이종금속재료 용접부의 잔류응력

전문가 제언

   ○ 용접 토우부를 포함한 이음부에서 항복점에 가까운 크기로 발생하는 인장잔류응력은 용접부의 기계적 성질에 해로운 영향을 주어 피로수명을 단축시키며, 고장력강의 경우에는 확산성수소에 의한 저온균열의 발생을 촉진시키는 작용을 한다. 또한 인장잔류응력은 용접부의 응력부식균열, 취성파괴, 변형 등을 유발시키는 등 용접부의 품질을 저하시킨다. 따라서 용접모재와 용접금속을 포함한 용접부에서의 잔류응력을 저감하는 것이 중요하다.

 

   ○ 내식성이 요구되는 조선 및 해양구조물, 정유산업이나 에너지산업 등에서 설비 전체를 스테인리스강 단독으로 제작하는 것보다는 설비의 내식성을 확보하기 위해 탄소강 구조물에 스테인리스강을 적용하는 이종금속재료 용접구조물로 제작하는 것이 설비의 경제성과 사용성능을 높이는 경우가 많다. 이와 같이 부가가치가 높은 이종금속재료 용접공정을 성공적으로 수행하기 위해서는 적절한 용접재료의 선정과 용접절차서의 도출이 필수적이다.

 

   ○ 용접시공에서 고온으로 가열된 철강재 용접금속이 급속냉각과정을 거치면서 오스테나이트가 마르텐사이트로 변태를 일으키면 격자의 부피가 5% 정도 팽창하면서 변태응력에 의한 잔류응력이 발생한다. 이종금속재료 용접부의 인장잔류응력을 감소시켜 주기 위해서는 오스테나이트에서 마르텐사이트로 상변태가 시작되는 변태개시 온도(Ms)를 가능한 낮추고 용접부의 냉각이 완료되는 온도보다 약간 높은 온도에서 상변태가 종료되도록 하는 것이 필요하다.

 

   ○ 스테인리스강과 탄소강의 이종금속재료 용접부의 내식성을 확보하는 방법의 하나로서 스테인리스강 모재와 용접금속에 대한 용접입열량을 일정 수준 이하로 제한하는 것이 효과적이다. 즉 용접입열량을 제한하면 용착된 용접금속과 연강과의 희석률이 낮아지면서 용접금속 중의 합금성분이 감소하지 않고 일정한 수준을 유지하게 되어 용접부의 내식성을 원하는 수준으로 확보할 수 있다.

저자

H. Eisazadeh, J. Bunn, H.E. Coules, A. Achuthan, J. Goldak, and D.K. Aidun

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

95()

잡지명

Welding Journal

과학기술
표준분류

재료

페이지

111~119

분석자

김*태

분석물

• 이종금속 재료 용접부의 잔류응력.pdf [405,747 byte]

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