용접 결함의 종류 - 2 (균열 : 구조상의 결함)

※ 형상에 따른 용접 균열의 종류

급냉 또는 소수에 의해 대게 발생하거나 오염물질에 의해 응고 균열고 발생하기도 한다.

 

♣ 균열과 균열이외의 용접 결함

구분	발생위치		발생형태
균열	용접 금속 균열	비드 균열	- 횡 균열 - 종 균열 - Sulfer 균열 - Micro 균열
		크레이터 균열	- 선상 균열 - 종 균열 - 횡 균열
	열 영향부 균열		- Root 균열 - 비드 밑 터짐 - 토우 균열 - Micro 균열 - 입계액화 균열 - Lamellar Tear
균열 이외 결함	용접 금속 내부 결함		- 기공(blow hole) - 개재물(inclusion) - 슬래그 혼입 - 은점 - 선상 조직
	표면 결함		- 오버랩 - 언더컷 - 비드 파형 불량 - 표면 기공

 

1) 가로 균열

•  용접방향에 수직으로 발생하는 균열
• 용접 금속의 인성이 극히 작을 때 발생한다.

2) 세로 균열

• 용접방향과 같거나 평행하게 발생하는 균열
• 용접선의 중심에서 나타나며 주로 크레이터 균열의 확장으로 발생한다.

3) 설퍼 균열(Sulfer Crack)

• 강 중 황이 층상으로 존재하는 대표적인 고온 균열이다.
• 방지대책 : 저수소계 용접봉으로 수동 용접 실시, 황의 영향을 덜받는 용접금속과 용제를 선택한다. Semi Killed강, Killed강을 사용

 

4) 라미네이션 균열(Lamination Crack)

• 모재 결함으로, 강괴일 때 기포가 압연되어 강재의 내부 약 1/2 위치에 노치가 형성된다.
• 강 내의 수소가 집중되고, 각종 개재물 및 편석에 의해 발생한다.
• 방지대책 : 탈탄, 탈산, 탈질화 처리 실시, 후판의 경우 서냉, 연주 Roll의 Gap 관리, Semi Killed강, Killed강을 사용

 

5) 루트 균열(Root Crack)

• 첫층 용접시 루트 부근 열 영향부에서 발생하는 저온 균열이다.
• 세로방향 균열로, 외관상 나타나지 않으나, HAZ에 발생하여 점차 비드속에서 성장하여 수일에 걸쳐 서서해 진행된다.
• 방지대책 : 100 ℃까지 냉각시간을 30분이상으로 서냉하여 용접부내 잔류 수소를 방출

 

6) 힐 균열(Hill Crack)

• 플릿 용접의 루트에 생기는 저온균열
• 모재의 열 영향으로 인한 수축에 의한 비틀림이 주원인이다.
• 방지대책 : 예열실시 및 용접 입열을 적게 한다.

 

7) 라멜라 티어(Lamellar Tear)

• 강의 내부에 강판 표면과 평행하게 층상으로 발생하는 저온균열
• 압연판재, 후판에서 황화망간(MnS), 판의 두께방향의 구속력 및 응력, Root 발생시의 확산성 수소가 원인이 된다.

• 발생 : 용접금속이 냉각될 때 100 ℃ 이하에서 개시되고, 용접 완료 24시간 경과 후 발생한다.
• 검출 : UT로 쉽게 검출이 가능하다.
• 특징 : 용접 열 영향부(HAZ)에 인접한 모재에 존재하며, 계단 형상을 보이는 것이 특징이다.
• 형성 과정 : (1) 기공발생 -> (2) 층 연결 -> (3) 전반벽 형성
• 방지대책 : Killed 강을 사용, 수축응력 발생 최소화 용접 설계, 취화 원인 제거(저수소계 용접봉 사용, 예열 및 후처리) 

 

8) 토우 균열(Toe Crack)

• 맞대기 이음, 필릿 이음 등 비드 표면과 모재와의 경계부에 발생하는 저온균열이다.
• 용접 시 발생하는 회전 변경을 무리하게 구속하거나, 용접 직후 각 변형을 부여할 경우 발생한다.
• 언더컷에 의한 응력집중시 발생한다.

 

9) 비드 밑 터짐(Underbead Crack)

• 고 탄소강, 저합금용 강의 용접시 비드 바로 아래에서 용접선에 평행하게 열 영향부에서 발생하는 저온균열이다.
• 원인 : 확산성 수소, 급냉에 의한 열 영향부 경화, 마르텐자이트 생성에 따른 변태 응력 및 용접 응력 등