용접 결함의 종류와 원인

핵심 정리

용접은 금속, 유리, 플라스틱 등을 열과 압력으로 접합하는 기술이다. 두 물질 사이에 원자간 결합을 이루어 접합하는 방식이므로 재료를 절감할 수 있다는 장점이 있다. 용접 결함은 이렇게 만든 접합부에 생긴 흠, 이물, 또는 제대로 붙지 않은 부분을 가리킨다. 결함은 모양과 원인에 따라 이름이 나뉘므로 이름과 정의를 짝지어 기억해야 선지를 가를 수 있다. 특히 언더컷과 오버랩은 용어가 비슷해서 함께 구분해 두어야 한다.

결함은 크게 세 계열로 나눠 보면 정리가 쉽다. 하나는 비드 가장자리의 모양에 생기는 계열이고, 다른 하나는 모재와 용착금속이 붙지 않는 계열이며, 마지막은 용접부 안에 가스나 이물이 남는 계열이다. 이 중 모재와 용착금속이 붙지 않는 계열의 대표가 융합불량이며, 용접 금속과 모재가 융합되지 않고 겹쳐지는 결함이 여기에 해당한다.

결함이 있으면 접합부가 설계된 대로 힘을 전달하지 못할 수 있다. 응력이 결함이 있는 자리에 몰려 접합부의 강도와 안전에 영향을 줄 수 있으므로, 결함의 종류를 아는 것과 함께 결함이 아닌 것을 구분하는 것도 중요하다.

결함의 원인은 전류, 운봉 속도, 용접봉 각도 같은 작업 조건과 용접 분위기 같은 환경으로 나눠 본다. 작업 조건이 맞지 않을 때 어떤 결함이 생기는지는 조건마다 다르므로, 조건과 결과를 짝지어 두어야 한다. 용접 완료 뒤의 냉각은 작업 조건과 시점이 다르므로 따로 구분해 본다.

비드는 용착금속의 표면 형상이며, 용접 후 검사에서 찾는 결함의 유형이 아니다. 검사 대상을 정할 때 비드의 모양과 실제 결함을 섞지 않는 것이 핵심이다.

자세히

언더컷과 오버랩의 구분

언더컷과 오버랩은 모두 비드 가장자리에 생기지만 방향이 반대다. 위치만 보고는 둘을 구분하기 어려우므로, 어느 재료가 녹았는지를 기준으로 삼아야 한다. 오버랩은 용착금속이 모재와 융합되지 않고 끝부분에서 겹쳐진 결함이다. 반면 언더컷은 모재가 녹아 용착금속이 채워지지 않고 연속적인 홈이 남는 결함이며, 용접 상부가 채워지지 않아 홈 가장자리가 남는 모습으로 나타난다.

두 결함을 가르는 순서는 다음과 같다. 먼저 모재 쪽이 녹아 홈이 남았는지 본다. 그렇다면 언더컷이고, 용착금속이 끝에서 겹쳐 있다면 오버랩이다. 이 순서는 위의 정의를 그대로 적용하는 것이다.

표의 세 번째 칸처럼 결함의 이름과 작업 조건을 한 묶음으로 기억해야 한다. 이름만 외우고 조건을 빼먹으면 원인을 묻는 선지에서 흔들린다.