[건축 구조] 용접 변형 및 잔류응력

목차

<1> 용접 변형
1. 용접변형의 원인
1) 모재의 영향
2) 용접 형상의 영향
3) 용접 속도의 영향
2. 용접변형의 발생 형태
3. 용접변형에 영향을 주는 요인
4. 용접변형의 방지 대책
1)설계 단계에서의 변형방지 대책
2)시공 단계에서의 변형방지 대책
3) 맞대기 이음부분의 횡수축과 횡굽힘 변형
4) 모살 용접의 횡수축과 가로굽힘 변형
5) 용접시공법에 의한 방법(용착법)
6) 용접순서에 의한 변형감소
7) 도열법(냉각법:Cooling method)
8) 피닝법
5. 용접변형 교정법
1) 냉간 가압법
2) 국부가열 냉각법
3) 가열 가압법

<2> 잔류 응력
1. 잔류 응력의 발생 원리
2) 취성 파괴강도에 영향
3) 파괴강도의 영향
4) 좌굴 강도의 영향
5) 부식강도에의 영향
3. 잔류 응력 완화 방안
1) 기계적 응력 완화법
2) 용접 후 열처리

본문내용

<1> 용접 변형

용접변형을 완전하게 방지하는 것은 거의 불가능하고, 그것이 제품의 완성 정도에 관계없이 외관도 불량하게 되고, 또한 경우에 따라서는 필요한 강도까지 발휘하지 못하는 경우도 있다. 용접변형은 제작상 큰 문제점이고 그 때문에 제어작업 중에서 변형 제어 작업이 점유하는 공정수가 많으며, 특히 박판의 경우는 전공정수의 20%를 점유하는 것도 있다. 실제의 용접구조물에 있어서 용접조건 특히 입열의 변화에 의해서 변형의 정도가 다르고, 따라서 변형량을 계산으로 예측하는 것은 매우 어렵다. 실제로는 경험에 의해서 변형을 예측하고, 사전에 용접방책을 세워 실시하고 있는 것이 대부분이다.

1. 용접변형의 원인

1) 모재의 영향
모재의 열팽창 계수가 크고, 열 전달이 잘되는 재료 일수록 용접부 변형이 발생하기 쉬운 경향이 있다. 이러한 차이점은 Carbon Steel과 Stainless Steel의 용접부에서 쉽게 발견할 수 있는 현상으로, 열 팽창이 큰 Stainless Steel 용접부는 Carbon Steel에 비해 더 큰 용접부 변형을 나타낸다.

2) 용접 형상의 영향
V형 이음에서는 각 변화가 한 방향에서만 일어나지만 X형 이음부에서는 뒷면 용접시 발생하는 각 변화가 반대 방향이므로 앞면 용접의 각 변화와 상쇄되어 전체적인 각 변형이 작게 된다.

3) 용접 속도의 영향
용접 속도를 빠르게 하는 것이 각 변형 방지 유효하다. 용접 진행 속도가 느릴수록 앞서 전파되는 용접열이 많아지고, 속도가 빠를수록 적어지니까 진행이 빠를수록 변형이 적어진다.

4) 고능률의 대입열 용접일수록 많은 용융금속이 발생하게 되면서 응고 수축에 의한 응력이 크게 작용한다. 따라서, 용접부 변형을 최소화 하기 위해서는 가능한 저입열의 용접 방법으로 용접하는 것이 좋다.

참고자료

· 없음