용접 이음 (2)

 

 

(3) 플러그 용접(piug welding)

접합할 모재의 한쪽에 구멍을 뚫고, 관의 표면까지 가득 용접하여 다른 쪽 보내와 접합하는 용접을 플러그 용접이라 한다.
구멍의 모양은 원형, 긴 원형, 타원형, 직사각형 등 여러 가지가 있다.



(4) 덧붙인 용접
마멸된 부분이나 치수가 부족한 표면을 보충하는 용접을 덧붙인 용접이라 한다.



3.3 용접 이음의 설계요령

기계 부재를 용접에 의해 결합할 때는 각종 용접법의 특성 적용 범위를 이해하고, 가장 적합한 용접법을 선택함과 동시에 적절한 구조를 고려하여야 한다. 용접 설계에 있어서 주의하여야 할 사항은 다음 각항과 같은 것이 있다. 이 밖에 크레인 보일러 등 각종 용도에 따라 용접에 관한 여러 가지 관계 법규나 설계기준이 규정되어 있으므로 규정에 따라 설계한다.


3.3.1 재료의 용접성(weldability)


재료의 용접성이란 표준의 용접조건 및 용접작업 아래에서 용접을 시행했을 때, 금속의 기계적 특성과 여러 가지 결함 및 이들의 흐트러짐을 고려하여 그 용접이 기계 구조물 부재의 결합법으로서의 적부의 정도를 나타낸 것을 말한다.


3.3.2 용접작업


용접의 솜씨는 그 준비 치공구, 용접조건(용접 전압 의하여 영향을 받는다. 또한 용접은 자동 또는 반자동으로 하는 것도 있으나 세부에 대하여는 손용 접으로 할 수밖에 없다. 손용 접은 용접자의 기능에 좌우되는 것으로 개인차는 물론이거니와 동일한 작업자에 있어서도 용접 결과에는 차이가 생긴다. 용접관리가 잘 되어 있는 공장에서의 용접에 비하여 현장에서의 용접이 뒤떨어지는 것은 명백하다. 따라서 되도록 공장용접을 하고 부득이한 부분만 현장에서 용접하는 것이 바람직하다. 공장용접에서도 용접자세에 의하여 영향을 받는다.

용접 자세에는 뒤보기, 수평 자세, 수직 자세 및 아래 보기 자세의 4가지 자세가 있으며, 아래 보기 자세가 가장 용접 결과가 좋다. 또한 좁은 장소로 운 봉하는데 곤란한 곳은 결함이 생기기 쉽다. 설계에 있어서는 용접자세, 용접순서를 미리 고려해둘 필요가 있다. 또한 운 봉하는데 곤란한 곳의 용접은 피하도록 여러 가지로 방법을 생각하여야 한다.



3.3.3 용접부의 결함

용접작업에 의한 결함으로는 용인 부족, 언더컷, 오버랩, 슬래그 섞임, 기공, 비듯 밑 터짐 등이 있다. 이들 결함은 여러 가지 검사법에 의하여 검사되나 용접강도는 특히 피로파괴의 원인이 되는 것이다. 검사에는 외관 검사가 있고 내부에 대한 비파괴 검사로서는 방사선 검사가 가장 많이 사용되며 이 밖에 자기탐상법, 초음파탐상법, 와전류 법 등이 있다.

3.3.4 용접의 특성

용접의 본질적인 특성은 국부적인 고온 용융상태에 기인한 것으로서 다음과 같은 영향을 들 수 있다.

1) 잔류응력, 수축변형

2) 용접부의 변질

3) 살 돋움

 잔류응력, 수축변형은 용융, 급랭으로 인하여 생기는 것으로서 부재에 변형과 응력을 주게 된다. 용접부의 변질은 연속 강의의 경우 용접금속 부에서는 수지상 조직이며 경도는 모재보다 높아지고 열영향부에서는 결정립 자가 조대한 것부터 미세한 것까지 분포하여 용접부 경계 근처에서는 취성화된다. 살 돋움은 용접부를 보강하는 의미도 있으나, 이것이 크면 응력 집중 효과가 커진다. 이들은 모두 용접부의 결함과 더불어 강도 특히 피로강도를 저하하는 것이다.

 이런 결함을 경감시키기 위하여 용접 후 잔류응력을 제거하고 재질 기계적 성질을 향상할 목적으로 어닐링(annealing) 등의 처리를 한다.

 잔류응력, 수축변형은 다른 부재에도 응력을 주어 뜻밖의 곳에 큰 응력이 생기고 있다는 것도 고려하여야 한다. 따라서 이들의 영향을 가중하지 않기 위하여 용접성은 짧게 단속적으로 하고, 또 부재의 응력이 갑자기 커지는 부분의 용접이나 용접 선의 근접, 교차 등은 피하는 것이 바람직하다.

 용접성이 교차하는 경우에는 스캘럽(scallop)을 준다. 응력 변형을 완화하기 위하여 볼트 리벳 이름과 병용하는 것도 한 방법이다. 그러나 동일한 하중을 볼트 리벳과 용접이 부담하는 것은 피한다.

 이것은 하중에 대하여 양자가 동시에 저항하는 것이 아니고 한쪽이 파괴된 뒤에 비로소 다른 쪽이 저항하기 시작하는 것이기 때문이다. 따라서 양자를 병용할 때는 한쪽의 작용은 무시하고 계산한다.



3.4 용접 이음의 강도

용접 이음에는 여러 형태가 있고 이에 작용하는 하중 상태도 인장, 압축, 굽힘, 비틀림 등 여러 가지며 생기는 응력도 복잡하다. 용접부의 응력분포나 파괴강도에 관하여 아직 불명확한 점이 많으며 응력산출에 관한 학설도 각각 가정이 다르므로 그 결과도 다르고 또한 계산도 복잡하다. 따라서 실용상 간단한 응력계산법을 지정하여 구해진 응력으로 용접부의 강약을 논하는 방법을 채택하고 있다.

 응력계산에 기초가 되는 면 및 그 넓이는 용접부의 목 두께와 용접길이에 의하여 결정되는 면이며 그 넓이이다.



4 리벳 이음

강판 또는 형강 등을 영구적으로 접합하는 데 사용하는 체결 요소를 리벳이라 부른다. 건축구조물 또는 기계 부품을 영구 결합하기 위하여 사용되며 체결하는 리벳의 기능은 견고하고 강하게 죄는 것이다. 강도(strength)는 결합부의 파괴를 예방하고, 견고함(tightness) 은 누설을 방지하기 위함이다. 예를 들면 보일러, 물탱크, 가스탱크, 철골 구조물 등에 사용한다. 재료는 연속 강의, 동, 황동, 알루미늄, 두랄루민 등이 사용되고 구성은 리벳 헤드와 리벳 섕크로 구성되어 있다.