용접부의 잔류응력 완화에 대하여 설명하시오

 

용접부의 잔류응력 완화에 대하여 설명하시오

 가. 잔류응력 완화법(제거법)

1) 응력제거 풀림(stress-relief annealing)

  잔류응력이 있는 용접물에서는 인장응력 부분과 압축응력 부분이 서로 당기고 있으므로 이것을 적당한 고온으로 유지하면 크리프에 의한 소성변형으로 잔류응력이 거의 소멸되어 버린다.

  약 550～650℃ 정도에서 항복점이 현저하게 저하한다. 또한 연강 이외의 저합금강에서도 약 600～650℃ 정도에서 항복점이 현저히 저하하므로 이 온도 범위에서 응력제거 어닐링이 실제로 채용되고 있다. 잔류응력의 완화는 유지온도가 높을수록 유지시간이 길수록 크리프가 일어나기 쉬우므로 잔류응력이 현저하게 감소된다.

  최초의 응력이 반감하기까지의 시간은, 550℃ 의 경우는 약 75분, 650℃ 에서는 약12분, 750℃에서는 약 3분 정도 유지하면 된다.

  방법은 노내 응력제거법(석출경화), 국부응력 제거법 등이 있다.

 [ 응력제거 어닐링 효과]

  ① 용접 잔류응력의 제거                                        ② 치수 비틀림의 방지

  ③ 응력부식에 대한 저항력의 증대                          ④ 열영향부의 템퍼링 연화

  ⑤ 용착금속 중의 수소제거에 의한 연성의 증대        ⑥ 충격 저항의 증대

  ⑦ 크리프 강도의 향상                                            ⑧ 강도의 증대(석출경화)

  2) 저온응력 완화법

  용접선의 양쪽을 정속이동의 가스불꽃으로 폭 150mm 정도에 걸쳐서 150 ~ 200℃로 가열한 다음 곧 수랭함으로서 주로 용접선 방향의 인장응력을 완화하는 방법, 이 이유는 용접선 양쪽의 압축응력부분을 가열하면 용착부에 인장열응력이 생겨서 이것이 잔류인장응력과 겹쳐져 용착부에 인장소성변형이 생기고, 이것에 의해 잔류응력이 완화되기 때문이다.

 3) 기계적 완화법

   용접선 방향에 0.2% 정도의 소성변형을 주면 잔류응력이 완화된다.

  4) 피닝법

 5) 시공에 의한 잔류응력 경감법

  (1) 용착금속의 량을 될 수 있는데로 감소시킬 것.

  (2) 적당한 용착법과 용접순서를 선정할 것.

  (3) 적당한 포지셔너를 사용할 것.

  (4) 예열, 후열을 할 것.