개념 한 쪽
예열은 용접 전에 모재를 미리 가열하여 용접부의 냉각 속도를 늦추는 처리를 말한다고 정리한다. 냉각 속도를 늦추면 잔류응력과 수축 변형을 경감하고 수소 배출을 촉진하여 저온균열과 경화 억제에 도움이 된다고 설명한다. 재료별 특성에 따라 예열 시행 여부와 온도를 달리해야 한다고 강조한다.
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출제기준 단원 「예열」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 연강 저온 용접 예열 값 판단 | 1 | 0℃ 이하 연강 용접에 알맞은 예열 범위와 온도를 가리기 |
| 예열의 목적 구분 | 1 | 예열이 냉각 속도에 미치는 영향과 그로 인한 효과를 판별하기 |
| 재료별 예열 적용 여부 판단 | 1 | 오스테나이트계 스테인리스강·고장력강 등 재료별 예열 필요성 구분하기 |
예열의 주된 목적은 용접부와 주변부가 너무 빠르게 식는 것을 막아 냉각 속도를 늦추는 것이다. 냉각이 느려지면 잔류응력이 줄고 수축 변형이 감소하며, 용접금속 및 열영향부에서 수소가 확산·배출될 시간이 확보되어 수소 균열 발생 위험을 낮춘다.
예열을 통해 열영향부(HAZ)의 경화 억제가 가능하다. 급냉에 의해 마르텐사이트 등 취성 조직이 형성되는 것을 방지하여 연성을 개선하고 열영향부의 경도를 낮추는 효과가 발생한다. 따라서 경도 증가를 예열의 목적으로 설명하는 것은 잘못된 이해이다.
예열 조건은 재료와 작업 환경에 따라 달라지며 대표적인 기준으로 연강을 영하 온도에서 용접할 때는 용접 이음부 양측 약 100mm 범위를 40~75℃로 예열하는 것이 일반적이라고 정리한다. 반면 오스테나이트계 스테인리스강은 열팽창 계수가 크고 열변형에 민감하므로 예열을 실시하지 않고 열입력을 억제하는 방식으로 작업하는 것이 바람직하다고 정리한다.
고장력강과 같이 열영향에 민감한 재료는 예열과 함께 후열을 병행하여 냉각 속도를 전체적으로 제어함으로써 HAZ의 경도 저하와 수소 배출을 돕고 균열을 예방한다는 점을 기억한다. 예열은 재료 특성별로 '예열 필요' 또는 '예열 금지'의 원칙을 구분하여 적용하는 공정이다.
연강을 0℃ 이하에서 용접해야 하는 현장에서는 용접부 양측 약 100mm 범위를 40~75℃로 예열하여 냉각 속도를 늦추고 수소 균열을 방지한다고 설명한다. 과도한 고온 예열(예: 500℃ 이상)은 연강의 저온 용접 상황에서는 불필요하므로 배제해야 한다고 정리한다.
오스테나이트계 스테인리스강의 경우에는 예열을 하지 않고 열입력을 낮게 유지하며 빠르게 용접하는 것이 균열과 변형을 줄이는 방법이라고 정리한다. 고장력강은 예열과 후열을 실시하여 HAZ 경도 저하와 응력 완화를 도모해야 한다고 정리한다.
연강을 0℃ 이하에서 용접할 경우 예열하는 요령으로 올바른 것은?
정답 ① · 문항은 연강을 0℃ 이하에서 용접할 때 적절한 예열 요령을 묻고 있다. 연강의 경우 과도한 예열은 불필요하고 보통 용접 이음부 양쪽 약 100mm 폭을 40~75℃ 정도로 예열하여 냉각 속도를 늦추고 수소 균열을 방지하는 것이 일반적이다.
연강 0℃ 이하 용접 시에는 용접부 양측 100mm 범위를 40~75℃로 예열하여 냉각 속도를 늦춘다.
용접작업에서 예열의 목적이 아닌 것은?
정답 ① · 문제는 용접 현장에서 예열의 목적이 아닌 항목을 찾는 것이다. 예열의 주된 목적은 용접부의 냉각 속도를 늦추어 열응력과 잔류응력·변형 및 경화를 줄이고 용접부의 기계적 성질을 개선하는 것이다.
예열은 용접부의 냉각 속도를 늦춰 열응력과 경화를 방지하는 것이 목적이며, 냉각을 빠르게 하는 것은 예열의 반대 효과이다.
용접 전에 적당한 온도로 예열하는 목적으로 틀린 것은?
정답 ② · 문제는 용접 전 예열의 목적 중 틀린 항목을 고르는 것이다. 예열의 목적은 냉각 속도를 늦춰 급격한 열응력과 수축 변형을 줄이고 잔류응력을 경감하며 연성과 균열 저항을 향상시키는 데 있다.
예열은 냉각 속도를 늦추어 수축 응력과 균열을 방지하므로, 냉각 속도를 빠르게 하는 것은 예열의 목적과 정반대입니다.
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