개념 한 쪽
용접 시에는 열에 의한 팽창과 냉각에 따른 수축 때문에 변형과 잔류응력이 발생한다는 점을 전제로 대책을 세워야 한다. 본 용접과 그 이후의 후처리는 열입력 관리, 용접 순서, 예열 및 국부 냉각 등으로 변형을 줄이고, 필요 시 가열·해머링·수축법 등으로 교정하는 작업을 포함한다.
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출제기준 단원 「본 용접 및 후처리」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 역변형법 정의 판별 | 1 | 용접 전에 반대 방향으로 변형을 주는지 판별 |
| 열입력과 각변형 관계 | 1 | 패스 수·용접봉 지름 등이 열입력에 미치는 영향 |
| 용접 진행법 명칭 구분 | 1 | 연속 진행 방식(전진법) 여부 판단 |
용접 중 발생하는 변형은 국부적인 가열로 인한 팽창 후 냉각 시 수축이 주변재에 의해 구속될 때 발생하는 내부 응력과 연관된다. 열입력이 크면 각변형과 잔류응력이 커지므로 열입력 저감이 기본적인 방지 원칙이다. 열입력을 낮추려면 용접각을 조정하거나 용접 속도를 올리는 등으로 접근한다.
변형 방지 기법은 성격에 따라 구속을 통한 억제, 열 입력 분산, 열 제거 및 역변형법 등으로 나뉜다. 지그로 고정하는 억제법은 변형 자체를 막는 방법이고, 비드 배열이나 비석법은 열을 분산하여 국부 과열을 피하는 방법이다. 구리 덮개판이나 수냉, 젖은 석면 등을 이용한 냉각법은 열을 빠르게 빼앗아 변형 발생을 억제한다.
예열은 용접 전에 모재를 데워 냉각 속도를 늦추어 급격한 조직변태와 냉간 균열을 억제하고 수소 확산을 돕는 효과가 있다. 반대로 과도한 패스 수 증가는 총 열입력을 증가시켜 오히려 변형을 악화시키므로 패스 설계에 유의해야 한다.
교정은 이미 발생한 변형을 원래 형상으로 복원하는 절차로, 판재 두께와 변형 형태에 따라 적합한 방법을 선택해야 한다. 얇은 판에는 점·직선 수축법(정 수축법 등)이 유효하고, 두꺼운 판에는 가열 후 수냉이나 해머링, 절단 후 재용접 등이 더 적합하다.
문제 유형: 역변형법을 묻는 문항이 있다면 '역'의 의미에 주목하여 용접 전 반대 방향의 변형을 미리 준다는 점을 기준으로 풀이한다. 예컨대 보기들 중 지그 고정이나 비드 배열은 다른 기법이므로 역변형으로 선택해서는 안 된다.
문제 유형: 열입력과 각변형의 관계를 묻는 문항에서는 '패스 수 증가가 총 열입력을 늘려 변형을 악화시킨다'는 논리를 적용한다. 용접봉 직경을 작게 하여 패스 수를 늘리는 설계는 열입력이 증가하므로 오답으로 소거한다.
문제 유형: 용접 진행 방식의 용어 구분에서는 '연속적으로 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 진행'하는 방법을 전진법으로 판단한다. 조건에 따라 변형이 문제되면 스킵법이나 비석법을 고려하는 이유를 설명하는 선택지를 검토한다.
용접에서 역변형법의 설명에 해당되는 것은?
정답 ② · 문제는 용접에서 역변형법이 무엇에 해당하는지를 묻고 있다. 역변형법은 용접으로 인한 수축 변형을 상쇄하기 위해 용접 전에 모재를 반대 방향으로 미리 굽히거나 변형을 가해 용접 후의 최종 형상이 목표와 일치하도록 하는 기법이다.
역변형법은 용접 수축력을 상쇄하기 위해 용접 전 반대 방향으로 미리 변형을 가하는 공법이다.
용접시 발생하는 각변형의 방지 대책을 잘못 설명한 것은?
정답 ③ · 문항은 각변형 방지 대책 설명 중 틀린 것을 찾는 문제이다. 각도는 가능한 작게 하고 구속지그를 사용하며 역변형 공법을 사용하는 것은 변형을 줄이는 올바른 방법이다.
용접 각변형은 열입력이 클수록 커지므로, 열입력을 줄이는 패스 수 증가(용접봉 직경 감소)는 오히려 변형을 유발한다.
아크용접에서 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝을 향해 연속적으로 진행하는 용접 방법으로서 용접이음이 짧은 경우나 변형과 잔류응력이 그다지 문제가 되지 않을 때 이용되는 용착 방법은?
정답 ① · 문제는 아크용접에서 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 연속 진행하는 용접 방법을 묻고 있다. 한 방향으로 연속 용접을 수행하는 방식은 전진법으로, 열 입력이 집중되기 때문에 이음이 짧거나 변형·잔류응력이 문제가 되지 않는 경우에 적합하다.
한쪽 끝에서 다른 쪽 끝으로 연속적으로 진행하는 용접법은 전진법이며, 변형이 큰 경우 스킵법 등을 사용한다.
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