용접 응력과 기타 취성 요인의 복합적인 영향으로 용접된 강관 접합부의 국부 영역에서 금속 원자 결합력이 파괴되고 새로운 계면으로 형성된 틈을 용접 균열이라고 합니다. 용접 균열은 날카로운 노치와 큰 종횡비 등의 특징을 나타냅니다.
(1) 열균열 결함의 특징: 강관 용접 공정 중 용접부와 열영향부가 고상부 근처의 고온 영역으로 냉각되면서 발생하는 균열을 열균열이라고 한다.
원인: 이는 용융 풀의 냉각 및 결정화 과정에서 저융점 공융체에 의해 형성된 액상층과 인장 응력 작용 하에서의 응고가 복합적으로 작용한 결과입니다. 어느 한 요소의 영향이 증폭되면 열 균열 발생이 촉진될 수 있습니다.
예방 조치: 강관 용접부의 유해 불순물, 즉 탄소, 황, 인 함량을 관리하고 용융 풀 내 저융점 공융체의 형성을 줄여야 합니다. 용접된 강관 금속의 황과 인 함량은 일반적으로 0.03% 미만이어야 합니다. 용접 와이어의 탄소 질량 분율은 0.12%를 초과해서는 안 됩니다. 중요 부품 용접에는 염기성 용접봉 또는 플럭스를 사용해야 합니다. 용접 매개변수를 제어하고 강관의 용접 형상 계수를 적절히 높여 깊고 좁은 용접부를 피해야 합니다. 다층 및 다중 패스 용접을 사용하고, 용접 전 예열 및 용접 후 서서히 냉각하며, 용접 접합 형상을 올바르게 선택하고, 용접 순서를 합리적으로 배치하고, 대칭 용접을 시도해야 합니다. 아크 폐쇄판을 사용하여 아크 피트가 용접부 외부로 향하도록 하면 아크 피트 균열이 발생하더라도 용접부 자체에 영향을 미치지 않습니다.
(2) 냉간 균열 결함의 특징: 용접된 강관의 접합부가 낮은 온도(강의 경우 200~300)로 냉각될 때 발생하는 용접 균열을 냉간 균열이라고 합니다.
원인: 냉간 균열 결함은 주로 중탄소강, 저합금강 및 중합금 고강도강에서 발생합니다. 그 이유는 용접 재료 자체의 경화 경향이 크고, 용접 용융 풀에 다량의 수소가 용해되어 있으며, 용접 과정에서 용접 접합부에 큰 구속 응력이 발생하기 때문입니다.
예방 조치: 용접 전, 수소 발생원을 줄이기 위해 용접봉과 플럭스를 규정에 따라 철저히 건조시키십시오. 홈과 양쪽 면의 먼지, 습기, 녹을 깨끗이 제거하고 주변 온도를 제어하십시오. 고품질의 저수소 용접 재료와 해당 용접 공정을 선택하십시오. 경화성이 강한 저합금 고강도강을 용접할 때는 오스테나이트계 스테인리스강 용접봉을 사용하십시오. 용접 매개변수, 예열, 서서히 냉각, 후열 및 용접 후 열처리를 올바르게 선택하십시오. 용접 내부 응력을 줄이기 위해 적절한 용접 순서를 선택하십시오. 열영향부의 냉각 속도를 늦추고 경화 구조 형성을 방지하기 위해 용접 전류를 적절히 증가시키고 용접 속도를 낮추십시오.
(3) 재가열 균열 결함 특성: 용접 후 특정 온도 범위 내에서 용접부를 재가열하여 발생하는 균열(예: 응력 완화 열처리 또는 다층 용접)을 재가열 균열이라고 합니다.
원인: 재가열 균열은 일반적으로 용융점 부근인 1200~1350℃에서 발생합니다. 저합금 고강도강에서 재가열 균열이 발생하는 가열 온도는 대략 580~650℃입니다. 크롬, 몰리브덴, 트롬빈 등의 합금 원소가 많이 함유된 강일수록 재가열 균열 발생 경향이 높아집니다.
예방 조치: 강관 및 용접 금속의 화학적 조성을 제어하고, 재열 균열에 큰 영향을 미치는 원소(크롬, 바나듐, 붕소 등)의 함량을 적절히 조절합니다. 접합부 강성과 응력 집중을 줄이고, 용접부와 모재와의 계면을 매끄럽게 연마합니다. 용접 시 높은 열 입력을 사용하고, 예열 및 후열 온도를 높입니다. 용접 중 용접 응력을 줄이기 위한 공정 조치를 취합니다. 예를 들어, 소구경 전극을 사용하고, 작은 용접 매개변수로 용접하며, 용접 중 전극을 흔들지 않습니다. 응력 완화 템퍼링 시, 재열 균열이 발생하는 민감 온도 영역을 피해야 합니다. 민감 온도는 강재 종류에 따라 다릅니다.
게시 시간: 2025년 4월 9일