용접 품질 테스트란? - 10가지 일반적인 용접 결함

용접 품질 테스트

용접 구조의 만족스러운 성능을 보장하려면 적절한 테스트 절차를 통해 용접 품질을 결정해야 합니다. 따라서 현장에서 용접 구조물이 직면하는 것과 같거나 더 가혹한 조건에서 증거 테스트를 거칩니다.

이러한 테스트는 현장에서 사용하기 위해 재료가 출시되기 전에 수정할 수 있는 취약하거나 결함이 있는 부분을 나타냅니다. 테스트는 또한 병기 장비에 대한 적절한 용접 설계를 결정하고 부상과 인원의 불편을 예방합니다.

NDT는 비파괴 검사를 말합니다. 손상을 일으키지 않고 용접을 평가하는 것을 포함하는 테스트 접근 방식입니다. 원격 육안 검사(RVI), 엑스레이, 초음파 검사 및 액체 침투 검사를 포함하여 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

대부분의 용접에서 품질은 의도한 기능에 따라 테스트됩니다. 기계의 부품을 고정하는 경우 기계가 제대로 작동하면 용접이 올바른 것으로 간주되는 경우가 많습니다. 용접이 올바른지 확인하는 몇 가지 방법이 있습니다.

분포(Distribution)
용접 재료는 결합된 두 재료 사이에 균등하게 분배됩니다.

폐기물(Waste)
용접에는 슬래그와 같은 폐기물이 없습니다. 냉각 후 슬래그는 프로젝트에서 벗겨져야 합니다. 쉽게 제거해야 합니다. MIG 용접에서는 차폐 가스의 잔류물도 거의 문제 없이 제거해야 합니다. 가장 깨끗한 공정인 TIG는 또한 낭비가 없어야 합니다. Tig에서 폐기물이 보인다면 일반적으로 용접되는 재료가 완전히 청소되지 않았음을 의미합니다.

다공성(Porosity)
용접 표면에는 불규칙성이나 다공성 구멍(다공성이라고 함)이 없어야 합니다. 구멍은 약점에 기여합니다. 구멍이 보이면 일반적으로 모재가 더럽거나 산화물 코팅이 되어 있음을 나타냅니다. MIG 또는 Tig를 사용하는 경우 다공성은 용접 시 더 많은 차폐 가스가 필요함을 나타냅니다. 알루미늄 용접부의 다공성은 충분한 가스를 사용하지 않는다는 주요 지표입니다.

견고함(Tightness)
조인트가 조이지 않으면 용접 문제를 나타냅니다. 옥시아세틸렌 용접에서 충전재가 없는 자가 용접을 사용하는 경우 용접은 단단해야 합니다. Tig 자동 용접도 마찬가지입니다. 간격은 필러 재료로 채워지기 때문에 다른 유형의 용접에서는 간격이 중요하지 않습니다. 즉, 일반적으로 갭은 잠재적인 품질 문제를 나타냅니다.

누출 방지(Leak-Proof)
액체가 포함된 항목을 수리하는 경우 누출은 문제가 있음을 확인하는 확실한 방법(그리고 명백한 방법)입니다. 가스를 포함하는 것과 동일합니다. 한 가지 테스트 방법은 비누 방울을 사용하여 문제를 확인하는 것입니다(분사병으로 쉽게 적용할 수 있습니다.

강도(Strength)
대부분의 용접은 필요한 강도를 입증해야 합니다. 적절한 강도를 보장하는 한 가지 방법은 강도 요구 사항보다 높은 용가재 및 전극 등급으로 시작하는 것입니다.

기타 육안 검사를 통한 검사로는 용접 전(뿌리면, 간격, 경사각, 접합부 맞춤), 용접 중(전극 소모율, 금속 흐름, 아크음, 빛), 용접 후(언더컷, 뿌리 융해 문제, 핀홀, 과도한 스패터, 용접 치수).

 

육안 검사(VT)

육안 검사는 표면 불연속성을 확인하기 위해 눈으로 용접부를 검사하는 비파괴 검사(NDT) 용접 품질 테스트 프로세스입니다. 용접 품질 테스트의 가장 일반적인 방법입니다.

 

비파괴 용접 품질 테스트의 장점

▷ 저렴(보통 인건비만)
▷ 저가 장비
▷ 전원 요구 사항 없음
▷ 조기에 발견하지 못한 문제로 인한 결함 및 다운스트림 수리 비용의 신속한 식별

 

단점

▷ 검사자 교육 필요
▷ 좋은 시력이 필요하거나 20/40으로 교정된 시력
▷ 내부 결함을 놓칠 수 있음
▷ 보고서는 검사관이 기록해야 합니다.
▷ 인적 오류에 개방

 

시각적 용접 품질 테스트 단계

접근 방식을 일관되게 적용하기 위한 절차를 연습하고 개발합니다.

▷ 용접하기 전에 재료 검사
▷ 용접 시 용접 품질 테스트
▷ 용접 완료 시 검사
▷ 문제 표시 및 용접 수리

 

용접 중 육안 검사

▷ 전극의 크기, 유형 및 보관을 확인하십시오(저수소 전극은 안정화 오븐에 보관)
▷ 크래킹에 대한 취약성에 대한 루트 패스를 관찰하십시오.
▷ 각 용접 패스를 검사합니다. 언더컷과 필요한 윤곽을 찾으십시오. 각 패스 사이에 용접이 제대로 청소되었는지 확인하십시오.
▷ 채워야 할 크레이터 확인
▷ 용접 순서와 크기를 확인하십시오. 게이지는 크기를 확인하는 데 사용됩니다.

 

용접 후 검사

▷ 코드 및 표준에 대한 용접 확인
▷ 게이지와 지문으로 사이즈 확인
▷ 마무리 및 윤곽 확인
▷ 표준에 대한 균열 확인
▷ 겹침 찾기
▷ 언더컷 확인
▷ 스패터가 허용 가능한 수준인지 확인

 

알아야 할 10가지 일반적인 용접 결함 용접 결함이란?

용접 결함은 잘못된 용접 공정이나 잘못된 용접 패턴 등으로 인해 주어진 용접 금속에 형성되는 요철로 정의할 수 있습니다. 결함은 원하는 용접 비드 모양, 크기 및 의도한 품질과 다를 수 있습니다.

용접 결함은 용접 금속의 외부 또는 내부에서 발생할 수 있습니다. 결함이 허용 한도 미만인 경우 일부 결함은 허용될 수 있지만 균열과 같은 기타 결함은 허용되지 않습니다.

엔지니어링은 항상 결함의 존재를 인식하고 공차를 가지고 작업합니다. 관용은 불완전하기 전에 수용하는 정도를 정의하는 용어입니다. 따라서 모든 허용 오차는 사용된 특정 응용 프로그램, 프로세스 및 재료에 대해서만 정의되어야 합니다.

결함은 구조 프로젝트와 관련된 모든 차이점으로 알려져 있습니다. 그것들은 엔지니어링에서 불가피하지만 모두가 받아들일 수 없는 것으로 취급되어서는 안 됩니다.

 

 

용접 불연속이란?

불연속성은 특성을 급격히 변화시키는 재료의 일반적인 물리적 구조의 중단입니다. 따라서 속성의 단순한 변화는 불연속성을 특징짓지 않습니다. 그러나 허용 한계를 초과하는 불연속성만 용접 결함으로 간주해야 합니다.

따라서 특정 균열이 있는 용접은 다양한 응용 분야에서 승인되거나 승인되지 않은 것으로 간주될 수 있습니다.

 

용접 결함의 유형

용접 결함을 드러내는 방법을 알았으므로 이제 우리가 다루고 있는 용접 결함의 종류를 식별하는 방법을 배울 것입니다. 각각은 고유한 특성을 가지고 있으며 수리에 대해 다른 접근 방식이 필요합니다.

 

 

1. 침투 부족 또는 불완전 침투(Lack Of Penetration Or Incomplete Penetration)
불완전 관통은 용접 비드의 루트가 부품의 반대쪽 표면을 용접하기 위해 조인트의 루트에 도달하지 않을 때 발생합니다. 이 불연속성을 수정하기 위해 전류를 높이거나 용접 속도를 낮추거나 접합 형상을 변경할 수 있습니다.

원인:
▷ 함께 용접하는 금속 사이에 너무 많은 공간이 있었습니다.
▷ 비드를 너무 빨리 움직여 조인트에 충분한 금속이 침착되지 않습니다.
▷ 너무 낮은 암페어 설정을 사용하고 있어 전류가 금속을 적절히 녹일 만큼 충분히 강하지 않습니다.
▷ 큰 전극 직경.
▷ 오정렬.
▷ 부적절한 조인트.

해결책:
▷ 적절한 조인트 형상을 사용하십시오.
▷ 적절한 크기의 전극을 사용하십시오.
▷ 아크 이동 속도를 줄입니다.
▷ 적절한 용접 전류를 선택하십시오.
▷ 적절한 정렬을 확인하십시오.

2. 융합 부족 또는 불완전 융합(Lack Of Fusion Or Incomplete Fusion)
불완전 융합은 접합부 가장자리 또는 이전에 침착된 가닥의 면에서 국부적 융합 부족으로 발생합니다. 이 불연속성을 수정하기 위해 전류를 증가시키거나 용접 속도를 감소시키거나 접합 형상을 변경하거나 일부 인공물을 사용하여 자기 블로잉을 방지할 수 있습니다.

원인:
▷ 낮은 열 입력.
▷ 표면 오염.
▷ 전극 각도가 잘못되었습니다.
▷ 용접하는 재료 두께에 대해 전극 직경이 올바르지 않습니다.
▷ 이동 속도가 너무 빠릅니다.
▷ 용접 풀이 너무 커서 호보다 앞서 실행됩니다.

해결책:
▷ 적절한 아크 전압으로 충분히 높은 용접 전류를 사용하십시오.
▷ 용접을 시작하기 전에 금속을 청소하십시오.
▷ 아크가 범람하는 용융 풀을 피하십시오.
▷ 올바른 전극 직경과 각도를 사용하십시오.
▷ 증착 속도 감소

3. 언더컷(Undercut)
그것은 코드의 발에 노치와 같은 함몰과 함께 발생합니다. 이 불연속성을 수정하기 위해 전류를 줄이거나 용접 속도를 줄일 수 있습니다.
이 용접 결함은 용접 발가락에 홈이 형성되어 모재의 단면 두께를 줄입니다. 그 결과 용접과 공작물이 약해집니다.

원인:
▷ 너무 높은 용접 전류.
▷ 너무 빠른 용접 속도.
▷ 잘못된 각도를 사용하면 자유 가장자리에 더 많은 열이 전달됩니다.
▷ 전극이 너무 큽니다.
▷ 가스 차폐의 잘못된 사용.
▷ 잘못된 필러 금속.
▷ 용접 기술이 좋지 않습니다.

해결책:
▷ 적절한 전극 각도를 사용하십시오.
▷ 호 길이를 줄이십시오.
▷ 전극의 이동 속도를 줄이되 너무 느려서는 안 됩니다.
▷ 용접할 재료 유형에 맞는 구성으로 차폐 가스를 선택하십시오.
▷ 더 두꺼운 부품에 더 많은 열을 가하여 적절한 전극 각도를 사용합니다.
▷ 더 얇은 영역과 자유 가장자리에 접근할 때 적절한 전류를 사용하여 전류를 줄입니다.
▷ 과도한 직조를 포함하지 않는 올바른 용접 기술을 선택하십시오.
▷ 멀티 패스 기술 사용

 

4. 슬래그 포함
그것은 용접 금속 내에서 금속성 여부에 관계없이 고체 재료의 보유와 함께 발생합니다. 원인은 패스 사이의 용접 표면의 부적절한 청소입니다. 슬래그가 용접의 루트와 발가락에 갇힐 때 단일 패스 용접에서도 발생할 수 있습니다.
슬래그 포함은 일반적으로 용접에서 쉽게 볼 수 있는 용접 결함 중 하나입니다. 슬래그는 스틱 용접, 플럭스 코어드 아크 용접 및 서브머지드 아크 용접의 부산물로 발생하는 유리질 재료입니다. 용접 시 사용되는 고체 차폐재인 플럭스가 용접부 또는 용접부 표면에서 녹을 때 발생할 수 있습니다.

원인:
▷ 부적절한 청소.
▷ 용접 속도가 너무 빠릅니다.
▷ 새 용접을 시작하기 전에 용접 패스를 청소하지 않습니다.
▷ 잘못된 용접 각도.
▷ 용접 풀이 너무 빨리 냉각됩니다.
▷ 용접 전류가 너무 낮습니다.

해결책:
▷ 전류 밀도를 높입니다.
▷ 급속 냉각을 줄입니다.
▷ 전극 각도를 조정합니다.
▷ 이전 비드에서 슬래그를 제거합니다.
▷ 용접 속도를 조정하십시오.

5. 스패터
스패터는 용접 비드에서 용융 입자가 돌출되면서 발생합니다. 이 불연속성을 수정하기 위해 전류를 줄이고 금속 전달의 불안정성을 제어할 수 있습니다.
스패터는 용접부의 작은 입자가 주변 표면에 부착될 때 발생합니다. 가스 금속 아크 용접에서 특히 흔히 발생합니다. 아무리 애를 써도 완전히 없앨 수는 없습니다. 그러나 최소한으로 유지할 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다.

원인:
▷ 작동 전류가 너무 높습니다.
▷ 전압 설정이 너무 낮습니다.
▷ 전극의 작업 각도가 너무 가파르다.
▷ 표면이 오염되었습니다.
▷ 호가 너무 깁니다.
▷ 극성이 잘못되었습니다.
▷ 불규칙한 와이어 공급.

해결책:
▷ 용접하기 전에 표면을 청소하십시오.
▷ 호 길이를 줄이십시오.
▷ 용접 전류를 조정합니다.
▷ 전극 각도를 높입니다.
▷ 적절한 극성을 사용하십시오.
▷ 급식 문제가 없는지 확인하십시오.

6. 용접 균열
야금학적 기원의 불연속성 중에는 응고된 금속의 수축 및 결정립의 성장과 같은 여러 요인으로 인해 용접의 영향을 받는 영역(Fused Zone 또는 Heat Affected Zone)에 나타날 수 있는 균열을 언급할 수 있습니다. 냉간 균열, 응고 균열 및 재가열 균열로 분류할 수 있습니다.
용접 결함의 가장 심각한 유형은 용접 균열이며 업계의 모든 표준에서 거의 허용되지 않습니다. 표면, 용접 금속 또는 강한 열의 영향을 받는 부위에 나타날 수 있습니다.
균열이 발생하는 온도에 따라 다양한 유형의 균열이 있습니다.

핫 크랙(Hot cracks)
이는 용접 공정 또는 용접 조인트의 결정화 공정 중에 발생할 수 있습니다. 이 시점의 온도는 10,000C 이상 올라갈 수 있습니다.

콜드 크랙(Cold cracks)
이 균열은 용접이 완료되고 금속의 온도가 내려간 후에 나타납니다. 그들은 용접 후 몇 시간 또는 심지어 며칠을 형성할 수 있습니다. 주로 강철을 용접할 때 발생합니다. 이 결함의 원인은 일반적으로 강철 구조의 변형입니다.

크레이터 균열(Crater cracks)
이는 작업자가 용접 조인트를 통과하기 전에 용접 프로세스가 끝날 때 발생합니다. 일반적으로 용접 끝 근처에서 형성됩니다. 용접 풀이 냉각되고 응고되면 용접 금속의 수축을 극복할 수 있을 만큼 충분한 부피가 필요합니다. 그렇지 않으면 크레이터 균열이 형성됩니다.

원인:
▷ 철 금속을 용접할 때 수소를 사용합니다.
▷ 응고 수축으로 인한 잔류 응력.
▷ 비금속 오염.
▷ 용접 속도는 높지만 전류가 낮습니다.
▷ 용접을 시작하기 전에 예열하지 마십시오.
▷ 불쌍한 조인트 디자인.
▷ 금속에 유황과 탄소 함량이 높습니다.

해결책:
▷ 필요에 따라 금속을 예열하십시오.
▷ 용접 부위의 적절한 냉각을 제공하십시오.
▷ 적절한 조인트 디자인을 사용하십시오.
▷ 불순물을 제거하십시오.
▷ 적절한 금속을 사용하십시오.
▷ 충분한 단면적을 용접하십시오.
▷ 적절한 용접 속도와 전류를 사용하십시오.
▷ 크레이터 균열을 방지하려면 크레이터가 제대로 채워져 있는지 확인하십시오.

 

7. 다공성(Porosity)
이는 용융 영역 내에 유지되는 기포의 형성과 함께 발생합니다. 내부적으로 발생할 수도 있고 표면에 나타날 수도 있습니다. 이 불연속성을 수정하기 위해 보호 가스의 흐름을 수정하고 더 나은 품질(구성에서 더 높은 순도 포함)의 가스를 사용할 수 있습니다.
다공성은 용접 금속 오염의 결과로 발생합니다. 갇힌 가스는 기포로 채워진 용접을 생성하여 약해지고 시간이 지남에 따라 붕괴될 수 있습니다.

원인:
부적절한 전극 탈산소제.
더 긴 호를 사용합니다.
수분의 존재.
부적절한 가스 실드.
잘못된 표면 처리.
너무 높은 가스 흐름을 사용합니다.
오염된 표면.
녹, 페인트, 그리스 또는 오일의 존재.

해결책:
용접을 시작하기 전에 재료를 청소하십시오.
건조한 전극과 재료를 사용하십시오.
정확한 호 거리를 사용하십시오.
가스 유량계를 확인하고 적절한 압력 및 유량 설정으로 필요에 따라 최적화되어 있는지 확인하십시오.
가스가 빠져나갈 수 있도록 아크 이동 속도를 줄입니다.
올바른 전극을 사용하십시오.
적절한 용접 기술을 사용하십시오.

8. 오버랩(Overlap)
겹침은 용접 면이 용접 발가락 위로 확장될 때 발생합니다. 이것은 대부분 너무 큰 전극을 사용하거나 잘못된 용접 기술로 인해 발생합니다.

원인:
부적절한 용접 기술.
큰 전극을 사용하면 이 결함이 발생할 수 있습니다.
높은 용접 전류

해결책:
용접에 적절한 기술을 사용합니다.
작은 전극을 사용하십시오.
용접 전류가 적습니다.

9. 뒤틀림(Warpage)
뒤틀림은 금속 부품의 모양과 위치가 원치 않는 변화입니다. 열사용이 잘못되어 용접부의 수축/팽창으로 인해 발생합니다.

원인:
토치 각도가 잘못되었습니다.
대형 전극 사용:
부적절한 용접 기술

구제책:
적절한 토치 각도를 사용하면 금속에 가해지는 응력을 줄일 수 있습니다.
작은 전극을 사용하면 분화구를 줄일 수도 있습니다.
적절한 기술을 사용하십시오.

10. 번스루(Burn Through)
용접 금속이 베이스 부품을 관통하면 우리는 번 스루에 대해 이야기합니다. 이것은 얇은 부품을 용접할 때 일반적인 불연속성입니다. 루트 개방이 너무 크거나 너무 많은 전압이 사용될 때 발생합니다.

 

용접 불연속인지 용접 결함인지 확인하는 방법

용접 불연속은 정상적인 흐름이 중단된 것처럼 보이기 때문에 쉽게 인식할 수 있습니다. 용접 불완전성이라고도 하며 용접 금속 또는 모재에서 찾을 수 있습니다. 잘못된 용접 패턴이나 용접 기술로 인해 용접 금속에 불연속성이 발생합니다. 그것은 용접 비드의 모양과 두께, 그리고 궁극적으로 품질에 따라 다를 수 있습니다.

일반적으로 불연속성은 피하고 처리해야 하지만 용접 결함보다 약간 덜 심각합니다. 그럼에도 불구하고 용접 불연속성이 발견되면 수정해야 합니다.

즉, 용접 불연속 그룹이 프로젝트에 명시된 한계를 초과하는 경우 용접 결함이 될 수 있습니다. 이것은 귀하의 국가, 재료 및 귀하가 속한 환경 유형에 따라 다릅니다.

궁극적으로 특히 좁은 공간에서 용접 작업을 검사하는 가장 효과적인 방법은 용접 카메라를 사용하는 것입니다. 다음은 작동 방식에 대한 몇 가지 비디오 예입니다.

 

너무 늦기 전에 용접 결함 식별

용접 결함을 적시에 포착하는 것의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 아주 작은 결함도 치명적일 수 있습니다. 용접 기술의 관리에서 용접 전류 및 감독에 이르기까지 용접은 세심한 주의가 필요한 복잡한 기술입니다.

올바른 도구에 투자하면 작업을 쉽고 안전하게 완료할 수 있습니다. 석유, 가스 및 광업 업계의 회사는 가장 일반적인 용접 결함을 식별하여 조치를 취하는 방법을 이해하는 것이 중요합니다.

 

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