비합금 구조용 강

비합금 구조용 강은 철골 구조의 일꾼이다. 모든 공장 동, 모든 크레인, 모든 철골에 들어가 있다: , , – 'S'는 Structural Steel을 뜻하고, 뒤의 숫자는 보증된 를 메가파스칼로 알려준다. 즉 는 영구 변형이 일어나기 전까지 최소 355 MPa을 버틴다. '비합금'이란: (0.25 % 미만)와 망간(약 1.6 %까지) 외에는 의도적으로 거의 아무것도 안 들어 있다는 뜻이다. 바로 이 단순함이 구조용 강을 저렴하고 구하기 쉽게, 그리고 무엇보다 용접성이 좋게 만든다.

0.22 % 규칙: 용접기술에서 가장 중요한 경험칙 중 하나는 이렇다: 가 약 0.22 %를 넘는 강은 용접이 어렵거나 아예 불가능하다고 본다. 이유: 는 경화 원소 넘버원이다 — 강에 C가 많이 들어갈수록 비드가 빠르게 냉각될 때 생기는 조직이 더 단단하고 취성해진다. 약 0.22 % C부터는 가 너무 단단해져서, 대책 없이 용접하면 비드의 수축응력 아래에서 갈라진다. 용접이 어렵다는 건 불가능하다는 뜻이 아니다 — 그때는 반드시 , 저수소 용가재, 그리고 통제된 입열이 필요하다는 뜻이다. 0.22 % C 미만이면 일반적인 조치로 충분하다.

기준 지표는 (CEV)이다. 이는 경화에 영향을 주는 모든 원소를 하나의 숫자로 환산한다. 경험칙: CEV가 약 0.35 미만이면 그 강은 대개 별일 없이 용접 가능하다. 0.45를 넘으면 조심해야 한다 – 그러면 ()에 단단한 조직과 균열이 생길 위험이 있다.

왜 그런지는 조직을 보면 알 수 있다. 할 때 가 비드 옆 재료를 900 °C 이상으로 가열하고 그 뒤 순식간에 냉각시킨다. 이로 인해 에는 – 유리처럼 단단하고 취성인 조직 – 가 생길 수 있다, 특히 두꺼운 판재에서. 비드 수축으로 생기는 과 젖은 전극이나 에서 나오는 가 합쳐지면, 이게 바로 의 전형적인 재료 목록이다.

이에 대항해 조절할 수 있는 나사는 세 개다. 첫째, 올바른 : 은 냉각을 늦추고 수소가 피해를 입히기 전에 빠져나가게 한다. 둘째, 건조하고 저수소인 . 셋째, 을 잘 관리하는 비드 준비.

는 '같거나 조금 더 좋게'가 원칙이다. 와 에는 G3Si1 같은 비합금 를 쓴다. 에는 더 고강도 와이어를 골라야 비드가 의 에 도달한다. 용접은 거의 항상 로, 아르곤 + 18 % CO₂ 같은 를 써서 한다 – 이게 조용한 와 깨끗한 용입을 준다.

비드 형상은 두 가지가 주를 이룬다: 모서리와 겹침 이음에는 , 비드에 직각으로 힘이 걸리는 곳에는 . 중요: 필릿 용접은 비드 두께를 통해 힘을 전달한다 – 도면의 a 치수는 구속력이 있다.

현대 구조용 강은 제련 시 처리되어, 즉 용존 산소를 제거한다('킬드강'). 이나 S460M 같은 세립 구조용 강에는 추가로 나이오븀, , 티타늄 같은 가 들어간다. 이게 결정립을 미세하고 인성 있게 만든다 – 그래서 S460M은 훨씬 높은 강도에도 불구하고 종종 여전히 깨끗하게 용접할 수 있다.