레이저 피닝을 이용한 고장력강 용접부의 피로 강도 향상

전문가 제언

○ 용접이음부의 피로강도 향상은 선박, 해양구조물, 교량건축물 등의 수명을 높이고 품질을 확보할 수 있는 중요한 기술 가운데 하나로서 용접현장에서는 피닝법을 이용하여 용접비드 형상을 평활하게 만들면서 압축잔류응력을 도입하여 피로균열 발생을 억제시키는 다양한 종류의 피닝법이 활용되고 있다. 특히 선체구조용 용접모재에 피닝을 실시할 때에는 용접금속뿐만 아니라 용접모재를 타격하므로 타격된 자국의 끝부분에 위치하는 용접 토우부(weld toe)에 큰 압축응력을 도입하는 것이 중요하다.

 

○ 용접이음부를 대상으로 모재측을 타격하여 피로강도를 향상시키는 것을 목표로 하는 경우에는 동일한 타격 자국의 깊이에 대해서 선단부의 형상을 직사각형으로 하는 것이 구형으로 하는 것에 비해 광범위하게 큰 값의 압축잔류응력을 도입할 수 있으므로 선박이나 해양구조물과 같이 용접부가 큰 경우에는 이와 같은 기술을 활용하는 것이 필요하다.

 

○ 금속재료의 표면에 레이저 펄스빔을 조사하여 플라즈마에 의한 열충격파로 금속재료 내부에 열을 전달하고 이 결과 금속재료의 표면이 탄성적으로 구속을 받으면서 재료의 항복강도와 거의 비슷한 크기의 압축잔류응력을 재료의 표면에 제공하는 표면개질 기술인 레이저 피닝처리를 용접구조물에 실시함으로써 인장잔류응력이 발생한 용접부에 압축잔류응력을 주고 용접구조물의 피로수명이 크게 향상되는 효과를 얻게 된다.

 

○ 선체구조물, 건축철골 구조물 등에 보강구조로 많이 사용되는 T형 필릿용접부에는 종방향으로 인장잔류응력이 발생하며, 특히 용접시작 부위보다는 용접이 완료되는 돌림 토우부와 같은 용접부위에서 높은 인장잔류응력이 발생하므로 이 부분에 대한 잔류응력처리가 매우 중요하다. 따라서 현장의 용접기술자들은 URL에 접속하여 고장력강 필릿용접이음부의 돌림 토우 용접부위에 대한 레이저 피닝처리 기술의 이해와 응용에 매우 유용한 자료인 전문을 입수하여 유익한 정보를 활용할 것을 권장한다.

저자

Sakino Yoshihiro, Yoshikawa Kenichi, Sano Yuji and Sumiya Rie

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

34(1)

잡지명

溶接學會論文集

과학기술
표준분류

재료

페이지

20~25

분석자

김*태

분석물

• 레이저 피닝을 이용한 고장력강 용접부의 피로 강도 향상.pdf [412,696 byte]

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