용접성

Weldability

재료의 용접성은 [1]접합성이라고도 하며 용접할 수 있는 능력을 말합니다.많은 금속과 열가소성 수지를 용접할 수 있지만, 다른 금속보다 용접이 쉬운 금속도 있습니다(레올로지 용접성 참조).재료의 용접성은 용접 공정을 결정하고 최종 용접 품질을 다른 재료와 비교하는 데 사용됩니다.

용접성은 종종 정량적으로 정의하기 어렵기 때문에 대부분의 표준에서 정성적으로 정의합니다.예를 들어 국제표준화기구(ISO)는 ISO 표준 581-1980의 용접 가능성을 다음과 같이 정의합니다. "금속 재료는 용접 부품에 대한 상응하는 기술적 프로세스에 의해 금속 무결성을 제공할 때 주어진 공정과 목적을 위해 확립된 범위까지 용접에 취약한 것으로 간주됩니다.그 자체의 품질과 그들이 형성하는 구조에 미치는 영향에 관한 기술적 요건을 충족합니다."다른 용접 조직에서도 [2]이와 유사하게 정의합니다.

강철

강철의 경우 용접성을 측정할 수 있는 세 가지 주요 고장 모드가 있습니다. 수소 유도 냉간 균열, 층상 찢기 및 스폿 용접 박리입니다.이 중 가장 두드러진 것은 수소로 인한 냉간 [3]균열이다.

수소유기 냉간균열

수소로 인한 냉간 균열과 관련하여 강철의 용접성은 강철의 경화성과 반비례하며, 열처리 중 마르텐사이트 형성 용이성을 측정합니다.강철의 경화성은 화학 조성에 따라 달라지는데, 탄소 및 기타 합금 원소의 양이 많아짐에 따라 경화성이 높아지고 용접성도 낮아집니다.여러 가지 다른 재료로 구성된 합금을 판단할 수 있도록 탄소 함량 등가라고 하는 척도를 사용하여 서로 다른 합금의 특성을 일반 탄소강과 비교하여 상대적인 용접성을 비교합니다.예를 들어, 크롬 및 바나듐과 같은 원소의 용접성에 대한 효과는 탄소만큼 크지는 않지만 구리 및 니켈보다 더 중요합니다.등가 탄소 함량이 증가함에 따라 합금의 용접성은 [4]감소합니다.

고강도 저합금강(HSLA)은 1970년대에 용접을 위해 특별히 개발되었으며, 일반적으로 용접이 쉬운 재료는 강도가 우수하여 많은 용접 [5]작업에 이상적입니다.

스테인리스강은 크롬 함량이 높기 때문에 용접성과 관련하여 다른 강철과 다르게 작용하는 경향이 있습니다.스테인리스강의 오스테나이트 등급은 용접성이 가장 높은 경향이 있지만, 열팽창 계수가 높기 때문에 특히 왜곡되기 쉽습니다.이러한 유형의 합금은 균열이 발생하기 쉽고 부식 저항성도 감소합니다.용접부의 페라이트 양이 제어되지 않을 경우 고온 균열이 발생할 수 있습니다. 문제를 완화하기 위해 소량의 페라이트가 함유된 용접 금속을 침전시키는 전극이 사용됩니다.페라이트계 및 마텐사이트계 스테인리스강과 같은 다른 유형의 스테인리스강은 쉽게 용접되지 않으며, 종종 특수 [6]전극으로 예열하고 용접해야 합니다.

층상 찢기

주요 기사: 층상 찢기

라멜라 인열은 보다 깨끗한 강철로 사실상 제거된 압연강 제품에서만 발생하는 고장 모드입니다.

스폿 용접 박리

HSLA강 스폿 용접 시 발생할 수 있는 과도한 경화성이 문제가 될 수 있습니다.등가 탄소 함량은 고장 [3]성향을 평가하기 위한 매개변수로 사용될 수 있다.

알루미늄

알루미늄 합금의 용접성은 사용되는 합금의 화학적 조성에 따라 크게 다릅니다.알루미늄 합금은 뜨거운 균열에 취약하며, 이 문제를 해결하기 위해 용접 속도를 높여 열 입력량을 낮춥니다.예열은 용접 부위의 온도 구배를 줄여 열간 균열을 줄이는 데 도움이 되지만, 모재의 기계적 특성을 줄일 수 있으므로 모재가 구속될 때 사용하면 안 됩니다.조인트 설계도 변경할 수 있으며, 보다 호환성이 높은 필러 합금을 선택하여 열간 균열 가능성을 줄일 수 있습니다.알루미늄 합금은 용접 전에 세척해야 하며, 용접할 표면에서 모든 산화물, 오일 및 느슨한 입자를 제거하는 것을 목표로 합니다.알루미늄 용접은 수소로 인한 다공성 및 [7]산소로 인한 드로스에 민감하기 때문에 특히 중요합니다.

프로세스 팩터

일반적으로 다양한 재료에 대해 용접성을 정의할 수 있지만, 일부 용접 프로세스는 다른 재료보다 특정 재료에 더 잘 작동합니다.특정 프로세스 내에서도 용접 품질은 전극 재료, 보호 가스, 용접 속도 및 냉각 [1]속도와 같은 매개변수에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

공정별[1] 용접성
재료. 아크 용접 옥시 아세틸렌 용접 전자선 용접 저항 용접 브레이징 납땜 접착 본딩
주철 C R N S D N C
탄소강 및 저합금강 R R C R R D C
스테인리스강 R C C R R C C
알루미늄 및 마그네슘 C C C C C S R
구리 및 구리 합금 C C C C R R C
니켈 및 니켈 합금 R C C R R C C
티타늄 C N C C D S C
납 및 아연 C C N D N R R
열가소성 플라스틱† N N N N N N C
보온 세트 N N N N N N C
엘라스토머 N N N N N N R
세라믹스 N S C N N N R
이종 금속 D D C D D/C R R
†가열 공구 = R, 뜨거운 가스 = R, 유도 = C
키: C = 일반 수행, R = 권장, D = 난이도, S = 드물게, N = 미사용

「 」를 참조해 주세요.

  • 열가소성 수지의 레올로지 용접성

레퍼런스

  1. ^ a b c Degarmo, Black & Kohser 2003, 페이지 930.
  2. ^ John C. Lippold (10 November 2014). Welding Metallurgy and Weldability. John Wiley & Sons. pp. 1–2. ISBN 978-1-118-96031-8.
  3. ^ a b Ginzburg, Vladimir B.; Ballas, Robert (2000), Flat rolling fundamentals, CRC Press, pp. 141–142, ISBN 978-0-8247-8894-0.
  4. ^ 링컨 일렉트릭, 6.1-1
  5. ^ 링컨 전기, 6.1-14-6.1-19
  6. ^ 링컨 일렉트릭, 7.1-9-7.1-13
  7. ^ 링컨 전기, 9.1-1-9.1-6

참고 문헌

  • Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9th ed.), Wiley, ISBN 0-471-65653-4.
  • 링컨 일렉트릭(1994년).아크 용접 절차 핸드북클리블랜드:링컨 일렉트릭ISBN 99949-25-82-2.