(그림자나무) 용접열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone)

안녕하세요, 그림자나무 입니다.


이번엔 용접열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone) 에 대해 알려드리도록 하겠습니다.




문제) 용접열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone)


답)


I. 개요


1. 용접 열 영향부는 용접열의 영향을 받아 금속조직이나 기계적 성질 등에 변화가 생긴 용융되지 않은 모재의 부분을 가리킨다.


2. 강에서는 통상 A1 변태점 이상으로 가열되는 부분으로 용접열에 의해 모재가 열처리를 받는 것과 같은 현상이다.


II. 용접열영향부의 조직

1. 용착금속부: 1500 ℃ 이상.


- 용융응고부분으로 수지상 (Dendrite) 조직을 나타낸다.


2. 조립부: 1500 ~ 1250 ℃


- 결정립이 조대화되어 마르텐사이트 등의 경화조직이 되기 쉽고, 저온 균열의 발생 가능성이 크다.


3. 혼립부: 1250 ~ 1100 ℃


- 조립과 세립의 중간 성질을 가진다.


4. 세립부: 1100 ~ 900 ℃


- 결정립이 A3 변태 (재결정) 에 의해 미세화되어 인성 등의 기계적 성질이 양호해진다.


5. 구상 펠라이트부: 900 ~ 750 ℃


- 펠라이트만 변태하거나 구상화하며, 서냥시에는 인성이 양호하나 급냉시에는 마르텐사이트화항 인성이 저하된다.


6. 취화부: 750 ~ 300 ℃


1) 열응력 또는 석출현상에 의한 취화가 발생한다.


2) 현미경 조직 검사로는 변화가 없는 것으로 나타난다.


3) 정적연성은 변화가 없지만 충격특성은 열화된다. (킬드강은 취화 정도가 약하나 세미킬드 및 리드강은 충격 특성의 열화가 광범위한 영역에서 발생한다.)


7. 모재 원질부: 300 ℃ ~ 실온


- 열영향을 받지 않은은 모재 부분에 해당된다.


III. 열영향부의 기계적 성질


1. 경도


1) 일반적으로 조립부의 경도가 가장 높다.


2) 최고 경도값은 일적으로 냉각속도에 비례한다.


3) 냉각속도가 일정할 경우에는 탄소 함유량에 다라 경도가 달라진다.


2. 인성 및 연성


1) 조립부는 인성이나 연성이 현저히 저하된다.


2) 마르텐사이트의 생성 원인이다.


3. 조직 취화 개선 방법


1) 적절한 용접봉을 선택해야 한다.


2) 예열 및 후열처리를 한다.


3) Nomogram 에 의해 추정되는 냉각속도 및 시간을 관리한다.


4) 연속냉각곡선 (CCT diagram) 을 이용하여 상 변태를 사전에 예측한 냉각방법으로 선정한다.