주물의 용접에 대해




1. 주철의 용접성

주철은 야금학적 특성에 의해 오늘날 가장 어려운 용접 중의 하나로 생각되고 있다.




특징은 다음과 같다.







주철은 용융 상태에서 급냉되면 HAZ 부위에 급격한 경화로 인한 냉각 수축 현상에 의한 균열 CRACK 발생의 위험이 크다.

용접시 모재의 불순물로 인한 BLOW HOLE을 발생한다.

용접에 의해 장시간 열을 받는 부위의 GRAPHITE는 탄소입자들을 형성하여 BRITTLE 하게 된다.




2. 주철의 종류

회주철 : GRAY CAST IRON

구상흑연주철 : NODULAR CAST IRON

백선주철 : WHITE CAST IRON

가단주철 : MALLEABLE IRON

인장성주철 : DUCTILE CAST IRON




백선주철을 제외한 주철은 용접이 용이하며 회주철 (Cr, Ni 포함)은 가장 널리 사용되는 주철이다. 마모성을 고려한 제품에는 구상흑연주철을 사용하고 제품의 성질상 유연성에 대한 내성을 요구하는 곳에는 인장성주철을 사용하고 특히 주철관에 널리 사용된다.




백선주철은 소위 칠드라는 속칭이 있듯이 경도가 대부분 HRC 60 이상이 되어 용접이 거의 불가능 하다.







3. 용접방법

주철용접에는 냉간 용접과 열간 용접으로 구분되며 냉간 용접은 예열 없이 아주 낮은 온도로 용접하는 방법이고 열간 용접은 용접하는 동안 600～700℃를 계속 유지하여 용접하는 방법이다.







(1) 냉간 용접시 일반적인 사항




용접 물체 표면을 깨끗이 한다.

가능한 낮은 전류로 WEAVING 없이 용접한다.

수축응력을 제거하기 위하여 용접은 짧은 비드로 한다.

첫 PASS가 용접된후 남아 있는 응력(STRESS)을 제거하기 위하여 PEENING을 하여 이를 계속 반복한다.

일반적으로 약 100～200℃ 정도의 예열을 한다.




(2) 용접의 기본원칙




용접 접합점 (모재와 용착금속의 경계부분)의 입열을 가능한 최소로 한다.

CRACK의 경우 CRACK의 양쪽 끝에 구멍을 뚫거나, CRACK 방향과 직각으로 3～4Cm의 다리 용접을 해준다.

중앙 CRACK의 경우는 CRACK의 끝쪽에서부터 CRACK의 중앙쪽으로 용접을 해나가고 한쪽끝만 CRACK이 있는 경우는 안쪽에서 바깥쪽으로 용접하여 나간다.

용접후 반드시 가벼운 망치질을 하여 수축 응력을 제거하여야 한다.

GROOVE 가공은 V형은 피하고 항상 U형으로 가공한다.

얇거나, 중간정도의 GROOVE 가공은 부드러운 U를 형성토록 하고 가능한 사이각은 넓게함과 동시에 높이는 두께의 50%이상 필요없다.

두꺼운 용접은 ROOT FACE를 5mm이상 크게 해서는 안된다. 그리고 각 부위를 부드럽게 가공한다.




(3) 선택기본




용접부의 두께와 구조

얇은 두께의 물체, GOLD 2 (ENi-Ci) 짧은 BEAD 형성 (두께 6mm 이하), 두꺼운 경우 1～2층은 GOLD 2, 나머지층은 GOLD 2, NiFe 60/40을 혼합한다.

내재력 용접인가, 일반 용접인가?

내압력 물체일때는 GOLD 2, SILVER (ENiCu-CiNi70 Cu 30%) NiFe 60/40을 사용하고 철저한 PEENING을 한다.

충격과 마모의 정도는?

NiFe 60/40 사용

주철의 종류

회주철일 경우 GOLD 2, SILVER, NiFe 60/40 사용

DUCTILE 가단 주철 : NiFe 60/40 사용

구상흑연주철 (MALLEABLE) : NiFe 60/40 사용

백선주철 : 일반적으로 용접이 난이하나 특수한 경우는 가능하다.

이종류 용접의 경우

GOLD2, SILVER, NiFe 60/40 사용