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아연층의 존재로 인해 아연도금강판의 용접에 어려움이 있었습니다. 주요 문제점은 용접 균열 및 기공의 민감도 증가, 아연 증발 및 연기, 산화물 슬래그 혼입, 아연 코팅의 용융 및 손상 등입니다. 그 중 용접균열, 공기구멍, 슬래그 혼입 등이 주요 문제점으로,
용접성
(1) 균열
용접 중에 용융 아연은 용융 풀 표면이나 용접 루트에 떠 있습니다. 아연의 녹는점이 철의 녹는점보다 훨씬 낮기 때문에 용융 풀 속의 철이 먼저 결정화되고, 물결 모양의 아연이 강철의 결정립계를 따라 침투하여 입계 결합이 약화됩니다. 또한, 아연과 철 사이에 금속간 취성 화합물 Fe3Zn10 및 FeZn10이 쉽게 형성되어 용접 금속의 소성이 더욱 감소하므로 결정립계를 따라 균열이 발생하기 쉽고 용접 잔류 응력의 영향으로 균열이 형성됩니다.
균열민감도에 영향을 미치는 요인 : ① 아연층의 두께 : 아연도금강판의 아연층은 얇고 균열민감도가 작은 반면, 용융아연도금강판의 아연층은 두껍고 균열민감도가 크다. ② 공작물 두께 : 두께가 두꺼울수록 용접 구속 응력이 커지고 균열 민감도가 커집니다. ③ 그루브 간격 : 간격
더 크고, 더 큰 균열 민감도. ④ 용접방법 : 수동아크용접을 사용할 경우 균열감도는 작지만, CO2가스 차폐용접을 사용할 경우 균열감도가 더 크다.
균열방지방법 : ① 용접전 아연도금판의 용접위치에 V자, Y자, X자 홈을 뚫고 홈부근의 아연코팅을 옥시아세틸렌이나 샌드블라스팅으로 제거하고 틈이 생기지 않도록 조절한다. 너무 크면 일반적으로 약 1.5mm입니다. ② Si 함량이 낮은 용접재료를 선택한다. 가스 실드 용접에는 Si 함유량이 낮은 용접 와이어를 사용하고, 수동 용접에는 티타늄계 용접봉과 티타늄-칼슘계 용접봉을 사용합니다.
(2) 기공
홈 근처의 아연 층은 아크 열의 작용으로 산화(ZnO 형성) 및 증발하고 흰 연기와 증기를 방출하므로 용접에 기공이 생기기 매우 쉽습니다. 용접 전류가 클수록 아연 증발이 심해지고 기공 민감도도 커집니다. 티타늄계 및 티타늄-칼슘계 브라이트 스트립을 용접용으로 사용하는 경우 중전류 범위의 기공 생성이 쉽지 않습니다. 그러나 셀룰로오스계와 저수소계 전극을 용접에 사용하는 경우에는 저전류, 대전류에서 기공이 발생하기 쉽습니다. 또한, 전극 각도는 최대한 30°~70° 이내로 조절해야 합니다.
(3) 아연 증발 및 연기
아연 도금 강판을 전기 아크 용접으로 용접하면 용융 풀 근처의 아연 층이 ZnO로 산화되고 아크 열의 작용으로 증발하여 많은 양의 연기를 형성합니다. 이러한 연기의 주성분은 ZnO로 작업자의 호흡 기관에 큰 자극 효과를 줍니다. 따라서 용접 중에는 환기 조치를 잘 취해야 합니다. 동일한 용접 사양에서 산화티타늄계 전극을 용접하면 연기 발생량이 적은 반면, 저수소계 전극을 용접하면 연기 발생량이 많습니다. (4) 산화물 함유물
용접 전류가 작으면 가열 과정에서 형성된 ZnO가 쉽게 빠져나가지 않아 ZnO 슬래그 혼입이 발생하기 쉽습니다. ZnO는 상대적으로 안정하며 융점은 1800℃입니다. 큰 ZnO 개재물은 용접 소성에 매우 부정적인 영향을 미칩니다. 산화티타늄 전극을 사용하면 ZnO가 미세하고 고르게 분포되어 있어 가소성과 인장강도에 거의 영향을 미치지 않습니다. 셀룰로오스계 또는 수소계 전극을 사용하는 경우 용접부의 ZnO가 더 커지고 용접 성능이 저하됩니다.