전위 회복
전위 회복은 승온에서 반대 부호의 전위가 서로 소멸하는 것이다. 이로 인해 결정 격자의 전위 밀도가 감소한다. 결과: 재료의 경도와 강도는 감소하고 인성은 증가한다.
물리·화학적 작용 메커니즘
전위는 선형 격자 결함이다. 소성 변형 시 생긴다. 고온에서는 원자가 재배열할 만큼 충분한 에너지를 얻는다. 전위는 미끄러지고 등반할 수 있다. 반대 부호의 전위 두 개가 만나면 서로 상쇄되어 사라진다. 플러스와 마이너스처럼 중화되는 것이다. 격자에 저장된 왜곡 에너지가 방출된다. 격자가 더 규칙적으로 된다.
야금학적 관련성 및 용접 시 위험
용접 시 열영향부가 생긴다. 그곳에서 모재가 잠시 가열된다. 가공경화된 강(예: 냉간압연 판재)에서는 가열이 전위 회복을 일으킨다. 용접부와 변하지 않은 모재 사이의 전이 구역 바로 그곳에 연화 zone이 생긴다. 이 연화 zone은 나머지보다 강도가 낮다. 하중을 받으면 그곳에서 변형이나 파단이 일어날 수 있다. 이는 가공경화 재료 용접 시의 전형적인 문제다. 다층 용접에서도 다음 패스의 열이 이전 패스에서 회복을 일으킬 수 있다. 경도가 떨어진다.
현장 실무 및 조치 지침
• 용접 전 확인: 모재가 가공경화되었는가? (예: 냉간압연 또는 인발.)
• 그렇다면: 연화 zone을 고려한다. 열영향부의 감소된 값으로 강도 검증을 수행한다.
• 용접 열을 제한한다: 입열량을 작게 선택한다(예: 짧은 아크 시간, 낮은 패스 에너지, 불필요하면 예열 회피). 열이 적을수록 = 회복이 적다.
• 가능하면: 용접 후 열처리를 수행하여 전체 구조를 균질화한다 – 그러나 전체 강도가 국부만이 아니라 전체적으로 떨어진다는 점을 명심한다.
• 대안: 재결정 온도가 더 높은 재료를 사용하거나 가공경화 상태를 석출경화로 대체한다.