 장치의 설치로 바람의 영향을 최소화하는 것이 중요합니다.

○ 강우, 다습

용접부로 수소가 들어가서 하자 발생. 습도계를 현장에 설치하여 습도가 90%도 이상 및 강우의 경우는 작업을 중지, 비 등으로 표면이 눅눅한 경우는 가스버너로 가열건조시킵니다.

○ 전압 저하

수전 용량 부족으로 용접부에 결함 발생. 전압 저하 방지를 위한 용접 전용 회로의 설치 및 캡 타이거 길이 제한 합니다.

○ 불꽃

용접 불꽃의 비산으로 용접 불량 발생. 방재 시트 등으로 보양합니다.

용접 접합

○ 용접 접합 설명

용가재(용접봉, Wire)와 모재를 Arc 열로 녹여 접합하는 방법입니다. 접합부에는 모재와 용가재가 혼합된 새로운 강(용접금속)이 생성됩니다. 용접금속 부근(열영향부)은 고온으로 가열되어 조직이 변합니다. 자유로운 접합이 가능하지만 모재보다 약합니다. 충격값이 낮은 용접부에서는 취성파괴가 일어납니다.

용접 이음의 종류와 용접 이음 형식

○ 용접 이음의 종류

완전용입 용접(Full Penetration Weld): 접합하는 2부제 사이에 개선을 두어 용접하는 방법으로, 모재와 동등 이상의 강도를 얻을 수 있습니다. 모살 용접(Fillet Weld): 용접변형이 완전용인 용접보다 적으나, Root 부에 결함이 생기기 쉽습니다.

○ 예열

용접 후에 생기는 용접부의 Crack(저온 Crack)을 방지하기 위하여, 용접부를 예열하여야 합니다.

○ 용접 Crack이 생기는 경우

모재가 탄소량이 많은 강재인 경우, 두께가 두꺼운 강재를 용접하는 경우, 용접 후, 용접부의 냉각 속도가 급격히 이루어지는 경우, 수소량이 많아 구속력이 큰 경우

용접결함의 방지와 수정

○ 일반적인 용접결함을 방지하기 위한 관리 사항

구조물에 적합한 모재 및 용접법을 선정, 안정된 용접자세 및 개선 형상, 용접 시 종단부의 용접결함 방지를 위한 운봉과 그라인더 마무리, 적정한 여성 폭과 높이, 가부 용접방법, 가부 용접 위 취 및 가부 용접의 제거, 새로운 용가재에 대한 충분한 사전훈련이 필요합니다.

○ Under Cut

- 발생원인 및 대책

용접봉의 운 봉 속도가 부적당 → 일정한 Weaving(운 봉) 실시합니다. 용접전류가 과다하게 높다→운 봉 속도를 낮추고, 낮은 전류를 사용합니다. 부적당한 용접봉을 사용 → 적합한 용접봉으로 교환합니다.

- 보수 방법

한계허용치를 넘어선 것을 부가 용접을 합니다. Arc 수동용접으로 저 수소계의 4 Φ이 하의 용접봉을 사용하여야 합니다. 

○ Bead 표면 부정의 원인과 방지 대책

용접전류가 높거나 낮다 → 적정한 전류로 조정합니다. 운 봉 방법이 불량하다 → 적정한 운 봉을 합니다. Arc 길이가 변동된다 → 일정한 Arc길 이틀 유지합니다. 용접부가 과열되었다 → 용접부의 과열을 피합니다. 용접봉 자체에 결함이 있다 → 건조된 용접봉을 사용합니다. 모재가 오염되었다 → 모재를 청소합니다.

- 보수 방법

그라인더 등으로 수정합니다.

○ Pit와 Blow Hole

용접을 시공한 후, 용착금속이 대기와 접하여 용 전무 표면에 발생한 기포를 Pit라 부르며, 용착금속 내부에서 발생한 기포를 Blow Hole이라 합니다. Pit는 시각검사(VT)나 자분탐상검사(MT), 액체 탐상검사(PT)로 검출이 가능하지만, Blow는 용착금속부터 내부에서 발생하는 결함으로 비파괴검사 중 방사선 투과 시험(RT)이나 초음파탐상검사(UT)로 검출이 가능합니다. Pit나 Blow Hole은 용접부의 강도에 끼치는 영향이 크므로, 그 검사가 없어 신중히 처리하여야 합니다.

- Pit, Blow Hole의 발생원인과 방지 대책

Arc 주위에 수소 많을 경우 → 적정 용접봉을 선정합니다. 용접부가 급랭 → 적정한 Weaving과 예열을 합니다. 모재에 이온 양이 과다 → 저수소계 용접봉을 사용합니다. Joint 부에 기름 부착 → Joint 부를 청소합니다. Arc 길이나 전류가 부적당 → 전류를 조정하고, Arc 길이는 짧게 합니다. 용접봉 또는 Joint 부에 습기 과다 → 건조된 용접봉을 사용합니다. 두꺼운 아연 피막이 있습니다 → 셀룰로스계 용접봉을 사용합니다.

- 보수 방법

Pit 발생 부는 Arc Air Gouging으로 제거 마무리한 후, 보수용접을 합니다. Blow Hole이 초음파탐상시험 결과 불합격되면, Arc Air Gouging으로 Blow Hole을 제거, 그라인더로 마무리한 후, 보수용접을 실시합니다.