내부 용접 응력 > 기술 및 AS상담

• 목록
• 글쓰기

전자빔 용접은 국부적인 고에너지 밀도를 이용해 모재를 빠르게 가열·용융하는 방식이므로, 일반적인 용접에서 발생하는 잔류응력(residual stress)과 변형(distortion)은 비교적 작지만, 다음과 같은 내부 용접 응력이 발생할 수 있습니다.

1. 내부 용접 응력의 주요 원인
- 급격한 국부 가열: 전자빔이 매우 좁은 영역을 순간적으로 가열 → 용접 부위 주변과의 온도 구배(gradient)가 큼
- 고속 응고: 냉각 속도가 매우 빠르기 때문에 조직 수축과정에서 응력이 집중됨
- 심층 용입(deep penetration): 용입 깊이가 크기 때문에 깊은 내부에서 열수축 응력이 축적될 수 있음
- 진공 환경: 대류에 의한 열손실이 적어 국부 온도 상승이 더 크고, 열전도에 의존해 냉각됨

2. 전자빔 용접에서 나타나는 응력의 특징
- 잔류 인장응력: 용융부 및 그 주변에서 발생, 수축에 의해 인장 응력이 형성됨
- 압축응력: 용접 부위에서 멀어질수록 냉각된 영역이 가열된 용접부를 제약하면서 압축응력이 생김
- 3차원 응력장: 깊은 용입과 빠른 냉각으로 인해 입체적인 응력 분포를 가짐
- 변형은 적음: 열영향부가 좁고 총 열투입량이 적기 때문에 전체 구조물에 가해지는 변형은 MIG, TIG에 비해 적음

3. 응력 완화 및 제어 방법
- 후열처리 (Post Weld Heat Treatment): 응력 완화 및 조직 안정화
- 진동 응력 제거법: 열처리 대신 기계적 진동 부여로 응력 분산
- 용접 패턴 최적화: 연속 용접 대신 구간 용접 또는 방향 바꾸기
- 멀티패스 용접 사용: 필요 시 층별 용접하여 응력 분산

* 전자빔 용접에서도 내부 용접 응력은 분명 존재하지만, 총 열투입량이 적고 국부 용융 및 고속 냉각 덕분에 기타 일반적인 용접법(MIG, TIG, 아크용접 등)에 비해 변형과 응력은 작다는 장점이 있습니다.