그냥 그렇게 용접을 해도 용접은 됩니다.
다만, 완성된 용접부 조직이 원하는 조직이 Austenite가 아니라 Austenite + Martensite조직으로 될 가능성이 많기에 그리 좋은 조합이라고 할 수 없습니다. 염려하시는 것처럼 균열이 생길 수도 있겠고, 여러가지 문제점이 있을수 있겠지요.

여기 기술문서를 보면 Austenitic Stainless Steel의 용접에 관한 자료가 있습니다
그 안에 보면 Schaeffler Diagram을 통해 이종 재료 용접시에 용접재료를 선정하는 자료가 있습니다
우선 그걸 공부하시고 궁금하신게 있으면 추가적으로 질문해 주세요.

안근규님의 글
------------------------------------
Carbon 재질의 Flange에 Stainless filler wire (316L)로 용접을 하면
강도, 변형, crack 등...
어떤 결과가 생기는 지요.


----------------- [답 변] -------------------

CS Flange + CS Pipe 인 경우
1. Stainless Steel 의 강도가 Carbon Steel 보다 높아서 강도상에
문제는 없습니다. (일반용접봉 선택 시 용접봉의 강도는 모재강도
보다 강한 것을 사용함. 예, 모재 A53 Gr.B(60ksi) 일때
용접봉은 ER70S-G (70ksi) 를 사용함)
2. 그리고 이종용접시 피할 수 없는 Galvanic cell effect 가 보다
Anodic 한 Carbon Steel 의 크기가 cathodic 한 Stainless Welding
Part 보다 크기 때문에 그리 문제시할 것이 아니라고 판단이 됩니다.

다만,
1 Stainless Steel 용접봉(316L) 의 가격이 Carbon steel 용접봉 보다
고가이고,
2 Stainless Steel 용접은 Root Pass 용접시 Gas purging (backing) 을
해주어야 하며, 아니면 Back Gouging 하던지,
3. Final Color 가 주위와 달라서 지적사항이 될 수 있고
4. 일반적으로 Stainless Steel 용접봉으로 용접시, Carbon Steel
용접봉으로 용접시보다 입열량이 높아서 모재에 좋지 않은 영향을
줄 수 있으며
5. 이렇게 용접하여 장기간 사용했다는 기록이 없어, 장기적인 Guaranty
문제가 야기될 수 있음.

하지만
용접사 시험을 볼때 Stainless Pipe 가 많이 비싸서 CS Pipe 에 Stainless
Steel 용접봉으로 용접을 하고 RT 를 찍어 Qualification 을 많이 합니다.
(as per ASME Section IX)


CS Flange + SS Pipe (316L) 인경우

일반적으로 이런 류의 이종용접의 경우, Service 온도가 높지 않으면 (섭씨 300도 이하), 309 계 용접봉을 사용합니다. 그 이유는
"탄소강/저합금강보다 스텐레스강 용접금속의 열팽창계수가 크므로, 용접 및 가동중에 열사이클에 의한 열 피로, 또는 급격한 온도 변화에 의한 열 충격에 따라 내부 응력이 발생하여 파괴에 이르는 것이 있다. 특히 이종용접의 이음부에 있어서 있어나는 문제점에는 이종 금속간의 열팽창 계수차에 기인하는 열 피로, 화학조성의 차에 기인하는 탄소 이행(移行) 등을 들 수 있다.
이와 같은 이재 이음부에 있어서의 문제점을 해소하는 하나의 수단으로 309계 용접 재료 대신에 인코넬계를 적용하는 것이 있다. 인코넬계는 Ni 가 높기 때문에 탄소 이행(移行)이 저지되면 침탄층(浸炭層)의 형성이 방지됨과 함께 현장에서는 250~450oC 이상에서는 309계 스텐레스 용접봉 대신에 인코넬계 용접재료가 적용된다." 인용 (용접실무 – 이상연, 청문각)

따라서 316L 용접봉을 사용하게 되면 위와 같은 것이 예측이 됩니다.
하지만 용접강도나, 변형에 대해서는 별 다른 문제가 생기지 않는 것으로 판단이 됩니다. 309 계 용접봉이나 316L계 용접봉의 기계적 성질이 비슷하기 때문입니다.


답변이 되었는지 모르겠습니다.

이규확