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건축구조용 스테인리스강 용접재료의 동향(Trend of Welding Materials of Stainless Steel for Construction Structure)

전문가 제언: □ 스테인리스강은 내식성과 내구성 및 의장성이 우수하여 건축/토목 분야에서 사용량이 증가되고 있다. 새로이 개발된 건축구조용 스테인리스강재는 일반 스테인리스강재에 비해 항복강도와 인장강도가 향상되어 있는데 만일 건축 구조물을 용접으로 제작하는 과정에서 동종재료 이음부(스테인리스강＋스테인리스강)와 이종재료 이음부(스테인리스강＋탄소강)의 용접제작에 기존의 일반 스테인리스강재용 용접재료를 사용하는 경우에는 용접이음부의 강도조합이 언더매칭(undermatcing) 상태로 되어 용접부의 성능이 떨어진다. 따라서 건축구조물의 용도와 사용 환경을 면밀히 검토하여 용접재료와 용접조건을 선정할 필요가 있다.

□ 건축구조용 스테인리스강재를 포함하여 용접구조용 강재의 용접성과 강도를 개선하는 방향으로 개발하면 용접모재의 균열저항성과 기계적 성질이 많이 향상되고 용접조건도 많이 개선된다. 그러나 새로 개발된 모재들을 용접할 때 종전의 용접재료(conventional welding material)를 사용하면 이것들은 종전의 강재(conventional steel)에 맞게 용접조건이 설정되어 있어서 실제 용접구조물을 제작할 때 많은 어려움을 겪게 된다. 예를 들면 건축구조물에 사용되는 SWS490 TMCP 강재는 종전의 강재에 비해 탄소당량이 많이 저하되어 용접열영향부의 저온균열에 대한 저항성이 크게 향상되고 이에 따라 WPS 상에 SAW와 FCAW 용접시 예열 및 층간온도는 최소 10℃를 유지하고 용접후열처리는 적용하지 않는 것으로 설정되는 경우가 있다. 그러나 기온이 낮거나 비/바람이 심한 환경에서 SWS490 TMCP 강재에 맞추어 용접조건을 설정한 WPS에 따라 SWS490 TMCP 구조물을 종전의 용접재료를 사용하여 현장 조립하는 경우 용접부의 급냉 등으로 인해 용접금속에 저온균열이 발생할 위험성이 매우 높으므로 따라서 이런 일이 발생하지 않도록 용접기술자들은 세심한 주의를 기울일 필요하다.

□ 새로이 개발된 용접구조용 강재가 신뢰성이 높은 용접품질과 용접생산성을 확보하기 위해서는 그에 상응하는 새로운 용접재료의 개발이 필수적이다. 앞으로 많은 수요가 예상되는 건축구조용 스테인리스강재의 국산화 개발을 할 때에는 건축철골 용접부가 탄성 상태 이후 부재의 안정한 소성화를 확보할 수 있도록 모재강도보다도 상당히 높은 기계적 성질을 갖는 용접재료를 동시에 개발할 수 있도록 국내 철강업계와 용접재료 제조업계간에 긴밀한 협력이 필요하며, 본고에서 제공하는 기술 정보는 향후 부가가치가 높은 건축구조용 스테인리스강재와 용접재료의 내실있는 연구개발에 좋은 참고 자료로 활용될 것으로 생각된다.

저자: Tetsuya Sango
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