선 체 시 공 (2008년 1학기)

용 접 공 학용 접 공 학

용접시공 및 관리용접시공 및 관리

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0. 용접 시공 일반

용접은 다른 기술분야와는 달리 품질을 확인하고 관리하는 것이 매우 어렵다

-. 용접부에는 미세한 결함들이 존재할 확률이 높고 이들 결함들은 용접이 끝난후 비파괴

시험을 통한 확인 또한 매우 힘들다

용접 작업자의 심신 상태에 따라 품질이 좌우 된다

-. 용접 시공이 사람의 기량에 의존하는 경우가 많다

용접 시공시 용접부의 품질을 확인하기 위해서는 여러번의 확인이 필요하다.

용접 작업자의 심신 상태에 따라 품질이 좌우 된다

-. 용접이 완료된 후에는 용접부의 품질을 확인하는 것은 파괴시험을 실시외에는 매우 힘들다

-. 용접품질을 보증하기 위해서는

용접 시공전공장인증, 용접사 기량인증, 용접 절차확인

용접 시공전

용접 시공중

결함 유무를 확인하기 위한 비파괴 시험

용접관리자의 관리하에 용접 실시, 필요시 시공중 용접품질에 대한 확인 시험

용접 완료후결함 유무를 확인하기 위한 비파괴 시험

1. 용접 시공전

1.1 공장 인증

용접을 수행하고자 하는 공장은 용접에 필요한 장비와 설비를 갖추어야 한다.

-. 우천시 조립을 위한 공장과 장비, 용가재와 보조재를 위한 저장 및 건조 장소

-. 조립과 운송을 할 수 있는 리프트

기계와 공구-. 기계와 공구

-. 용접관련 절단 장비

-. 용접관련 지그

예열 및 후열처리 설비-. 예열 및 후열처리 설비

-. 모재와 용접부를 시험하기 위한 설비

1 2 용접사 기량 인증1.2 용접사 기량 인증용접 작업은 용접 작업자에 대한 의존도가 매우 크다. 일정 수준의 용접지식이나 기량을

갖추지 못한 사람이 용접 작업을 담당하게 되면 올바른 용접 품질을 기대할 수 없다. 따

라서 생산 용접 전 용접부의 종류 및 요구되는 품질 정도에 따라 용접자나 용접작업자의라서 생산 용접 전 용접부의 종류 및 요구되는 품질 정도에 따라 용접자나 용접작업자의

기량 및 숙련 정도를 확인하여야 한다

용접 작업자의 인증은 용접법과 모재의 종류 및 두께 용접 자세등에 따라 구분하여 확인 하여야 한다용접 작업자의 인증은 용접법과 모재의 종류 및 두께, 용접 자세등에 따라 구분하여 확인 하여야 한다.

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1.3 용접절차 확인-. 예비 용접 절차 사양서(Preliminary WPS)

접절차 확인시험( )-. 용접절차 확인시험(Procedure Qualification Test)

-. 용접절차사양서(Welding Procedure Specification)

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1. 용접 시공전

1.4 용접절차사양서용접에 사용되는 정보를 나타내는 서류를 용접절차사양서(WPS)라고 하며 아래의 사항들이

포함되어져야 한다.

(1) 제작자 관련사항 제작자 신원사항, WPS 번호등

(2) 모재관련사항

( ) 사항

모재의 규격, 치수, 형상

① 용접법 ② 이음부 형상 ③ 용접자세(3) 공통 사항 ① 용접법 ② 이음부 형상 ③ 용접자세

④ 홈가공방법 및 상태 ⑤ 용접방법(위빙유무)

⑥ 이면 가우징 ⑦ 뒷댐재 ⑧ 용가재 종류 ⑨ 용가재 치수

⑩ 용가재 및 플럭스의 취급방법⑩ 용가재 및 플럭스의 취급방법

⑪ 전기적 용접변수(전류,전압, 극성, 펄스조건)

⑫ 용접조건(용접속도, 와이어 송급속도) ⑬ 예열조건

⑭ 패스간 온도 ⑮ 후열처리 조건

보호가스의 종류 및 유량 플럭스의 규격 노즐관련 사항

(4) 용접법별 필요사항

⑭ 패스간 온도 ⑮ 후열처리 조건

보호가스의 종류 및 유량, 플럭스의 규격, 노즐관련 사항,와이어 돌출길이, 텅스텐 전극봉의 종류 및 규격등

2. 용접 시공

2.1 일반 사항용접시공이란 제작하고자하는 용접구조물의 설계도가 주어졌을때 이를 근거로 필요한 용

접법을 선정하고 용접절차사양서를 만든 다음 제품에서 요구되는 품질을 가장 경제적인

방법으로 안전하게 제작하는 일.

2.2 용접시공

용접시공에는 용접법 및 기기,

구조물의 재료 용접재료 및 야구조물의 재료, 용접재료 및 야

금, 용접 설계, 안전/위생, 시험

및 검사업무 외에 지그의 제작

설계, 작업자 관리등 용접에 관

련된 전반적인 업무가 포함된다.

2. 용접 시공

2.3 용접법의 결정

용접법은 사용재료, 용접자세, 용접 작업성, 용접 효율 및 생산 속도, 용접부 성능등 시공

전체에 영향을 미치는 인자들중의 하나이기 때문에 주의를 기울여야 한다.

용접법별 생산성과 자세제한 특성, 부품의 제작 장소와 회전 가능성을 검토하여 결정

용접법의 결정

용접이음부의 형상, 용가재의 종류, 용접절차 확인시험, 용접사 기량시험등이 정해진다.

2.4 용접전 준비사항(1) 소재확인 및 가공

소재확인 시험편을 채취하여 화학성분 및 기계적 특성 시험을 실시하여 확인하는 방법소재확인 시험편을 채취하여 화학성분 및 기계적 특성 시험을 실시하여 확인하는 방법시험검사 성적서(Mill Ceritificate)로 확인하는 방법

소재가공 절단가공 , 홈 및 성형 가공,

2. 용접 시공

(2) 용접전 준비

용접자세와 지그 가능하면 아래보기 자세로 하며, 불가한 경우에는 회전 테이블이나기타 지그를 사용하여 가능한 용이한 용접자세에서 적용기타 지그를 사용하여 가능한 용이한 용접자세에서 적용

조립 및 가용접 용접부재의 조립 정밀도는 용접 품질에 직접적인 영향을 미친다

일정한 루트간격의 유지

모재간의 단차 최소화

직진도나 진원도등의 형상을 일치

지그를 사용하여 형상을 유지시켜도 가접을 하는 것이 일반적이다.

조립 기준 용접구조물의 형상과 크기, 사용조건에 따라 달라진다.

조립 정밀도를 벗어나는 경우

용입불량, 과도한 변형, 강도저하등의 용접 결함을 야기한다.

용접홈의 청정 용접부 부근에 수분, 녹, 기름, 먼지등이 붙어 있으면 용착금속내에기공이나 균열이 발생할 수 있다.기공이나 균열이 발생할 수 있다.

방청페인트나 아연도금층의 존재 역시 기공발생의 민감도가 증가한다

오스테나이트계 스테인리스 강등의 이물질제거에는 스테인리스용 브러시 사용이 요구된다.

2. 용접 시공

2.5 본용접(1) 용접순서

용접이음들 간의 순서 조립조건등을 고려하여 변형과 잔류응력을 줄일 수 있는 순서로 결정

① 작은 부품부터 큰 부품의 순서로, 소 조립에서 대 조립의 순서로 결정

② 구조물을 가장 강하게 보강하는 용접이음은 마지막에 한다② 구조물을 가장 강하게 보강하는 용접이음은 마지막에 한다

③ 필렛 이음보다 맞대기 이음을 먼저 한다

④ 맞대기 이음들은 짧은 이음들을 먼저하고 긴 이음들을 나중에 용접

⑤ 원통형 구조물은 길이 방향을 먼저하고 원주방향의 이음을 나중에 한다⑤ 원통형 구조물은 길이 방향을 먼저하고 원주방향의 이음을 나중에 한다

⑥ 이음부에 작용하는 응력의 종류에 따라 순서를 결정한다.

전단응력이 걸리는 곳을 먼저하고 다음은 인장 압축응력이 걸리는 순서로 한다

⑦ 박판 구조물의 경우에는 구속재 또는 보강재를 먼저 용접한다

비드쌓기 순서

⑦ 박판 구조물의 경우에는 구속재 또는 보강재를 먼저 용접한다

⑧ 조립 용접시에는 용접으로 발생된 변형을 먼저 교정한 후 조립한다.

비드쌓기 순서

① 중앙에서 양쪽끝으로 동시에 용접한다

② 대칭으로 용접한다

③ 다층용접시에는 용접면의 방향과 용접방향을 층마다 바꾸면서 용접한다③ 다층용접시에는 용접면의 방향과 용접방향을 층마다 바꾸면서 용접한다.

2. 용접 시공(2) 용접시공본 용접에서는 용접절차사양서에서 주어진 용접조건에 따라 용접이 이루어져야 한다.주어진 용접조건들은 현장의 편리성에 의해 과도하게 넓은 범위로 주어져서는 안된다

2. 용접 시공

(3) 용접 예열과 패스간 온도

예열시에는 예열온도 준수와 함께 일정한 범위에서 가열하고 필요시간 동안 유지하

여야한다. 일반적으로 예열은 용접부 양쪽으로 모재 두께의 3배까지 예열온도에 이

르도록 하여야 하며, 층간(패스간)온도도 예열과 같은 개념으로 생각하여야 한다

(4) 이면 용접과 루트가우징

루트부 용접은 용융, 용입 불량이나 균열등의 결함이 발생할 확률이 높다

따라서 많은 노력과 시간을 투입하여 루트 용접부의 용접부 품질을 유지하는 것

보다 용접후 결함의 가능성이 높은 부위를 제거하는 것이 경제적일 수 있다.

2.6 용접후열처리용접 후열처리(Post Weld Heat Treatment, PWHT)란 일반적으로 용접후의 용접부또는 용접이 완료된 용접구조물을 대상으로 하는 모든 열처리를 포함한다.

“용접부 또는 그 근방을 재료의 변태점이하의 적절한 온도로 가열 유지 균일한용접부 또는 그 근방을 재료의 변태점이하의 적절한 온도로 가열, 유지, 균일한냉각과정을 통하여 용접부의 성능을 개선하고 용접 잔류응력 등의 유해한 영향을제거하는 것”

(1) 용접 잔류응력 및 변형방지(1) 용접 잔류응력 및 변형방지

(2) 모재, 용접부의 기계적 성질의 향상

2. 용접 시공

노내에서 행하는 것이 기본이나(3) PWHT의 적용

- 거대한 구조물거대한 구조물

-. 현장에서 건설되는 구조물

-. 형상치수가 가열에 대해서 불안정한 구조물

-. 복잡한 구조물

-. 이종재에 의한 복합 구조물 등에 대해서는 적용이 곤란하여 대체 수단으로

국부 가열 PWHT를 적용한다.

(4) 용접후열처리 조건용접후열처리는 각 규정에 따라 적용강종, 최고온도, 유지시간, 가열속도, 냉각속도 등의 제반 조건 등이 각 Code에 따라 차이가 있다.

2.7 용접 후처리용접후열처리외에 용접부의 형상가공 지그등의 제거 용접부의 결함제거 및 보수용접후열처리외에 용접부의 형상가공, 지그등의 제거, 용접부의 결함제거 및 보수,시험 검사, 표면처리등의 공정이 있다.

형상가공보강덧살(여성)을 제거하거나 용접 토우부를 연삭 혹은 GTAW로 재용융,거친비드의 표면을 가공

지그제거

보수용접

거친비드의 표면을 가공

가능한 절단 토치를 사용, 해머 사용은 가급적 피해야 함

제작시의 조건과는 많이 달라 구속도가 크며 냉각속도도 빠르고 용접자세와 작업 공간이 제한된다 고기량과 작업에 대한 주의가 필요하다보수용접

시험 및 검사

와 작업 공간이 제한된다. 고기량과 작업에 대한 주의가 필요하다.

결함 검사(파괴시험,비파괴시험), 기능검사(압력시험, 누설시험, 진공시험)

3. 주요 용접 규정

AWS Code

3. 주요 용접 규정

ASME Code API Code

시험 시편

인장 시험 굽힘 시험

충격 시험 매크로에칭 시험

비파괴시험 성적서

방사선 투과 시험(R.T)

비파괴시험 성적서

초음파 탐상 시험(U.T) 자분 탐상 시험(M.T)