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AISI4130 강재의 용접 전 예열처리기술

전문가 제언: ○ 0.8～1.1%Cr, 0.15～0.25%Mo을 강화원소로 함유하고 있는 저합금 고장력계통의 AISI4130강은 Cr과 Mo에 의해 비강도(강도/질량 비율)와 연신률이 높으며, 탄소의 함유량은 0.3% 정도이다. 재료의 강도와 충격치를 높이기 위한 강화기구 중에서 QT 열처리에 의해 결정립 미세화 경화를 받은 AISI4130 모재는 용접 아크열에 의해 용접열영향부의 미세조직이 조대화되고 경화되어 용접균열감수성이 높아지며 강도와 충격성능이 저하되는 현상이 나타나므로 용접열영향부에서의 냉각속도를 적절히 조절하여 미세조직의 경화를 방지하는 것이 필요하다.

○ 용접을 사용하여 4130 Cr-Mo강 구조물을 성공적으로 제작하기 위해서는 용접설계, 용접재료의 선정, 용접공정의 관리, 그리고 용접이음부의 품질확보 등이 올바르게 이루어져야 한다. 용접하려는 4130 Cr-Mo강 모재의 온도가 15℃ 이하인 경우에는 적절한 예열장치를 사용하여 모재의 온도를 150℃ 이상의 적정 온도까지 예열하는 것이 필요하다. 만일 예열을 실시하지 않으면 첫째, 용접이음부가 급속히 냉각하여 취성파괴가 일어날 가능성이 매우 높아지게 되며, 둘째, 모재의 온도가 낮은 상태에서 용접을 하면 수소에 의한 균열이 발생하기 쉽기 때문에 4130 Cr-Mo 튜브와 같은 저합금 고장력강재는 용접 전에 반드시 예열처리를 실시해야 한다. 유도전류 가열에 의한 용접 전 예열처리를 포함하는 최신 용접기술을 충분히 활용한다면 공장용접과 현장용접에서 고품질의 용접구조물을 생산할 수 있다.

○ 최근 용접작업을 포함한 산업현장에서의 안전관리？확보가 국가적인 과제로 대두됨에 따라 용접작업절차서(WPS)에서 요구하는 예열공정에서도 안전성이 우수한 방법을 선정하는 것이 필수적이다. 유도전류 가열은 밸브 전체를 단열처리하고 가열 코일을 사용하기 때문에 감전의 위험성이 높은 전기저항 가열이나 연료가스 폭발의 위험성이 높은 전기저항 가열보다 안전하다. 고합금 소재의 용접구조물과 용접부품을 생산하는 국내 조선, 중화학 설비, 발전설비 등의 산업계, 학계, 그리고 관련 정부출연연구소는 산학연 공동연구를 통해 고부가가치 국산제품의 용접품질을 확보하는 것이 필요하다.

저자: J. Walker, D. Hebble, and R. Holdren,
자료유형: 학술정보