Re: 이종재료 용접시 용접봉선택기준

> 장치현 님이 쓰신 글입니다.
> 안녕하세요.
>
> 이종 금속재료의 용접시 용접봉의 선택기준을 알고 싶습니다.
> 관련 규격과 구체적인 답변을 원합니다.
> 많은 조언 부탁드립니다.


이종 재료 용접과 관련한 규격상의 명확한 내용은 저도 아직 확실한 기준을 발견하지 못했습니다,
대개의 경우에 각 용접봉 Maker에서 이종 용접에 관한 Table을 제공하고 있습니다.
Code상의 기준으로는 제가 유일하게 발견한 것은 AWS D1.1과 API 1104에 제시된 것이 유일했습니다.
그 내용은 "이종재료의 용접시에 적용되는 용접봉은 하위 Grade의 재료를 사용할 수 있다" 입니다.
이말의 의미는 Carbon Steel인 A516-70과 A516-60을 용접할 경우에 Tensile 값이 60짜리를 사용할수 있다는 의미이며, Carbon Steel과 5Cr등의 Low Alloy Steel을 용접할 경우에 용접재료로 5Cr이 아니고 미량의 Cr이 들어 있는 인장강도 80계열의 Carbon Steel 용접재료를 사용해도 된다는 의미로 해석됩니다.
그리고, 실제로는 현장에서 이렇게 적용하는 경우도 많이 있지요.

제가 여기저기 자료를 찾아 정리한 내용은 다음과 같습니다.

이종 금속의 용접 재료 선정 기준
(1) Defect Free Welds
용접 금속이 구조적으로 안정해야 한다.  용접 금속내에 결함이 발생할 수 있는 용접 재료와 용접 조건은 피해야 한다.

(2) Physical Properties
용접 금속의 물리적 특성이 용접 대상의 두 모재의 그것과 유사한 수준이어야 한다.  열팽창과 국부적인 응력 집중이 매우 중요한 인자이다.  국부적인 응력 집중을 막기 위해서는 용접 금속의 열팽창이 두 금속의 중간 수준이어야 한다.

(3) Mechanical Properties
용접 금속의 기계적 강도는 사용되어지는 모든 온도 범위에서 모재의 강보다 높은 수준이어야 한다.  그렇지 않으면 용접 금속을 관통하는 파단이 일어날 수 있다.

(4) Corrosion Resistance
용접 금속의 부식 저항성은 두 이종 금속 모재 보다 높은 수준이어야 한다.  용접 금속은 모재에 비해 높은 잔류 응력과 급냉에 의한 경화 조직으로 쉽게 부식 환경에 노출되어 피해를 입게 된다. 
따라서, 용접 금속은 모재의 내식성 보다는 우수한 내식성을 가져야 한다.  이 부식 저항성은 습식 상태의 Wet Corrosion 뿐만 아니라 고온 상태의 부식에도 동일한 저항성을 가져야 됨을 의미한다.

그러나, 실제로 현장에 사용되는 이종 금속의 용접 재료 선정에 있어서는 이 모든 조건을 만족시키기는 매우 어려우며 사용하는 용도에 적합한 가장 우수한 재질 특성을 가진 재료를 선정하는 작업이 필요하다.

현업에서 각종 산업플랜트의 기자재 재료 선정을 담당하는 제 입장에서는 사실 이런 문제가 발생할 때마다 매우 곤란을 겪게 됩니다.
제가 선정한 용접재료와 Client가 요구하는 용접재료와의 상이점이 발생할 경우에 이를 적절하게 설명하기는 상대방이 금속상변태나 조직학에 충분한 기본기를 갖추고 있기 전에는 어렵습니다.

도움이 되시길 바라며, 이종 용접재료 선정 Table은 Inco사 등에서 제시하는 용접봉 선정 Table을 활용하세요.