침투비파괴검사기사 용접이음과 결함의 종류 — 용접 결함과 대책

용접기 사용률은 아크가 실제로 발생한 시간의 비율을 백분율로 나타낸 것이다. 계산식은 (아크 발생 시간 ÷ 총 작업 시간) × 100이며, 총 작업 시간은 아크 발생 시간과 아크 중지(휴식) 시간을 합한 값이다. 예를 들어 아크 발생 7분, 중지 3분이면 총 시간 10분으로 사용률은 70%가 된다.

용접기의 허용 사용률은 정격 전류를 기준으로 정해진 정격 사용률과 실제 사용 전류의 관계로 보정할 수 있다. 전류에 따른 열발생이 전류의 제곱에 비례한다는 원리에 의해 허용 사용률은 (정격전류 ÷ 실제전류)² × 정격사용률로 계산한다. 이에 따라 실제 전류가 낮아지면 허용 사용률은 제곱비로 증가한다.

서브머지드 아크 용접 등에서는 기공 발생을 줄이기 위한 여러 대책이 있다. 용접 속도를 늦추어 용융 풀이 천천히 냉각되게 하여 기체가 빠져나갈 시간을 확보하는 것, 이음부의 녹이나 스케일을 제거하여 기체 발생원을 없애는 것, 용제의 수분을 제거하기 위해 건조하는 것 등이 기공 예방에 해당한다. 반대로 정극성(DCEN) 연결은 아크를 불안정하게 만들어 기공을 유발하기 쉬우므로 기공 방지 대책으로는 부적절하다.

피닝 처리는 용접 후 표면을 망치 등으로 두드려 잔류응력을 완화하고 용접 변형 및 균열 발생을 억제하는 목적의 공법이다. 피닝은 용접부를 경화시키려는 목적이 아니므로 '경화'를 목적으로 하는 방법과 구분해야 한다. 과도한 피닝은 재료 손상을 초래할 수 있으므로 목적에 맞게 적용해야 한다.

두꺼운 판재의 맞대기 흠 형태는 판재 두께에 따라 달라진다. I형은 얇은 판재용이고 V형은 중간 두께용이며 K형은 양쪽 가공 방식으로 중간 이상에 쓰인다. 가장 두꺼운 판재에는 H형 흠을 적용하여 넓은 단면적을 확보한다. 또한 용접 순서 기법으로 비석법(Skip Method)은 용접 길이를 짧게 나누어 간격을 두고 진행하여 열 입력을 분산시킴으로써 잔류응력과 변형을 줄이는 목적을 가진다.

저수소계 피복아크 용접봉은 수분이 남아 있으면 수소 취성 등 결함을 유발하므로 적절한 건조가 필요하다. 일반적으로 저수소계 용접봉은 300~350℃에서 1~2시간 건조하는 것이 표준 건조 조건으로 제시된다.