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스테인리스강의 가스텅스텐아크 용접부에 미치는 퍼징가스의 영향

전문가 제언: ○ 고품질 스테인리스강과 같은 고급강을 용접하는 경우, 그루브의 아래 부분에 해당하는 루트부에 대한 가스퍼징은 용접품질에 많은 영향을 준다. 가스퍼징에 필요한 불활성가스로서 보통 아르곤가스와 헬륨가스를 많이 사용하는데, 이러한 가스는 가격이 높기 때문에 생산제조비를 절감하는 차원에서 품질을 해치지 않는 범위 내에서 값싸게 구할 수 있는 질소가스 혹은 혼합가스에 의한 퍼징기술의 확립이 현재 국내 중소기업체에서 대단히 중요한 과제로 부상되고 있다.

○ 고온균열에 대한 징후를 파악하기 위해서는 1차 상(leading phase)으로 페라이트 상이 응고되는지 확인해야 하는데, 여기에 2가지 방법이 있다. 첫 번째 방법으로 용접금속과 모재가 충분히 안정된 범위에 있는지 확인하기 위하여 WRC-92 diagram으로 체크해야 한다. 두 번째 방법으로 루트부 비드의 페라이트함량을 실제로 측정할 필요가 있다. 만약 측정이 가능하면 이것은 용접금속이 1차 상으로 페라이트 상으로 응고하는지 혹은 오스테나이트 상으로 응고하는지 추정할 수 있기 때문이다.

○ 스테인리스강(STS304H)의 용접에서는 ① 화학성분과 열이력은 스테인리스강 용접금속 내에서 페라이트량에 영향을 준다. ② 페라이트량은 인성, 내부식성, 장기간의 고온 안정성, 특히 고온균열저항성에 영향을 미치므로 규정된 제한범위 내에서 페라이트수준을 조절하는 것이 중요하다. ③ 통상 3FN이라는 최소의 페라이트함량으로서 고온균열을 방지하기 위하여, 1차 상으로서 페라이트의 응고를 확보하는데 바람직하다.

○ 국내 기업체에서 실제 현장에서 용접루트부에서의 퍼징기술을 확립해 나가기 위해서는 용접하기 전에 예비처리가 필요하다. 용접루트부에서 용접열에 의해 오염물질이 방출되거나 이물질로부터 혼입된 수분이 부착되어 표면이 좋지 않는 경우가 있는데, 이에 대한 효율적인 해결방법으로 ① 금속재료의 표면온도를 이슬점보다 충분히 높게 하거나, ② 적절한 예열을 실시하거나, ③ 가스퍼징을 통해 용접부에 요구되는 수준의 청결을 확보한 후에 오염물질이 다 씻어 내려갈 때까지 퍼지가스를 계속 흐르게 하거나, ④ 퍼지공간으로부터 잔존 수분이 확산되어 나갈 때까지 기다리거나 혹은 완전히 제거해야 한다.

저자: E. Taban
자료유형: 니즈학술정보