용접(화재절단) 후 강판 박리 및 저온취성균열의 차이 및 처리

강판 화재 절단 및 용접 후 강판 박리 및 저온 취성 균열은 일반적으로 동일한 증상을 나타내며 둘 다 강판 중앙의 균열입니다. 사용 관점에서 보면 박리된 강판을 제거해야 합니다. 전체 박리는 전체적으로 제거해야 하며 국부적인 박리는 국부적으로 제거하면 된다. 강판의 저온취성균열은 중앙부 균열로 나타나며, 이를 '균열'이라고도 부르는 경우가 있습니다. 해석의 편의상 “Cold brittle cracking”으로 정의하는 것이 더 적절하다. 이 결함은 폐기 조치 없이 적절한 용접 기술과 개선 조치를 통해 처리될 수 있습니다.

1. 철판박리
박리는 강판(빌렛)의 단면에 국부적인 틈이 발생하여 강판의 단면이 국부적인 층을 형성하게 만드는 현상입니다. 철강의 치명적인 결함이다. 강판은 박리되어서는 안 됩니다(그림 1 참조). 층간박리는 층간박리라고도 하며, 이는 강철의 내부 결함입니다. 잉곳(빌렛)의 기포, 큰 비금속 개재물, 완전히 제거되지 않거나 접히지 않는 잔류 수축 공동, 심한 편석 등은 모두 강의 성층화를 유발할 수 있으며, 불합리한 압연 압하 절차로 인해 성층화가 악화될 수 있습니다.

2. 강판 성층의 종류
원인에 따라 계층화는 다양한 위치와 형태로 나타난다. 일부는 강철 내부에 숨겨져 있으며 내부 표면은 강철 표면과 평행하거나 실질적으로 평행합니다. 일부는 강철 표면까지 연장되어 강철 표면에 홈과 같은 표면 결함을 형성합니다. 일반적으로 다음과 같은 두 가지 형태가 있습니다.
첫 번째는 개방형 계층화입니다. 이러한 성층결함은 철강의 파단 부위에서 육안으로 발견할 수 있으며 일반적으로 철강공장 및 제조공장에서 재검사가 가능하다.
두 번째는 폐쇄적 계층화이다. 이러한 성층결함은 강의 파단에서는 볼 수 없으며, 각 강판에 대한 100% 초음파 탐상이 없으면 제조공장에서는 찾아보기 어렵습니다. 강판 내부의 폐쇄층입니다. 이러한 성층결함은 제련소에서 제조공장으로 옮겨져 최종적으로 제품으로 가공되어 출하됩니다.
박리 결함의 존재는 박리 영역에서 하중을 견딜 수 있는 강판의 유효 두께를 감소시키고 박리와 동일한 방향의 하중 지지 능력을 감소시킵니다. 박리 결함의 가장자리 모양은 날카로워 응력에 매우 민감하고 심각한 응력 집중을 유발합니다. 운전 중에 Loading, Unloading, 가열, 냉각이 반복되면 응력집중영역에 큰 교번응력이 형성되어 응력피로가 발생하게 됩니다.

3. 저온균열의 평가방법
3.1 탄소당량법 - 강의 저온균열 경향성 평가
용접열영향부의 경화 및 저온균열 경향은 강의 화학적 조성과 관련이 있으므로, 화학적 조성은 강의 냉간균열 민감도를 간접적으로 평가하는 데 사용됩니다. 철강 중의 합금원소 함유량을 그 기능에 따라 탄소당량량으로 환산한 것으로, 철강의 냉간균열 경향을 대략적으로 평가하는 매개변수 지표, 즉 탄소당량법으로 사용된다. 저합금강의 탄소당량법에 대해 국제용접학회(IIW)에서는 다음 공식을 권장합니다. Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. 공식에 따르면, 탄소당량 값이 클수록 용접강의 경화 경향이 커지고, 열영향부에 냉균열이 발생하기 쉬워집니다. 따라서 탄소당량을 이용하여 강의 용접성을 평가할 수 있으며, 용접성에 따라 용접균열을 방지할 수 있는 최적의 공정조건을 제안할 수 있다. 국제 연구소에서 권장하는 공식을 사용할 때 Ceq(IIW)<0.4%이면 경화 경향이 크지 않고 용접성이 좋으며 용접 전에 예열이 필요하지 않습니다. Ceq(IIW)=0.4%~0.6%, 특히 0.5%를 초과하면 강철이 경화되기 쉽습니다. 이는 용접성이 악화되었음을 의미하며, 용접 균열을 방지하기 위해 용접 시 예열이 필요합니다. 예열 온도는 판 두께가 증가함에 따라 그에 따라 높아져야 합니다.
3.2 용접냉간균열 민감도 지수
저합금 고강도강 용접에서 저온균열이 발생하는 원인으로는 화학적 조성 이외에도 용착금속의 확산성 수소 함량, 접합부의 구속응력 등이 있다. Ito et al. 일본에서는 경사 Y형 홈철 연구시험을 이용하여 200종 이상의 강에 대해 다수의 시험을 실시하고 화학적 조성, 확산성 수소, 제약조건(또는 판두께)에 의해 확립되는 저온균열 민감도 지수 등의 공식을 제안하였다. , 저온균열 민감도 지수를 이용하여 저온균열을 방지하기 위해 용접 전 필요한 예열온도를 결정하였다. 일반적으로 다음 공식은 탄소 함량이 0.16% 이하이고 인장 강도가 400-900MPa인 저합금 고강도강에 사용될 수 있다고 믿어집니다. Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B(%);
PC=Pcm+[H]/60+t/600(%)
To=1440Pc-392(℃)
여기서: [H] - 일본 JIS 3113 표준에 따라 측정된 용착 금속의 확산성 수소 함량(ml/100g); t - 판 두께 (mm); To---용접 전 최소 예열 온도(℃).
이 두께의 강판의 용접 저온 균열 민감도 Pc와 균열 전의 최소 예열 온도 To를 계산합니다. 계산 결과가 50℃ 이상인 경우 강판은 특정 용접 냉간 균열 민감도를 가지므로 예열이 필요합니다.

4. 대형 부품의 저온 취성 "균열" 수리
강판 용접이 완료된 후 강판 일부에 균열이 생기는 현상을 '박리'라고 합니다. 균열의 형태는 아래 그림 2를 참조하십시오. 용접 전문가들은 보수공정을 “강판의 Z방향 균열의 용접보수 공정”으로 정의하는 것이 더 적절하다고 생각한다. 부품이 크기 때문에 철판을 떼어내고 다시 용접하는 작업이 손이 많이 갑니다. 부품 전체가 변형될 가능성이 높으며 부품 전체가 폐기되어 큰 손실이 발생합니다.
4.1. Z방향 균열의 원인과 예방대책
절단 및 용접에 의해 발생하는 Z 방향 균열은 냉균열입니다. 강판의 경도와 두께가 클수록 Z 방향 균열이 발생할 확률이 높아집니다. 이러한 현상을 방지하는 가장 좋은 방법은 절단 및 용접 전 예열을 하는 것이며, 예열 온도는 강판의 등급 및 두께에 따라 다릅니다. 예열은 커팅건과 전자크롤러 가열패드를 이용하여 할 수 있으며, 요구되는 온도는 가열점 뒷면에서 측정하여야 합니다. (참고: 열원과 접촉하는 부분의 국부적인 과열을 방지하기 위해 강판 절단 부분 전체를 균일하게 가열해야 합니다.) 예열은 절단 및 용접으로 인해 발생하는 Z 방향 균열의 가능성을 줄일 수 있습니다.
① 먼저 앵글 그라인더를 사용하여 크랙이 보이지 않을 때까지 갈아준 후 보수용접 주변을 약 100℃로 예열한 후 CO2용접(플럭스 코어드 와이어가 가장 좋음)을 사용합니다. 첫 번째 층을 용접한 후 즉시 콘 해머로 용접부를 두드리고, 다음 층을 용접하고, 각 층마다 해머로 용접부를 두드립니다. 층간 온도가 200℃ 이하인지 확인하십시오.
② 균열이 깊은 경우 보수용접부 주변을 100℃ 정도로 예열한 후 즉시 카본아크 에어플레너를 사용하여 뿌리부분을 청소한 후 앵글그라인더를 사용하여 금속광택이 드러날 때까지 갈아준다. 수리 용접은 100℃ 미만으로 다시 예열한 후 용접하십시오.
③ 용접 후 규산알루미늄 울이나 석면을 사용하여 용접부를 2시간 이상 보온한다.
④ 안전상의 이유로 보수된 부위에는 초음파 탐상을 실시합니다.


게시 시간: 2024년 6월 13일