저수소계 용접봉 기공발생 대책 유의사항 용접기술사 서브노트

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저수소계 용접봉 와 기공발생

저수소계의 용접봉은 석회석이 주성분으로 염기도가 높게 되어 있고, 수소원이 극히 낮게 억제되어 충분히 건조하여 사용하므로 용접금속의 연신율, 인성 및 열영향부의 수소에 의한 지연균열에 대한 내균열성이 좋아 고장력강으로 사용된다.
그러나, Arc Start 시 기공발생이 높아 충분한 대책을 세운 후 용접해야 한다.

기공발생 원인으로는 탄산칼륨이 흡열반을 일으켜서 아크를 발생하는 시점에서는 탄산가스가 충분히 나오지 않아 첫 아크 발생 시 열량부족으로 탄산염의 분해가 순간적으로 지연되고 Co2 차단 효과가 불충분하여 대기를 차폐하는 기능이 약하기 때문에 발생한다.

또한, 저수소계 용접봉은 수소량을 낮추기 위하여 피복제 중의 석회석(탄산칼슘)을 다량으로 함유하고 유기물을 거의 함유하고 있지 않는다. 유기물은 연소분해 속도가 빠르고 보호가스를 다량으로 발생시키지만, 석회석은 분해 속도가 늦어 이러한 상반된 작용에 의한 흡열반응이 주요 원인이 된다.

따라서, 저수소계 용접봉은 유기물을 포함하고 있는 셀룰로이드계와 고산화티탄계의 용접봉에 비하여 용접개시 때의 열량 부족과 보호가스 부족으로 질소, 산소가 증가하여 기공이 발생한다.

아크가 긴 경우 기공의 발생 빈도가 높고, 고속 용접 시 고전류 용접에서 기공 발생빈도가 높다.

 

기공발생 대책으로는,

1. 심선의 선단부에 구멍을 가공하여 전류의 밀도를 높이는 방법
2. Back-step법을 사용하여 시작점에서 대략 20mm 뒷부분에 아크를 발생시켜 다시 용접 시작부로 내려와 용접을 이행하는 방법
3. 보조철편인 End tap을 사용하여 크레이트부를 모재 밖으로 빼내는 방법
4. 저전류와 사전 예열로 수소를 방출하는 방법
5. 저속용접 방법과 아크를 짧게 유지하는 방법
6. 용접 전 300~350도 정도로 2시간 건조하여 사용하는 방법 등이 있다.

 

저수소계 용접봉 E4316

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