기공 (Porosity) 결함의 문제점과 해결방법 [11교시]

용접 기공 결함의 문제점과 해결방법 [11교시]

용접 이론 공부 11교시 용접 결함 시리즈의 네번째 포스팅 입니다. 
수준 높은 용접을 하는 것을 목적으로 할 때 필요한 부분이 있습니다. 바로 용접 결함에 대한 지식입니다. 용접 결함이란 용접부에 발생하는 불량 현상으로, 용접의 품질과 성능에 영향을 미치는 요인입니다. 용접 결함을 방지하고 해결하기 위해서는 용접 결함의 종류와 원인, 그리고 대책을 알아야 합니다. 오늘은 용접부의 기공(Porosity) 결함에 대해 알아보겠습니다.

기공이란?

용접 결함 중 하나인 기공은 용접부의 표면이나 내부에 존재하는 공기방울과 같은 구멍을 말합니다. 기공은 용접의 품질과 강도를 저하시키는 원인 입니다.

 

기공의 종류

블로우홀: 거의 구형이고 고립된 형태의 기공입니다. 보통 용접부 표면에 나타나며, 보호가스가 부족하거나 과다한 경우에 발생합니다.

 

웜홀: 결정립계에 존재하는 가늘고 길게 연속된 형태의 기공입니다. 보호가스가 나오지 않으면 100% 발생하며, 보호가스가 너무 적거나 많은 경우, 혹은 모재의 열이 지나치게 높은 경우에도 발생합니다.

 

수축공: 응고 중 용융금속의 유동성이 부족해 발생하는 기공입니다. 수축공은 응고 중에 발생하는 수축공과 가스에 의해 더욱 확대 성장된 수축공으로 나뉩니다.

 

 

기공의 발생 원인

기공의 발생 원인은 다양하지만, 가장 큰 원인은 용접부에 존재하는 가스입니다. 용접부에서 열에 의해 분해되거나 용착금속 내로 침투하는 가스는 용접금속이 급격히 응고되면서 기공을 형성합니다. 이러한 가스는 주로 질소, 산소, 수소 등으로 구성되어 있습니다.

질소: 질소는 주로 공기와 함께 용접부로 유입됩니다. 보호가스의 누출, 과도한 가스 유량, 흔들림, 바람 등으로 인해 보호가스가 제대로 작동하지 않으면 공기가 용접부로 들어오게 됩니다. 공기 중 질소는 용착금속과 반응하여 질화물을 생성하고, 이 질화물은 용접부에서 기공을 만듭니다.

 

산소: 산소도 공기와 함께 용접부로 유입될 수 있습니다. 또한, 모재나 용접봉의 표면에 존재하는 녹이나 오일 등이 열에 의해 분해되면서 산소를 방출할 수 있습니다. 산소는 용착금속과 반응하여 산화물을 생성하고, 이 산화물은 용접부에서 기공을 만듭니다.

 

수소: 수소는 주로 습기와 함께 용접부로 유입됩니다. 습기는 모재나 용접봉의 표면에 존재할 수 있으며, 특히 저수소계 용접봉이 충분히 건조되지 않았을 때 발생할 수 있습니다. 습기는 열에 의해 수소와 산소로 분해되고, 수소는 용접부에서 기공을 만듭니다.

 

기공 해결 방법

 

보호가스의 관리: 보호가스의 누출이나 과다 유량을 방지하고, 바람이나 흔들림으로 인한 공기 유입을 막기 위해 적절한 보호가스를 사용하고, 가스 호스나 노즐 등을 정기적으로 점검하고, 용접부를 가리는 스크린이나 쉴드를 설치합니다.

 

모재와 용접봉의 관리: 모재와 용접봉의 표면을 깨끗하게 청소하고, 오일이나 녹 등의 이물질을 제거합니다. 저수소계 용접봉은 건조함을 유지하고, 제조사의 권장 기간 내에 사용합니다. 표면 처리된 모재는 용접 전에 코팅을 제거하거나 최대 두께를 준수합니다.

 

용접 조건의 관리: 용접 전류나 전압, 아크 길이, 용접 속도 등의 용접 조건을 적절하게 설정하고, 과도한 열량이나 흔들림을 피합니다. 위빙이나 예열 등의 방법으로 열량을 증가시킬 수 있습니다. 충분한 데옥시던트를 함유한 용접봉이나 와이어를 사용합니다.

 

 

용접부의 기공 결함은 용접성능에 큰 영향을 미치므로, 용접 전후에 적절한 조치를 취하는 것이 중요합니다.
평택 용접학원 SM학원에서 알곤용접 이론 교육 11교시는 용접결함 기공에 대해서 공부했습니다.
다음 12교시에 만나요~

 

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