열 용접 후 열처리

용접 후 가열은 재료가 너무 빠르게 냉각되어 내부 응력이 발생하거나 바람직하지 않은 금속학적 변화가 일어나는 것을 방지하기 위해, 초기 예열 온도와 다른 온도로 재료를 가열하는 과정을 말합니다.

PWHT는 용접 금속의 인장 잔류 응력을 항복 강도의 약 30% 수준으로 낮추어, 취성 파단의 위험을 방지하고 우수한 기계적 특성을 보다 쉽게 확보할 수 있도록 돕습니다.

스트레스 해소

용접 후 열처리는 모든 등급의 강재에 적용할 수 있으며, 재료의 종류와 두께에 따라 조절 가능한 시간 동안 공작물을 정확한 온도로 가열함으로써 용접부의 변형이나 조기 파손을 유발할 수 있는 내부 응력을 완화할 수 있습니다.

수소 베이크아웃 및 예열과 같은 응력 제거 기술에는 예열로가 필요하며, 탄소강 및 고합금강은 물론 두께가 두꺼운 재료를 가공할 때 예열이 필요할 수 있습니다.

최적의 결과를 얻기 위해서는 예열로에 열전대를 장착하여 정확한 가열 및 냉각 속도를 모니터링해야 합니다. 이를 통해 열충격을 줄이고, 용접 부위가 목표 온도에 더 빨리 도달하도록 하며, 용접 부위에서 산화, 재템퍼링, 과열 또는 수소 취성이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다. 이를 위해서는 열충격을 방지하여 용접부가 열충격을 겪지 않고 목표 온도에 도달하고 이를 유지할 수 있도록 해야 합니다. 이를 통해 열충격은 물론, 용접부의 과열로 인한 산화, 용접부 내 재템퍼링, 그리고 구역 간 불균일한 가열 속도로 인해 발생하는 용접부 과열로 인해 수소 취성이 발생하는 것을 방지할 수 있습니다; 이러한 방식으로 열충격을 방지함과 동시에 열충격을 겪지 않고 목표 온도에 도달하여 이를 유지함으로써 용접부의 산화를 허용하고, 동시에 용접부 온도 변동으로 인해 발생하는 수소 취성 현상으로 인한 과열 없이 목표 온도를 유지함으로써, 금속의 강도 및 경도 저하로 이어지는 강도/경도 감소/재-재템퍼링 또는 재템퍼링/재템퍼링/재템퍼링으로 인해 용접부 산화나 재템퍼링으로 인한 강도/경도 저하를 방지하며, 과열로 인한 수소 취성 위험을 유발하지 않으면서 목표 온도에 도달하여 용접부의 강도/경도 저하를 방지하고, 용접부가 과열되지 않도록 온도를 제어함으로써 금속의 강도/경도 저하를 방지하며, 경도 저하/경도 손실을 방지하며, 목표 온도에서 유지함으로써 용접부의 과열/템퍼링으로 인한 강도/경도 감소 또는 용접부 특유의 강도/경도 손실을 줄입니다. 또한, 과열로 인해 수소 취성에 더 쉽게 취약해져 발생하는 강도/경도 손실 또는 경도 저하를 방지하고, 용접부의 부식이나 과열로 인한 강도/경도 손실을 감소시킵니다.탈석회화/재템퍼링/재감소 손실 또는 과열로 인한 경도 감소 손실을 방지함으로써, 강도/경도 손실 또는 과열 손상/경도/경도 감소를 줄이며, 강도/경도 손실을 감소시키거나, 과열/취성 손실을 방지합니다. 이는 과열로 인한 열 손실 후 필요한 경우 용접부의 수소 취성을 감소시킴으로써 강도/경도 손실을 줄이는 결과를 가져옵니다.

정규화

열처리 후 단면을 정규화하는 것은 내부 응력을 완화하고, 미세구조를 자연 상태로 복원하며, 기계적 특성을 향상시키고, 용접이나 기타 공정 중 불균일한 가열로 인해 발생하는 이방성을 줄여 성형이나 가공을 용이하게 할 뿐만 아니라, 가공 중 또는 가공 후 발생하는 변형이나 균열을 줄이고, 배치 간 특성 일관성을 유지하는 데 효과적입니다.

어닐링과 마찬가지로, 노멀라이징은 내부 응력을 해소하기 위해 용접된 부품을 재결정 온도 이상으로 천천히 그리고 신중하게 가열한 후, 공기로 서서히 또는 물로 서서히 냉각하는 공정입니다. 노멀라이징은 어닐링과 달리 냉각 속도가 더 빠르기 때문에 어닐링 공정보다 최종 금속의 연성이 낮아집니다. 이로 인해 노멀라이징은 구조 부재와 같은 중요 부품의 강도와 신뢰성을 보장하는 데 필수적인 공정입니다.

어닐링

어닐링은 용접 부품의 내부 응력을 감소시키고 취성 파단을 방지하여 연성을 높이고 재료의 가공성을 향상시킵니다.

부품이나 전체 조립품을 재결정점을 초과하는 온도까지 가열한 다음, 시간을 두고 서서히 냉각시키는 것이 제어된 금속 재결정을 위한 방법입니다. 전문가들은 특정 강종에 적합한 구체적인 온도와 유지 시간에 대해 조언합니다.

가스 버너, 산소-가스 화염, 전기 담요 또는 유도 가열과 같은 예열 기법을 모두 사용할 수 있습니다. 냉각 속도를 늦추거나 모재에 바람직하지 않은 금속학적 변화를 유발하는 과도하고 불균일한 가열을 방지하기 위해서는 대상 영역 전체에 걸쳐 열이 균일하게 분포되도록 하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 현상은 열균열, 변형 또는 용접 불량을 초래할 수 있습니다. 용접 부위에 적절한 가열 시간과 균일성을 보장하기 위해 온도 모니터링 기술을 활용하는 것이 바람직하며, 여기에는 예를 들어 적외선 카메라나 열전대 사용이 포함될 수 있습니다.

템퍼링

팽창 가열을 이용한 용접 후 열처리는 잔류 응력을 효과적으로 완화하고 용접 부재의 구조적 무결성을 향상시킬 수 있습니다. 팽창 가열은 금속을 정밀하게 제어된 온도로 가열함으로써 용접부 주변의 재료가 팽창하도록 하여 내부 응력을 해소하는 동시에, 압력 하에서 발생하는 변형이나 파손으로부터 용접부를 보호합니다.

사후 가열은 높은 농도의 주변 수소가 용접부에 침투하여 균열을 일으키는 ‘수소 유발 균열(HIC)’의 위험을 줄일 수 있습니다. 용접 후, 적절한 온도까지 냉각된 직후 용접부를 일정 시간 동안 다시 가열하여 용접부 내부에 갇힌 수소 원자가 방출되어 외부로 확산되도록 해야 하며, 이를 통해 HIC 발생 가능성을 줄일 수 있습니다.

PWHT는 잔류 응력을 감소시키고 재분배할 뿐만 아니라, 처리 대상 재료에 맞춰 온도와 시간을 적절히 조정하여 올바르게 수행할 경우, 템퍼링 또는 에이징 효과를 촉진함으로써 용접부의 연성과 강도를 향상시킬 수 있습니다. 그러나 이러한 이점은 처리 과정에서 올바른 절차에 따라 적절한 시간과 온도를 적용하여 수행할 때에만 나타납니다.