둘다 Carbon Content가 높기 때문에 용접부 경화 및 균열 발생 가능성이 높습니다. 게다가 SAPH440은 Pickled and Oiled 강재로서 산세 후에 녹 방지를 위해 표면에 오일을 바른 강재입니다. 그러니 용접을 하게되면 당연히 문제가 발생할 수 있습니다. 굳이 억지로 용접을 하겠다면, 예열 충분하게 해 주고, 사전에 표면의 오일을 제거하는 노력이 필요합니다.

1. 이종 재질 용접시 예상되는 문제는 크게 (a) 양쪽 모재의 화학적 조성의 차이로 인한 용착금속에서 발생하는 희석 (Dilution)과 모재로부터의 pick-up에 의한 비균질한 화학조성의 용착금속 형성, (2) 이로 인한 용접금속의 물리적, 화학적 변화에 의한 용접성 변화, 내식성 변화 등입니다. 2. SM45C 와 SAPH440은 사용 용도 차이는 있지만 같은 Ferritic material로서 용접성에는 큰 문제는 없습니다 (단 준수해야 할 사항 만족 기준) 3. SM45C 는 기본적으로 Carbon 함량이 0.42~ 0.48%의 고탄소강으로서 용접성이 지극히 떨어집니다 ( 용접시 cold crack 발생에 매우 민감함을 뜻함, 수소지연균열, 저온균열과는 다른 차원임) 4. 또한 SM45C는 통상 Quenching & Tepmering하여 사용하는 그조용 탄소강이기 때문에 용접전에 tempering 온도를 확인하여 용접후 열철리시 SM45C Tempering온도를 초과 하지 않도록 해야 합니다.가끔씩은 소둔 (Annealing) 처리된 자재가 쓰이기도 하지만 사용환경에 따라 드문 경우입니다. 5. SM45C는 고탄소강이므로 용접시 예열과 용접후 후열 (Post heating)을 즉시 수행하지 않으면 Martensite 변태에 의한 crack이 SM45C HAZ에서 빈번하게 발생합니다. 6. SAPH 440은 자동차용 구조용강으로서 화학적 조성이 KS 규격에는 P (0.040% 이하), S (0.040% 이하)만 규정되어 있고, JIS G3113에는 C (0.20% 이하), Si (0.30% 이하), Mn (1.50%이하), Al (0.01% 이상), S (0.025% 이하), P (0.030% 이하)로 규정되어 있습니다.KS 규격에서는 C 함량이 규정되어 있지 않지만 JIS 규격으로 추정해 보면 국내에서 생산되는 강재도 크게 벗어 나지는 않을 것으로 판단됩니다. 5. SM45C 인장강도는 48 Kg/mm2 이상, SAPH 440 인장강도는 40.79Kg/mm2 이상이므로 사용 용접봉은 SMAW 기준으로 E7016, GTAW, GMAW, FCAW인 경우에는 70 Ksi급의 탄소강용 electrode/rod/ wire를 사용하면 됩니다. 6. 용접절차 a) 예열: SM45C의 고탄소함량 (고탄소당량)때문에 250~300 ℃로 예열 및 예열온도 측정 (반드시 용접개선면으로부터 최소 2인치 떨어진 모재 (예열 반대 측면에서) 에서 예열온도를 측정 해야 함. 최소 30분 예열 유지 후 (용접물의 크기와 질량 효과를 고려하여 예열 유지 시간 조정요) b) 용접개선면 wire brush로 cleaning 후 예열온도가 유지된 상태에서 용접 수행 c) 용접전류, 아크전압, 용접속도를 준수하여 porosity, under cut, lack of fusion이 발생되지 않도록 유의 해야 하며 d) 용접완료 후 즉시 단연포로 덮고 250 ~300℃로 1시간 30분에서 2시간 정도 가열 유지 (후열 수행) e) 상온까지 냉각된 후 가급적 빨리 용접후열처리 (PWHT)를 수행하여 용접부 잔류응력과 확산성 수소량 방출을 시켜야 합니다. (후열에 의해서 확산성 수소량 방출 효과도 얻지만 SM45C의 탄소함량이 고탄소여서 예열 및 후열 부족으로 MARTENSITE나 UPPER BAINITE 변태에 의해 변태 응력에 의한 CRACKING 뿐만 아니라 미량의 확산성 수소량에 의해서도 균열이 발생되기 쉽습니다. F) 앞에서 말씀드린대로 SM45C의 TEMPERING 온도를 초과하지 않는 온도 범위에서 PWHT가 수행되어야 하며 , 이 온도를 초과시에는 SM45C의 기계적 성질이 열화되어 강도 저하가 발생됩니다. g) 용접봉 건조: 용접전 피복아크용접봉은 반드시 baking과 drying하여 사용하여야 하며 용접 중 portable oven 내에 있는 용접봉도 불출후 4시간 경과 한것은 반납하고 재 불출받아 용접하는 것이 균열 방지에 안전합니다. i) SAPH 440 강재는 산세 및 OIL COATING 된 자재이므로 용접개선 면 준비 시에 용접개선면 EDGE로부터 최소 3~4 인치는 OIL 제거 처리를 하여야 합니다.