스테인레스강의 용접

 

오스테나이트계 스테인레스강의 용접

   - 오스테나이트계 스테인레스강의 용접은 탄소강 용접과는 달리 용접중에 상변태 현상이 발생하지 않음.

 따라서 고온에서든 상온에서든 Fcc구조의 오스테나이트 상만이 존재하여 탄소강용접에서의 상변태 현상에 따른 복잡한 사항, 즉 예열, 후열처리등을 고려할 필요가 없음. 그러나 합금원소량이 많은 재료에서 나타나기 쉬운 용착금속의 고온균열 현상이 발생 할 수 있음

   - 오스테나이트계 스테인레스강의 용접은 다른 강종에 비해 상대적으로 용이하지만 사용중에 용접부와 관련한 부식 현상에 주의해야 하는데 weld decay와 knife line attack 현상이 그 예이다.

   - 온도가 0℃이하이거나 구속도가 매우 높은 경우를 제외하고는 예열은 필요하지 않음

   - 오스테나이트계의 특징인 고온균열을 방지하기 위해 용착금속이 급냉될 수 있도록 다층용접에서는 패스간 온도를 150℃이하로 유지 시킬 필요가 있음

   - 후열처리는 원칙적으로 실시할 필요가 없음. 그러나 고온고압하에서 사용되는 화학장치설비에서의 입계부식 현상과 유화물, 염화물등에 의한 응력부식균열이 예상되는 장치에서는 후열처리를 실시 -> 입계부식, 응력부식을 예방하기 위한 열처리는 고용화열처리를 실시하며 온도는 1000 ~ 1100℃의 범위에서 실시

   - 용접에 따른 잔류응력 제거를 위한 응력제거 열처리는 870℃이상에서 실시한 후 서냉시킴 (서냉시키는 이유는 급냉에 의한 잔류응력 재발생을 방지하기 위함이지만, 서냉에의한 σ상의 석출로 인한 취화를 방지하여야 하므로, 이 같은 경우 안정화강이나 저탄소스테인레스강을 선택하는 것이 바람직함

   - 안정화강 용접부에 적용되는 안정화열처리는 안정화강의 용접중 1000℃이상으로 가열된 영역에서 발생하는 knife line attack을 방지 하기 위해 850 ~ 930℃로 가열하여 CrC대신에 TiC, NbC을 미리 석출시키는 열처리가 요구됨

  

크롬계 스테인레스강의 용접

  - 크롬계 스테인레스강의 아크 용접에서는 용착금속에 흡수된 수소에 의해 용접후 일정 잠복시간이 경과한 후 저온균열 현상이 나타남

   -> 크롬계 스테인레스강에서의 수소 확산속도는 탄소강이나 저합금고장력강에 비해 1/10 ~ 1/25이어서, 균열이 나타날 땔까지의 잠복 기간이 더욱 길어져 용접 후 5일이 경과한 후에도 균열 발생이 일어나므로 주의하여야 한다.

   -> 405강에서 용착부의 확산성 수소의 양에 따른 균열 발생은, 확산성 수소량이 많아질 수록 균열발생의 잠복기간이 짧아지는 저온균 열의 전형적 패턴을 보인다.

 

마르텐사이트계 스테인레스강의 용접

   - 마르텐사이트계 스테인레스강의 용접부는 용융선을 따라 조립화 현상과 함께 마르텐사이트조직 생성에 따른 경화 현상이 일어나며, 이 경화도는 탄소량에 비례

    -> 마르텐사이트계 스테인레스강의 저온균열 현상은 페라이트계보다도 더 심함

    -> 저온균열을 예방하기 위해 예열ㅇ느 150 ~200℃ 정도에서 실시하여야 하며 다층용접의 경우라면 패스간 온도는 반드시 예열온도 이상으로 유지되어야 함

    -> 용접 직후 700 ~ 800℃에서 후열처리를 실시한 후 600℃까지 서냉시킨 다음 공냉시켜 주는 것이 바람직

    -> 마르텐사이트계에서의 후열처리는 열영향부에서의 탈수소 처리는 물론이며 상변태에 의한 연성부여를 하기위함

  

페라이트계 스테인레스강의 용접

   - 페라이트계 스테인레스강을 용접하는 경우, 100 ~ 150℃ 정도의 예열과 후열처리를 실시하여 용접부에서 확산성 수소의 방출을 촉진 시켜야 저온균열을 방지할 수 있음

    -> 대부분의 페라이트계 스테인레스강의 용접부는 용융선을 따라 조립화가 현저히 일어나지만, 마르텐사이트 변태가 일어나지 않아 경화현상은 비교적 인정되지 않음. 그렇지만 일부강종(403, 430)의 열영향부에서는 입계에 마르텐사이트가 형성되어 경화 현상이 일어나므로 후열처리가 필요함

    -> 후열처리는 강종에 따라 700 ~ 850℃의 범위에서 선정함