용접부 잔류응력 측정 예비 보고서

소개

용접부 잔류응력의 측정에 관한 실험 예비 보고서입니다.

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 배경 이론
4. 실험 과정

본문내용

1. 실험 제목
ㅇ 용접부 잔류응력(residual stress) 측정

2. 실험 목적
ㅇ 재료의 공정에 있어 생기는 의도되거나 의도되지 않은 외부 하중 작용이 없이 존재하는 응력을 스트레인 게이지를 이용하여 스트레인을 측정하는 기본계측기법을 습득하고 그 잔류 응력이 재료에 미치는 영향을 알아본다.

3. 배경 이론
ㅇ 잔류 응력
- 잔류응력의 발생
금속은 가열하면 팽창을 하게 되며 냉각하면 수축하는 성질이 있다. 예를 들면 물체
전체가 균일하게 가열되고 균일하게 냉각된다면 팽창과 수축도 일정하게 일어나겠지만
실제 용접 작업에서는 극히 일부분만 급열되고 급랭되는 경우가 보통이므로 각 부분의
팽창과 수축은 가열이 없었던 부분에 의해서 억제가 생기게 된다. 그 결과로 판의 외
부는 매우 복잡한 수축 변형이 생기고 내부에는 응력이 발생하게 된다. 이와 같이 용
접 후에 판 내부에 생긴 응력이 그대로 남아 있는 응력을 잔류응력(Residual Stress)이
라고 한다.
- 잔류응력의 발생기구
금속재료는 가열하면 팽창한다는 것은 누구나 알고 있는 사실이며 길이 l의 물체가 온
도 변화 △T 에 의해 늘어나는 길이 △l는 선팽창 계수 α일 때
△l = lα△T = lα(T2 - T1)
연강의 고온에서의 항복점과 영률은 그림 1-1과 같이 온도가 높아짐에 따라서 저하하
며 700℃에 이르면 항복점은 0이 되는 것을 나타내고 있다.
그러나 상온 부근에서는 약 120～150℃의 온도변화에서 압축응력이 항복점에 도달하며
그 이상의 온도차에서는 압축의 소성변형으로 인하여 연강봉이 부풀어 오른다. 그림
1-1에서 보듯이 온도가 500℃에 이르게 되면 약간의 압축응력에 의해서도 항복이 일
어나는 것을 알 수 있다.

그림 1-2(a)와 같이 양끝이 자유로운 상태에서의 가열은 팽창이 생기면 냉각시에는 수
축이 생기게 되지만 내부 응력은 발생하지 않으나 그림 1-2(b)와 같이 양끝이 벽으로

참고자료

· ㅇ 정밀용접공학/박종우 편/일진사
· ㅇ 용접기술실무/이진희 편저/21세기사
· ㅇ 스트레인 게이지를 위한 계측방법/한응교/인터비젼
· ㅇ 용접기술사/윤경근/일진사