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건설기계용 고성능강판의 기술동향

전문가 제언: ○ 토목, 건축공사에 사용되는 건설기계에는 유압 삽(shovel), 크레인, 덤프트럭 등 종류도 여러 가지가 있으며 크기도 다양하다. 도시공사에 많이 사용되는 중형 유압 삽은 차체중량이 20톤 정도이나 광산용 유압 삽의 차체중량은 300~800톤에 달하며 여기에는 두꺼운 강판이 사용된다. 또 건설기계의 특징은 흙이나 암석을 다루기 때문에 작업기에는 강도뿐만 아니라 내충격성과 내마모성이 우수한 강판이 사용된다.

○ 건설기계의 외판이나 구조부에는 대개 인장강도 400N/㎟급의 용접구조용 강재가 사용되나 대형화와 경량화에 대응하기 위해서 부품의 고강도화가 필요하므로 유압 삽의 경우에는 인장강도 780N/㎟급 이상의 고장력 강판이 이용된다. 건설기계에 사용되는 철강재료는 규격화되어있지 않기 때문에 재료의 선정은 용도나 목적을 고려하여 철강제조사와 건설기계 제조사의 협의에 의해 결정되는 경우도 많다.

○ 건설기계의 용접구조물은 피로강도에 기초하여 설계되는데 가장 중요한 것이 용접이음매의 강도이다. 이 부분의 피로강도를 개선하기 위해 그라인더로 마무리하거나 보강 판을 대는 대책을 취하고 있으며, 최근에는 용접비드의 이음매 부위(weld toe)를 피닝(peening) 처리하는 방법, 용접 시에 변태온도가 낮은 용재를 사용하여 용접부에 압축잔류응력을 부여하는 방법이 검토되고 있다. 또 피로강도가 높은 강판의 개발과 적용도 추진되고 있다. 용접이음매의 피로강도를 개선하는 방법은 앞으로도 건설기계용 용접구조용강의 중요한 과제가 될 것이다.

○ 고강도와 고인성을 겸비한 고성능 철강재료의 양산에는 미량합금(microalloying)기술과 TMCP압연기술이 기여하고 있으며, 이들 기술에 대해서는 국내의 POSCO와 현대제철도 선진국 수준에 도달해 있어 건설기계용 강재의 생산에 충분히 활용하고 있다. 그러나 본고에서 소개한 피로특성의 향상기술을 위시하여 용접열영향부(HAZ)의 인성향상 기술에 대한 연구개발이 필요하다. 또 로봇에 의한 자동화가 곤란하여 예열을 생략할 수 있는 강판과 이를 위한 용접재료의 개발이 요구된다.

저자: Takeshi Tsuzuki
자료유형: 학술정보