철골의 용접접합 방법 - 기구미 노트

 

기출문제

• 2022년 127회 1교시 7번 : 서브머지드 아크 용접(Submerged Arc Welding)
• 2020년 121회 4교시 6번 : 철골공사에서 용접사의 용접자세 및 기량시험에 대하여 설명하시오.
• 2011년 95회 1교시 7번 : 철골의 CO2 아크(Arc) 용접
• 2010년 92회 4교시 5번 : 현장 철골 용접방법, 용접공 기량검사 및 합격기준에 대하여 설명하시오
• 2006년 78회 2교시 4번 : 철골공사에서 용접방법의 종류 및 유의사항에 대하여 기술하시오.

개요

1. 용접접합이란 짧은 시간내에 국부적으로 가열하여 두 강재를 용융상태에서 접합하는 방식이다.
2. 강재의 절약, 건물의 경량화, 무소음, 무진동의 장점이 있어 널리 사용된다.

 

용접접합의 특징

1. 장정
1. 강재의 절감으로 자중감소
2. 응력전달이 확실
3. 무소음, 무진동
4. 수밀성, 기밀성 유지
2. 단점
1. 접합부 검사가 곤란
2. 용접공 숙련도에 따라 품질좌우
3. 용접열에 의한 모재의 변형 발생
4. 용접부 취성파괴 우려

 

용접방법

1. 피복 Arc 용접(수동용접)
1. 피복재를 입힌 용접봉과 모재 사이에 전류를 통하여 발생하는 아크열(약600℃)을 이용하여 용접
2. 가장 널리 이용되는 용접법
2. CO2 Arc 용접(반자동용접)
1. 코일 상으로 되어 있는 와이어가 자동장치에 의해 연속으로 공급하며 아크를 발생시켜 모재와 와이어를 용접
2. 토치선단 노즐에서 CO2 가스를 내보내어 용착금속을 보호
3. Submerged Arc 용접(자동용접)
1. 용접의 진행을 자동으로 하며, 접합부 표면에 용제를 뿌리고 피복이 안된 용접봉을 용제 속에 대어 발생한 아크열에 용제 및 용접봉을 녹여 접합
2. 용접속도가 빠르고, 신뢰성이 높음

용접방법	운봉방식	봉내밀기	Shield	비고
피복 Arc 용접	수동(손)	수동(손)	용접봉의 피복제	수동
CO2 Arc 용접	수동(손)	자동(기계)	CO2 가스	반자동
Submerged Arc 용접	자동(기계)	자동(기계)	분말모양의 Flux	자동

이음형식

1. 맞댐용접
1. 접합재의 끝을 적당한 모양 또는 각도로 가공하여 용접살을 개선부(groove)에 채워 접합하는 용접방법
2. 맞댄용접에서 용접덧살이 응력을 전달하는 역할을 하므로 용접덧살의 형상, 모재의 관리가 중요
3. 접합되는 부재는 개선부에 용입된 용접부에 의해 일체화되머 중요한 부재의 접합에 사용
4. 맞댐용접 종류
   - 완전용입 맞댐용접 : 맞대는 부재 두께 전체에 걸쳐 완전하게 용접
   - 부분용입 맞댐용접 : 맞대는 부재 두께 일부에서 용접, 전단력, 인장력, 휨모멘트 받는 곳 사용 불가 
   
   
   
   
   
   
   
   
2. 모살용접(필렛용접)
1. 형강 또는 판등의 겹침이음, T형 이음, 각이음 등 부재의 교차선을 따라 용접살을 덧붙여 용접하는 방법
2. 응력전달이 용착금속에 의해 이루어 지므로 용접살의 목두께 관리가 중요
3. 모재에 홈파기 등의 사전가공을 하지 않고 그냥 용접 가능
4. 모살용접 종류 
   
   
   

용접공 기량검사 및 합격기준

1. 검사(시험)대상
1. 품질관리 구분 '다' 또는 '라'에 해당하는 경우 용접공 기량검사(용접공시험)을 하는 것을 원칙
2. 강판두께가 50mm 초과하는 용접구조용 압연강재나 강판두께가 40mm를 초과하는 내후성 열간압연강재의경우
3. 피복아크용접, 플럭스코어드아크용접, 가스메탈아크용접, 서브머지드아크용접 이외의 용접을 할 경우
2. 기량검사시 고려사항
1. 시험강판 : 같은 용접조건으로 취급하는 강판 중 가장 조건이 나쁜것을 사용
2. 용접조건 : 실제의 시공에 사용하는 용접조건
3. 용접자세 : 실제로 행하는 자세 중 가장 불리한 자세
4. 서로다른 강재의 그루브 용접시험 : 실제의 시공과 동등한 조합의 강재로 실시
5. 용접재료 : 낮은 강도의 장재 규격을 따름
6. 같은 강종 판두께 다른 이음 : 판두께가 얇은 쪽의 강재로 시험
3. 검사(시험) 종류
   

   시험의 종류	시험항목	시험편 개수	판정기준
   그루브 용접시험	인장시험	2	인장강도가 모재의 규격치 이상
   	파괴(굽힘)시험	2	결함길이 3mm 이하
   	충격 시험	3	용착금속으로 모재의 규격치 이상 (3개의 평균치)
   	마크로 시험	2	균열없음 언더컷 1mm 이하 용접치수 확보
   	방사선투과시험	시험편 이음 전장	2류 이상(인장측) 3류 이상(압축측)
   필릿용접 시험	마크로 시험	1	균열없음 언더컷 1mm 이하 용접치수 확보 루트부 용융
   스터드 용접시험	스터드 굽힘시험	3	용접부에 균여이 생겨서는 안됨.

 

용접접합시 주의사항

1. 용접할 모재의 표면은 녹, 슬래그, 기름, 수분 등을 제거한다.
2. 용접부에는 균열, 용입불량, 슬래그 혼입, 블로홀 등으로 이음부 성능을 손상시키는 유해한 결함이 없어야 한다.
3. 예열이 필요한 경우 강재의 판두께, 이음부의 구속도 등을 고려하여 실시한다.
4. 부재의 조립 및 용접의 순서는 용접변형이 최소가 되도록 한다.
5. 개선이 있는 용접의 양쪽 끝에는 완전한 용접이 될 수 있도록 엔드 탭을 이용한다.
6. 용착금속의 충분한 용입을 확보하기 위해 뒷댐재를 이용한다.
7. 기온이 -5℃ 이하에서 용접해서는 안된다.
8. 바람이 강한 날은 바람막이를 하고 용접한다.
9. 모재 표면 및 틈새에 수분이 남아 있는지 확인 후 용접한다.

연관문제

용접부위 결함 - 용접변형 - Stud bolt - 철골의 비파괴 시험 - 엔드 탭 - Metal Touch

 

참고문헌(출처)

• 표준시방서 KCS 14 31 20 용접 /국가건설기준센터
• 표준시방서 KCS 14 31 70 데크플레이트 바닥슬래브 / 국가건설기준센터
• 건축시공학 / 강병두
• 건축기술지침 / 대한건축학회