이번에 AL7075 T6+AL7075 T6 재질(두께 25.4mm)로 용접(GMAW)후
벌징(Bulging) 공정으로 제품을 제작해야 하는 큰 시련이 찾아와서,
여기에 고견을 듣고자 글을 적습니다
저의 짧은지식과 논문자료 검색한 결과로는
AL7075 재질은 용접은 가능하나, 용접부 건전성을 보장하지 못하는 것으로 판단됩니다
고객사에서는 벌징 공정시 버티는 정도의 이음부 품질을 요구하지만,
용접 후 용접부 건전성을 입증하는 PQR, WPS 정도는 작성해주길 원합니다.
AL7075 재질의 용접에 대한 기준을 세운 CODE 및 SPEC은 없는것으로 판단되는데
이런 경우에는 어떻게 기준을 세워 PQR, WPS를 작성해야 하는지요?
(자사에서는 타제품들 AWS 기준으로 제작하고 있습니다.)
추가로, AL7075-T6 재질로 용접 및 제작진행한 경험이 있으시다면
뭐가 되었든 고견을 남겨 주시면 좋겠습니다
감사합니다
저의 경험을 공유합니다.
1. Welding of AL7075: AL7075 (AL-1.5%Cu, 5.5Zn)는 높은 Zn 함량으로 인해 Non-Weldable Alloy로 분류되고 있습니다. 최근 nanoparticle additives 가 첨가된 Filler로 개발 중이지만 아직은 보편적인 상용화는 안되고 있습니다. 따라서 Arc Welding (SMAW, GTAW, GMAW, etc.) 으로는 불가능한 것으로 알려져 있으며 현재로서 유일한 용접 방법은 마찰 용접 (Friction Stir Welding)이나 Brazing 만이 가능할 것으로 판단합니다. 이에 따라 아직 Arc Welding 을 통한 WPS는 본 적이 없습니다.
2. Bulging 가공: 만약 마찰 용접이 적용된다면 모재의 열처리는 T6가 아닌 O 나 W로 적용하고 가공완료 후 T6로 다시 열처리하는 방법이 추천됩니다. 당연히 Brazing이 적용된 이음은 강도 보증이 안될 뿐만 아니라 그 후 어떠한 가공도 실시해서는 안됩니다.
참고로 항공기에 사용되는 대부분의 AL7075는 마찰용접이나 Rivet이음으로 처리하고 있습니다.
Al7075은 일부 현장에서 아연에 의한 균열이나 수소에 의한 문제점이 제기되고 있으며, 대개 일반적인 Fusion Welding은 잘 적용 안하지만, 그렇다고 용접이 전혀 안되는 것은 아닙니다.
WPS/PQR의 검증은 모재의 기계적, 화학적 특성 이상을 확보면 되는 것이며, 그 기준은 모재의 인장 강도 90% 이상을 확보하면 되도록 ASME 등에서 인정하고 있습니다.
이후의 Bulging 과정에 대한 검증까지를 용접부가 챙겨야 될 이유는 없다고 봅니다. 어떠한 경우에도 모재의 연신이나 인장강도 이상을 확보하면 그걸로 만족된다고 보면 됩니다.
언급하신 AWS에는 여러가지 세부 Standarad가 있기에 현재 언급하신 기준이무엇인지는 모르겠으나, 어느 경우에나 기본 Concept은 동일합니다. 캐나다의 경우에는 ACSA W59.2에 구체적으로 설계와 용접절차 및 용접사 인증과 완성품에 대한 것 까지를 제시하고 있으나, 그 근간은 역시 비슷합니다.
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