철골 용접 방법 ㅣ 철골공사 실무

출처: NCS학습모듈, " 강구조시공 용접접합",교육부(20??)

 

철골 용접 방법

 

1) 용접 개요

       용접은 2개 이상의 강재를 국부적으로 일체화시키는 접합으로 접합부에 용융 금속을 생성하거나 또는 공급하여 국부 용융으로 접합하는 방법이며, 모재의 용융을 동반한다. 용접의 종류를 크게 분류하면 아래의 표와 같다. 가장 많이 사용되는 용접 방법은 아크용접이다. 강재의 용접은 국부적으로 급속한 고온에서 급속한 냉각이 수반되므로 모재의 재질 변화, 용접 변형, 잔류 응력이 발생되는데 이런 점이 용접에서 가장 중요한 고려 사항이다. 용접 성능을 발휘하기 위하여 기기의 용도와 사용 조건에 대한 고려, 작업 여건 등을 분석하여 가장 적합한 방법을 선정하여야 한다.

 

2) 용접의 분류

       강재의 용접 중 폭넓게 이용되는 아크 용접은 전극 간에 발생하는 아크열로 모재 및 용가재 등을 용융시켜 모재를 접합하는 용접 방법이다. 아크 용접은 용접 중 용융 상태의 금속이 대기의 불순물에 의해 산화되며, 용착 금속이 취성화되면 균열이 발생하기 쉽다.

용접의 분류

구분	내용
피복 아크 용접	● 용접봉과 모재의 사이에 직류 전압을 가한 상태에서 양극이 적정 간격에 도달하면 강렬한 빛의 아크가 발생된다.  ● 아크의 고열을 이용한 용접 방식이다. ● 피복 아크 용접은 피복재를 유착시킨 용접봉을 사용한 용접으로서, 수동 용접용으로 가장 많이 사용되는 방법이다.  ● 용접에 쓰이는 용접봉의 피복재는 용접 중에 분해하여 가스 및 슬래그를 발생시켜 용융 금속을 대기로부터 차폐하며 급랭을 막고 아크를 안정시키는 역할을 한다.  ● 용접봉의 종류는 여러 가지가 있으며, 용접기는 직류 용접기, 교류 용접기가 있다.
서브머지드 아크 용접	● 서브머지드 아크 용접은 이음부 용접 표면에 미세한 입상의 플럭스를 공급하고, 플럭스 내부에서 피복하지 않은 용접봉으로 아크 용접하는 방법이다.  ● 용접 와이어 및 플럭스 등이 자동으로 공급된다는 특징을 가지고 있다. ● 용접 재료는 와이어와 플럭스로 구성되며, 플럭스는 제조법에 따라 용융형과 소결형이 있다.  ● 용착 금속에 필요한 합금 원소는 와이어와 플럭스 어느 쪽에도 첨가할 수 있으므로 강재와 이음의 종류에 따라 적절히 조합하여 사용된다
일렉트로 슬래그 용접	● 일렉트로 슬래그 용접은 대단히 두꺼운 판의 용접을 목적으로 개발한 것이다.  ● 용융 슬래그 속에 용접봉을 연속으로 공급하고, 용접봉과 용융 금속 내부에 흐르는 전류에 의한 전기 저항 발열로써 전극을 용융시키는 것이다.  ● 입열량이 크고 용융 금속의 응고가 느리므로 결정 입자가 크게 되어, 균열이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

 

3) 강재의 종류 및 특징

구분	내용
구조용 강재	● 구조용 강재는 한국산업규격에 적합한 것을 사용하여야 한다.
	● 주요 구조용 강재의 재질 규격
냉간 가공된 강재 및 주강	● 냉간 가공된 강재 및 주강은 한국산업규격에 적합한 것을 사용하여야 한다.
	● 냉간 가공재 및 주강의 재질 규격
용접하지 않는 부분에 사용되는 강재	● 용접하지 않는 부분에 사용되는 압연 강재, 주철, 주강 및 단강은 다음 한국산업규격에 적합한 것을 사용하여야 한다.
	● 용접하지 않는 부분에 사용되는 강재의 재질 규격

 

4) 피복 아크 용접봉

구분	내용
연강용 피복 아크 용접봉 (KS D 7004)	● 연강의 용접에 사용하는 피복 아크 용접봉이며 종류 및 자세는 다음 표에 나타낸다.
	● 연강용 피복 아크 용접봉
고장력 강용 피복 아크 용접봉 (KS D 7006)	● 인장 강도 490N/mm2 급에서 780N/mm2 급까지의 고장력 강의 용접에 사용하는 피복 아크 용접봉이며 종류 및 자세는 다음표에 나타낸다.   ● 고장력 강용 피복 아크용접봉

 

5) 용접 절차 사양서

구분	내용
용접 절차 인정 시험 (PQ test: procedure qualification test)	● 용접 절차 사양서가 작업물에 적용되었을 때 목표로 한 특성을 나타낼 수 있는지를 사전에 시험하여 입증하는 것이다. ● 시험 전 용접 방법, 모재, 용접 자세, 이음, 변수 등을 결정하여 시험을 진행한 후에 용접 절차 인정 기록서를 아래와 같이 작성해야 한다. ▷ 용접 절차 인정 기록서 번호, 날짜 ▷ 용접 방법 및 형태 ▷ 모재 및 용가재 사양 ▷ 용접 자세 및 진행 방향 ▷ 예열 ▷ 인장, 굽힘 시험 등 각종 결과 기록 ▷ 용접사 성명, ID
용접 절차 인정 기록서 (PQR: procedure qualification record)	● 일정한 용접 방법과 변수에 따라 시험편에 용접을 실시하고 용접에 사용한 실제 용접 조건과 인정 시험 결과를 기록한 문서이며 용접 절차 사양서의 적절함을 판단하기 위한 근거로 제공하는 것이다.
용접 절차 사양서 (WPS: welding procedure specification)	● 용접의 시행에 필요한 상세한 용접 조건을 명시한 문서이다. ● 현장 용접사에게 필요한 지침을 제공하는 것이 목적이며, PQR을 근거로 작성된다. ● 용접 절차 사양서를 작성해도 용접사가 용접 절차 사양서의 용접 조건들을 이해하지 못하거나 용접 조건들을 지키지 않는다면 용접 품질을 확보할 수 없다. 따라서 용접사는 용접 절차 사양서를 이해하고 숙지한상태로 용접을 수행하여야 한다.
용접 절차 사양서 작성	● 용접 절차 인정 기록서를 검토하여 용접 절차 사양서를 작성하여야 한다. ● 양식은 기준에서 요구하는 모든 필수 변수, 비 필수 변수, 그리고 추가 필수 변수(필요 시)가 포함되거나 언급이 되는 한, 제조업자 또는 계약자의 필요성에만 부합한다면 WPS는 문서화되거나 표로 만들어지거나 어떤 양식이라도 가능하다. 작성 내용은 아래와 같다. ▷ 작업 표준 번호, 날짜, PQR(procedure qualification record) 관련시험번호 ▷ 용접 방법, 용접 형태, 용접 이음 ▷ 모재 및 용가재 ▷ 용접 자세, 용접 진행 방향 ▷ 예열 및 후열처리 등