용접 금속 다공성의 22 가지 가능한 원인

이 결함을 방지하기 위해 가스 흐름, 재료 조건 및 소모품을 살펴보십시오.

용접 금속 다공성은 용접 비드에서 환영할 만한 광경은 아니지만 너무 자주 나타납니다.
다공성은 갇힌 가스 형태의 용접 금속 오염입니다. 차폐 가스 또는 처리된 금속에 토치를 가하여 방출되는 가스는 용탕에 흡수되어 응고가 일어나면서 방출됩니다. 다른 경우에는 차폐 가스가 용접 풀에 완전히 도달하지 못하고 대기가 용접 비드에 부정적인 영향을 미칩니다.
다공성의 증거는 구형 다공성이라고 하는 둥근 구멍의 형태로 나타납니다( 그림 1 참조 ). 구멍이 길어지면 결함을 웜홀 또는 배관이라고 할 수 있습니다.

다공성은 허용 가능한 수준이므로 심각한 결함으로 간주되는 경우는 드뭅니다. 그러나 용접 코드 또는 표준에 따라 다공성으로 인해 용접이 거부될 수 있습니다.
다행스럽게도 다공성은 약 90%의 방지율을 갖는 결함입니다. 다공성의 가능한 원인을 식별하기 위한 몇 가지 팁을 사용하여 용접공은 불합격 부품을 대부분의 용접 규정에서 허용되는 용접물로 신속하게 바꿀 수 있습니다.

 

1. 실린더에 가스가 없습니다. 이것은 꽤 자주 발생합니다.
2. 공기 또는 어떤 종류의 통풍은 용접 과정에서 차폐 가스의 전달을 방해합니다. 25피트 떨어진 곳에서도 머리 위 또는 바닥 팬이 가스 공급에 큰 피해를 줄 수 있습니다. 용접공은 또한 열린 문과 기계에서 배출되는 공기를 알고 있어야 합니다. 이러한 드래프트는 시속 4~5마일 이상일 경우 SMAW(Shielded Metal Arc Welding) 및 FCAW(플럭스 코어드 아크 용접) 작업에 영향을 줄 수 있습니다.
3. 습기가 있으면 문제가 발생할 수 있습니다. 그것은 단순한 물이나 아침 이슬일 수 있지만 온도가 화씨 50도 이하에 도달할 때 특히 발생할 수 있는 후판 및 랩 조인트의 용접으로 인한 응결일 ​​수 있습니다. 쉬운 해결 방법은 금속을 화씨 200도에서 220도까지 예열하는 것입니다. 수분을 증발시킨다.
4. 막히거나 제한된 GMAW(가스 금속 아크 용접) 건 노즐( 일반적으로 용접 스패터에서 발생)은 차폐 가스 전달을 방해합니다. 이 장애물을 해결하기 위해 용접기는 용접을 시작하기 전에 노즐 입구를 살펴보아야 합니다. 이 재확인은 용접 스패터가 용접으로 떨어지는 것을 방지할 수 있습니다.
5. 용접 노즐이 용접 웅덩이에서 너무 멀리 떨어져 있습니다. 용접부에 도달하는 차폐 가스의 부피가 감소하고 차폐 가스가 대기와 희석되어 용접부에 심각한 영향을 미칩니다.
6. GMAW 건은 가스 흐름을 밖으로 퍼뜨리고 실제로 노즐 방향과 반대인 뒷면에서 대기를 빨아들이는 각도로 놓여 있습니다. 관절에 수직인 5도에서 15도 각도는 GMAW 또는 FCAW 건 및 SMAW 전극을 사용하는 포핸드 또는 백핸드 방법에 허용되는 각도입니다.
7. 페인트, 그리스, 오일, 접착제 및 땀 은 아크 용접 온도에 노출될 때 많은 양의 가스를 방출합니다. 이것은 특히 단선 GMAW 및 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)에 해당되지만 FCAW 및 SMAW 공정도 취약합니다. 플럭스 구성은 이러한 오염을 처리하도록 설계되지 않았습니다.
8. 밀 스케일과 녹이 용접되면 분해 가스가 형성되고 산화가 시작되며 습기가 있을 수 있습니다. 콜드 랩핑의 가능성이 강하고 용접 발가락에서 융합 부족도 존재합니다. 금속이 산화되면 더 이상 진정한 금속이 아니며 특히 용접 플럭스를 사용하지 않는 경우 금속과 동일한 용접 반응을 기대할 수 없습니다.
9. 아연 도금 공정에서와 같이 화합물을 아연으로 도금하면 문제가 발생할 수 있습니다. 아연은 약 화씨 420도에서 녹습니다. 화씨 2,000도를 훨씬 넘는 용접 온도에서 아연은 1초 미만의 찰나의 시간에 고체에서 기체로 바뀝니다. 또한 징크 더스트는 용접 공정의 부산물입니다. 가스와 먼지의 방출은 아연 도금 금속 용접을 불쾌한 경험으로 만듭니다. (편지와 항의 전화를 방지하기 위해 아연 도금 재료를 성공적으로 용접하기 위해 전극과 용접 절차가 개발되었다고 말하겠습니다. 그러나 갇힌 가스의 존재를 극복하려면 훈련과 많은 연습이 절대적으로 필요합니다.)
10. SMAW 전극, FCAW 전극 및 SAW(수중 아크 용접) 플럭스는 보호되지 않은 환경에서 수분을 흡수합니다. 용접 과정에서 습기를 해결하기 위해 이러한 재료를 보관하기 위한 건조기 및 오븐 사용에 대한 코드가 매우 명확합니다. 특히 SAW 플럭스는 스펀지와 같습니다. 용기가 개봉되면 용접기는 제조업체의 지침에 따라 패키지를 보관해야 합니다.
11. 가스 흐름이 너무 높습니다. GMAW 노즐에서 시간당 50~60 입방피트(CFH)의 가스 흐름과 GTAW 토치에서 20~30 CFH의 가스 흐름은 충분해야 합니다. 그렇지 않다면 이유를 물어보십시오. 노즐에서 열린 가스 흐름은 실제로 난류를 생성하고 외부 공기를 용접 영역으로 끌어들일 수 있습니다. 또한 가스 낭비가 심하고 프로젝트에 불필요한 비용이 추가됩니다. 유일한 예외는 차폐 가스에 50% 이상의 헬륨이 포함되어 있는 경우입니다.
12. 끼이거나 부서진 가스 호스는 차폐 가스를 제대로 전달하지 못합니다. 가스 호스의 길이가 20피트 이상이면 꼬일 가능성이 매우 높습니다.
13. 스패터 방지 화합물, 스프레이 또는 젤의 부적절한 사용은 다공성의 주요 원인이 될 수 있습니다. 과도하게 사용하면 스패터 방지 재료가 오염 물질이 되어 용접 아크의 고온에 노출되면 가스로 끓습니다. 또한 GMAW 건을 스패터 방지 젤 용기에 끼우면 젤이 용접 웅덩이로 다시 떨어질 수 있습니다. 작업자는 스패터 방지 재료를 적절하게 사용하거나 전혀 사용하지 않아야 합니다.
14. 페인트, 그리스, 오일, 테이프 및 접착제로 오염된 용접 용가재는 매우 뜨거운 용접 아크에 노출될 때 가스를 방출할 수 있습니다. GTAW 중에 사용하는 더러운 장갑조차도 소모품을 오염시킬 수 있습니다. 와이어 와이프로 단선 및 플럭스 코어드 와이어를 청소하고 스틸 울로 GTAW 필러를 청소하는 것이 좋습니다.
15. 오염된 GMAW 건 라이너는 용접 풀에 원치 않는 요소를 유발할 수 있습니다. 상점 환경에서 발견되는 모든 그리스, 오일, 먼지 및 오물은 와이어에 모여 총의 휩 라이너로 끝납니다. 스테인리스 스틸 및 고니켈 합금 와이어는 특히 이러한 오염 물질을 끌어들이기 쉽습니다.
16. 외부 모서리 조인트의 가장자리에 있는 GMAW는 노즐의 어색한 위치를 고려할 때 문제를 일으킬 수 있습니다. 노즐은 종종 조인트를 제대로 덮지 않고 난기류를 일으키고 외부 공기를 용접 조인트로 끌어들입니다.
17. 용접 조인트가 루트에서 열리면 뒤쪽에서 공기를 빨아들입니다. 보호되지 않은 액체 금속은 공기를 쉽게 흡수할 수 있습니다.
18. 용접 가스 자체가 오염될 수 있습니다. 용접 가스가 의심되는 경우 작업장은 가스 공급업체가 가스에 정확한 이슬점이 있는지 확인해야 합니다.
19. 오염된 가스 호스는 특히 용접 작업에 사용되기 전에 다른 활동에 사용되었던 호스가 원인일 수 있습니다. 실제 사례에서 와이어 공급기에 연결된 절단된 호스를 수리하기 위해 창고에서 호스를 가져왔습니다. 불행히도, 벌레는 창고에 방해받지 않고 앉아 있는 동안 호스에 둥지를 틀었습니다. 또 다른 예에서, 이전에 오일 윤활 시스템이 있는 라인의 도구용 공기 라인으로 사용되었던 공기 호스를 용접 장비에 빠르게 연결했지만 나중에 호스에 공기 도구 오일이 가득 차 있다는 것을 알게 되었습니다.
20. 와이어 피더에 연결되는 GMAW 건 휩의 손상된 O-링 씰이나 토치에 나사로 고정되는 GTAW 토치 캡으로 인해 용접 공정에 원치 않는 공기가 유입될 수 있습니다.
21. 조절기 유량계에서 피더의 연결부까지 호스가 절단되거나 타면 문제가 발생할 수 있습니다.
22. 와이어 피더 또는 GTAW 기계의 결함 있는 가스 솔레노이드는 다공성을 생성하는 조건에 기여할 수 있습니다.

용접 절차를 살펴보면 절차적 관점에서 용접기는 다음 두 가지 시나리오를 염두에 두어야 합니다.

• 좁은 코너에서 용접을 시작할 때 작업자는 용접 시작 시 방출되는 것보다 적은 양의 차폐 가스가 필요합니다. 그 작은 파열은 용접 웅덩이가 시작되기 전에 모서리 포켓을 퍼지 하기에 충분하지 않습니다.
• 휴식 시간 또는 점심시간 이후에 가스 라인을 퍼지 하면 실드 가스가 없는 시작이 되는 경우가 많습니다. 용접공은 1~2초 동안 방아쇠를 당겨 와이어를 끊고 가야 합니다.

A514, A588, A709와 같은 고강도 저합금강으로 작업하는 용접공은 수소 방출로 인한 다공성에 주의해야 합니다. 그 가스는 응고 중에 강철에 갇히게 되고 수소로 인한 균열을 유발할 수 있습니다. 이러한 균열은 시간이 지남에 따라 발생하며 금속 피로도가 일정 수준에 도달하면 치명적인 파손이 발생합니다.

분명히 용접 금속 다공성의 22가지 가능한 원인 모두는 결함 조사와 관련하여 적용되지 않습니다. 그러나 가장 일반적인 가능한 원인을 해결하기 위한 조치를 취하는 것이 합리적일 수 있습니다.

시스템 누수를 확인하는 것은 쉽습니다. 하루를 시작할 때 용접공은 실린더 핸드 휠을 열고 시스템에 15~20초 동안 압력을 가한 다음 실린더를 끄고 조절기 다이얼을 관찰해야 합니다. 다이얼이 그대로 있으면 용접기가 아크를 점화할 준비가 된 것입니다. 약 1~2분 안에 속도가 감소하기 시작하면 어딘가에 누출이 있는 것이며 용접공은 이를 찾아야 합니다.

언급할 가치가 있는 또 다른 사항은 다공성의 유형 또는 위치가 종종 원인의 핵심이라는 것입니다. AWS B1.11, "용접의 육안 검사를 위한 가이드"의 사본에는 다공성의 가능한 원인이 자세히 설명되어 있습니다.

출처 : 
https://www.thefabricator.com/thefabricator/article/arcwelding/22-possible-causes-of-weld-metal-porosity