안녕하세요~~
AL6061-T6를 TIG 용접으로 필렛 용접 후 CO2 폴리싱을 진행 했습니다.
용접부 전체에 작은 기공들이 발생 되었는데...폴리싱을 하지 않은 것과 차이가 있어 문의 드립니다.
폴리싱을 하지 않은 용접부에는 발생이 되지 않았는데요....
이게 용접 중에 이슈가 있어서 기공이 발생 되었을까요? 당시 조건에서는 큰 차이점은 없었습니다.
안녕하세요,
용접프로세스는 GT를 적용하셨고, 실딩가스는 100%Ar을 적용하셨다고 보고
추정되는 기공의 원인들을 아래와 같이 설명드립니다.
1. 실딩가스내 수분함량이 어느 정도였는지 확인하시기 바랍니다. 용접시 모재 표면의 수분도 고려해서 검토 필요.
2. 기공은 보통 비드 표면에 형성되는데, 폴리싱 과정에서 확인된다고 하시면, 기공이 비드 내부에 형성되었거나, 표면에서는 잘 보이지 않고 비드 안쪽까지 연결되어서 형성되었는지도 확인하시기 바랍니다.(사진 자료를 공유해 주시면 좋을 거 같습니다.)
3. 용접부에 형성되는 기공의 주요 원인은 "실딩 불량 또는 탈산제 부족" 등 입니다.
위의 좋은 답글들 위에 조금만 보태어 봅니다.
CO2 polishing (blasting)은 Oil & Grease 등의 제거에는 도움이 될지 모르나 표면의 거칠기를 조절하는 용도로는 효과가 기대되지 않으며 새로운 Porosity의 형성에도 기여하는 것이 없습니다. 다른 방법인 CO2 Laser Polishing 의 경우는 (이 방법을 적용한 것으로 예상) 표면의 재용융에 의해 보다 효율적으로 표면 거칠기 (fine)를 조절하게 되나 적정 Laser 에너지밀도를 사용하지 않으면 새로운 Porosity의 형성이 보고되고 있습니다.
따라서 Polishing 후 나타난 새로운 Porosity 는 (1) 부적절한 Polishing Procedure 나, (2) 용접 중 발생하여 표면직하에 형성되었던 Porosity가 Polishing과정을 통해 표면으로 드러난 결과가 아닌가 생각듭니다. (1) 의 경우 laser polishing으로 가정할 때 적정 Laser 에너지 입력이 적정하게 되었는지 재확인 할 필요가 있으며, (2)의 경우 내부의 기공을 NDE로 확인할 필요가 있으며 동시에 적용한 용접 절차를 추적해 볼 필요가 있어 보입니다.
References
https://www.google.com/search?q=balling+effect+in+CO2+laser+polishing+on+aluminum+weld+surface&sca_esv=39b9ebc457fec9be&sxsrf=AE3TifOmyeeJ4YM4aa4sa2wEi41AMuRnQA%3A1758255531077&ei=q9nMaPGzBJSAkvQPkNO0qAc&ved=0ahUKEwixteqi_OOPAxUUgIQIHZApDXUQ4dUDCBE&uact=5&oq=balling+effect+in+CO2+laser+polishing+on+aluminum+weld+surface&gs_lp=Egxnd3Mtd2l6LXNlcnAiPmJhbGxpbmcgZWZmZWN0IGluIENPMiBsYXNlciBwb2xpc2hpbmcgb24gYWx1bWludW0gd2VsZCBzdXJmYWNlSIHWLVCWpC1YlsstcAJ4AJABAJgBswGgAeIRqgEEMi4xNrgBA8gBAPgBAZgCEKACnA7CAg4QABiABBiwAxiGAxiKBcICCxAAGIAEGLADGKIEwgIFEAAY7wXCAggQABiABBiiBMICCBAAGKIEGIkFwgIIECEYoAEYwwTCAgoQIRigARjDBBgKmAMAiAYBkAYHkgcEMi4xNKAHiUSyBwQwLjE0uAeRDsIHBjEuMTAuNcgHKg&sclient=gws-wiz-serp
https://www.hobartbrothers.com/wp-content/uploads/2020/09/Aluminum_Welding_Guide.pdf
https://weldguru.com/aluminum-welding/
https://www.lincolnelectric.com/en/Welding-and-Cutting-Resource-Center/Welding-How-Tos/A-Guide-to-Aluminum-Welding
아마도 용접부를 기계적으로 가공하지 않고, CO2 Laser로 표면 가공한 것으로 예상하고, 사진 자료나 Laser의 출력에 대한 자료가 없기에 그냥 일반적인 기준으로 의견드립니다.
6061가 워낙에 용접성이 좋아서 용접과정의 문제점은 아닐 것으로 예상하고, 열처리 합금이니 용접이후에 기계적 특성의 변화는 있을 수 있으나, 지금의 상황은 기공이라고 하니, 아마도 용접이후의 표면 산화물이 일정 시간이 지난후에 수분과 결합한 형태로 존재하다가 CO2 Laser의 열에 의해 문제를 야기했을 가능성이 있습니다. 알루미늄이 대기에 노출되면 시간이 경과함에 따라 표면에 Al2O3의 산화피막이 형성된다고 알고 있지만, 실제로는 여기에 5H2O 이상의 수분이 함께 존재하며, 그 수분의 양은 시간이 지남에 따라 점점 더 커집니다.
그게 고출력의 Laser에 의해 부분 용융되었다가 다시 응고하면서 수분의 분해에 의한 수소 침입으로 문제가 발생할 수 있습니다.
대개 알루미늄은 Laser 보다는 기계적인 연마 혹은 전해 연마로 표면 가공을 합니다. 아마도 제품의 형상때문에 Laser를 선택한 것으로 이해합니다.
좀더 정확한 기공의 발생 원인은 문제가 된 시편을 분석하고, 용접 및 Polishing 과정을 전체적으로 살펴볼 필요가 있습니다.
원하신다면, 관련 전문가를 통해 유료로 기술지원을 해 드릴 수 있습니다.