
스테인리스 피복봉(E316L. E347)이 End User 업체측에서는 자성을 이유로
지속적인 클레임을 제기하고 있습니다.
업체측에서 제기하는 문제는
첫째, MSS계열의 SUS봉을 공급했는지의 여부
둘째, ASS용으로 정상적인 용접봉이 공급되었다면 자력이 발생한 원인
셋째, 일부 용접봉에서는 자력이 발생하지 않는 원인
넷째, 자성이 용접부의 품질(FN 및 기계적 성질)에 영향을 끼치지 않는다
는 자료를 요구하고 있습니다.
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용접봉 자체의 자력을 다 측정하다니...
자력이 있어서 문제가 되는 경우는 모재 및 용접부의 강한 자력으로 인해 흔히 얘기하는 Arc Blow가 발생하는 경우가 있으며, 간혹가다 모재의 엄청난 자력으로 인해 용접이 불가해 지는 경우도 있지요.
그래서 AWS에서는 일정 수준이상의 자력을 제한하는 것으로 알고 있습니다. 전에 그런 관리용도로 사용되는 자력계를 본적이 있는 데, 지금 그 관리 기준 수치가 얼마인지는 기억나지 않네요
그렇다면 용접봉에 자력이 있다면 어떻게 될 것인가?
우선 Arc를 일으키는 순간에 용접봉은 용융이 될 것이고, 용탕에서는 근본적으로 자력은 발생하지 않을 것입니다. 자기변태선 한참 이상이므로...
첫번째 질문은 성분 분석을 해서 보여 주면 될 것이고
두번째와 세번째 질문은 용접봉을 생산하는 과정을 고려하면 쉽게 이해가 되면 답변이 가능하겠습니다.
Wire의 직경을 맞추기 위해 냉간으로 인발을 하게 되는 데, 이 과정에서 소성유기변태에 의해 일부 Martensite가 형성되고 그 양에 따라 자력을 가지게 되지요.
자성이 용접부에 엄청난 영향을 미칠 정도라면 아예 용접이 불가했을 것이고, 미세하나만 자력이 있을 경우에 어떤 문제점이 있을 것인가?
우선 Ferrite의 함량과는 근본적으로 무관할 것이라고 판단합니다.
초정으로 부터 응고된 Delta Ferrite를 상온까지 이끌어 가는 것은 용탕의 화학적 성분이외에는 모두 냉각속도와 관련이 있기에 자력과는 별 상관 관계가 없을 것으로 판단합니다.
그렇다면 자력에 있는 상황에서 용탕의 유동이 혹시 이상해 져서 그런 문제가 생길 수는 없는 가... 하는 의문을 가질 수 있겠지요
용탕의 유동에 영향을 미치는 힘은 Surface Tension, Bouyance Force, 그리고 Magnetic Force입니다.
그런데, 아무리 용접봉의 자력이 강해도 용접시에 가해지는 전자의 흐름에 의한 Magnetic Force 보다 크기는 어렵겠지요
TWI등에서 발간한 보고서를 보면 용탕의 미세화를 통한 잔류응력의 감소를 위해서 일부러 용탕에 Magnetic Stirring을 하는 내용이 소개된 것이 있습니다. 그런 내용들에 따르면 도리어 약간의 자성이 용접금속의 특성 향상에 도움이 된다고 할 수 있겠지요.
이런 사항은 잔류응력 감소를 위해 Vibration등 다양한 방법이 적용되는 데, 그중에 하나라고 이해하시면 되겠습니다.
마지막으로 AWS나 ASME등에서 규정하는 용접봉의 Chemical & Mechanical Data는 근본적으로 Weld Deposit에 대한 사항입니다.
따라서 welding Consumable의 Raw Material에 대한 일련의 지적을 하는 것은 부적절한 것으로 판단합니다.
용접재료는 완성된 용접금속의 건전성과 적절성에 기준을 두고 평가해야 합니다.