개념 한 쪽
용접 후 열처리는 용접으로 생긴 잔류응정을 제거하고 경화를 완화하여 연성을 회복시키며, 용접 중 흡수된 수소를 배출하여 수소 취성을 방지하는 처리를 말한다. 처리 방법에는 풀림(어닐링), 뜨임(템퍼링), 노내풀림 및 국부 가열 등이 있으며, 대상 재료와 구조물 크기에 따라 적절한 방법을 선택한다.
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출제기준 단원 「후열처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 열처리 목적 판별 | 1 | 후열처리의 목적에 해당하는 항목을 고르는 문제 |
| 열처리 명칭 식별 | 1 | 연화·응력 제거에 해당하는 열처리법 이름을 고르는 문제 |
| 퀜칭 후 처리 방법 | 1 | 퀜칭한 강의 잔류응력 제거와 인성 개선을 위한 열처리법을 가리는 문제 |
용접 과정에서는 국부적으로 가열되고 급랭이 발생하므로 재료 내부에 잔류응력이 발생한다. 후열처리는 이러한 잔류응력을 완화하여 변형이나 균열을 방지하는 것을 주요 목적으로 한다.
후열처리는 급격한 냉각으로 인한 경화를 완화하여 연성을 회복시키는 목적을 가진다. 경화된 상태를 더욱 촉진하는 것은 후열처리의 목적이 아니고, 오히려 경화를 완화하는 것이 목적이라는 점을 구별한다.
또한 용접 중 흡수된 수소를 방출하여 수소 취성으로 인한 균열을 방지하는 효과를 나타낸다. 따라서 수소를 흡수시키는 것이 아니라 배출시키는 것이 후열처리의 의도라는 점을 기억한다.
적용 방법으로는 전체를 가열하는 노내풀림과 용접부 주변만 가열하는 국부 풀림이 있으며, 대형 구조물처럼 노에 넣을 수 없는 경우에는 국부 가열로 응력을 제거한다. 풀림은 가열 후 서서히 냉각하여 연화와 응력 제거를 도모하는 방법이고, 뜨임은 퀜칭으로 생긴 잔류응력을 제거하고 인성을 개선하기 위해 A1점 이하 온도로 가열하는 방법이다.
후열처리의 목적과 공정 선택은 재료 특성(예: 고장력강)과 용접 조건에 따라 달라진다. 고장력강은 균열 발생 위험이 높으므로 예열과 후열처리를 통해 냉각 속도를 늦추고 수소 제거 및 응력 완화를 병행하는 것이 권장된다.
문제에서는 후열처리의 목적을 묻는 문항이 자주 출제되며, 정답은 잔류응력 제거·연성 회복·수소 배출 중 일부를 포함하는 선택지이다. '경화촉진'이나 '냉각 속도 증가'와 같은 설명은 후열처리의 목적과 반대이므로 오답으로 판단한다.
열처리 명칭을 묻는 문제에서는 '서서히 식힌다', '연화' 등의 표현이 보이면 어닐링(풀림)이 맞고, 'A1점 이하 가열'과 '인성 개선'이 나오면 뜨임을 선택해야 한다. 대형 구조물의 응력 제거법을 묻는 문제에서는 노내풀림 불가 시 국부 가열을 선택하는지 확인한다.
고장력강 관련 문제에서는 예열과 후열처리를 통해 수소 균열과 열영향부 경도 상승을 제어하는 것이 핵심임을 기억한다.
용접부를 어떤 온도 이상으로 가열하면 재질이 연화되어 연성이 증가하고 내부 응력을 제거하며 정상적인 재료의 성질로 회복되는 열처리법은?
정답 ④ · 문제는 어떤 온도 이상으로 가열하여 재질이 연화되고 내부 응력이 제거되는 열처리법을 묻고 있다. 이 공정은 가열 후 서서히 냉각시켜 조직을 안정화하고 연성을 회복시키는 어닐링(풀림)에 해당한다.
가열 후 서서히 냉각하여 내부 응력을 제거하고 연성을 높이며 조직을 안정화시키는 열처리법은 어닐링(풀림)이다.
용접 후 열처리의 목적이 아닌 것은?
정답 ① · 문항은 용접 후 열처리의 목적이 아닌 것을 찾는 문제로 후열처리는 잔류응력 제거, 연성 회복 및 수소 제거 등을 목적으로 한다. 경화촉진은 오히려 재료를 더 단단하게 만드는 처치로서 용접 후의 목적과는 반대이며, 후열처리는 보통 경도를 완화하는 방향으로 이루어진다.
용접 후 열처리는 잔류응력 제거와 연성 회복을 목적으로 하며, 경화는 열처리 목적이 아닌 용접의 부작용이다.
퀜칭한 강의 잔류 응력을 제거하고 인성의 개선과 함께 경도를 다소 낮추기 위하여 A1점 이하의 온도로 가열하여 냉각하는 열처리는?
정답 ③ · 문항은 퀜칭한 강의 잔류응력을 제거하고 인성을 개선하며 경도를 다소 낮추기 위해 A1점 이하에서 가열·냉각하는 열처리법을 묻고 있다. A1점 이하로 가열하여 경도를 낮추고 인성을 회복시키는 공정은 뜨임(tempering)이며, 이는 퀜칭 후 필수적인 후처리이다.
잔류 응력 제거와 인성 개선을 위해 A1점 이하로 가열하는 열처리는 뜨임(tempering)이다.
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