루트 높이

물리화학적 작용 메커니즘

V홈 또는 이와 유사한 홈 형상에서는 판재의 상단 모서리를 비스듬히 깎아내지만 하단 모서리에는 직선형 루트 페이스가 남는다. 이 루트 페이스는 일정한 높이를 가지며 이를 루트 갭(스테그 높이)이라 한다. 용접 시 아크가 재료를 용융시킨다. 루트 페이스는 루트부의 정의된 잔여 벽 두께 역할을 한다. 용융지가 홈으로 침투하여 완전 용입 루트를 얻으려면 루트 페이스를 완전히 용융시켜야 한다. 루트 페이스가 너무 얇으면 용융지가 이면으로 빠져나간다. 루트 페이스가 너무 두꺼우면 루트가 완전히 용융되지 않고 미용융 잔여부가 남아 융합 불량으로 작용한다. 입열과 열 방출이 중요한 역할을 한다: 루트 페이스는 열을 저장하고 전도한다. 냉각이 너무 빠르면 루트 페이스 부위에 마르텐사이트가 생성될 수 있다.

야금학적 관련성 및 용접 시 위험

루트 페이스 높이가 너무 낮으면 용락, 루트 처짐, 제어되지 않은 용융지 손실 및 루트 기공이 발생할 수 있다. 루트 페이스 높이가 너무 높으면 루트부 융합 불량, 용입 부족, 노치 효과, 지지력 저하 및 균열 개시를 초래한다. 루트 페이스 높이는 루트부의 냉각 거동에 간접적으로 영향을 미친다: 두꺼운 루트 페이스는 열을 더 빠르게 전도하여 특히 고강도 강재에서 마르텐사이트 형성을 동반한 급속 냉각을 유발할 수 있다. 이로 인해 인성이 저하되고 저온 균열 또는 수소 균열 위험이 증가한다. 또한 루트 페이스가 제대로 용융되지 않고 용융지가 응력 상태에서 응고되면 고온 균열도 발생할 수 있다.

작업장 실무 및 조치 지침

루트 페이스 높이는 판재 두께와 용접 방법에 따라 선택해야 한다. 일반적인 기준값: 판재 두께 8 mm까지: 1 ~ 1.5 mm. 8 ~ 15 mm: 1.5 ~ 2.5 mm. 15 mm 초과: 2 ~ 3 mm. TIG 용접에서는 다소 작게, MAG 용접에서는 약간 크게. 용접 전에 게이지나 버니어 캘리퍼스로 전체 용접선 길이에 걸쳐 루트 페이스 높이를 확인한다 – 균일해야 한다. 루트 페이스 높이가 너무 크면 홈을 재가공(루트 페이스 감소)하거나 용접 파라미터를 조정할 수 있다: 전류를 높이거나 특수 루트 기법을 사용한다. 루트 페이스 높이가 너무 작으면 이면 용접이나 세라믹 또는 구리 받침대로 루트를 지지하는 것이 도움이 된다. 실무 규칙: 주어진 용접 파라미터에서 용락 없이 확실한 완전 용입이 이루어지도록 루트 페이스 높이를 선택한다 – 대개 입열에 따라 약 1 ~ 2 mm.