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기계기술사/용접

용접 금속과 열영향부 (Heat Affected Zone, HAZ)

by mechanic lover 2023. 10. 18.
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1. 용접 금속

  용접 금속은 한번 용융된 금속이 응고한 부분으로 주조조직을 나타내고, 모재와 명확하게 구분된다. 이때, 인접한 모재는 용접 금속으로부터 급열과 급랭의 열이력을 받아 용융점 직하에서 광범위한 온도영역으로 가열되어 열영향부를 형성한다.

2. 용융 경계면

   용접 금속과 열영향부 사이의 경계를 용융 경계면이라 하고, 용융경계면은 용융점까지 가열되었으며 용접금속과 열영향부 사이를 원소가 이동 확산한 부분이므로 야금학적으로 문제가 많은 부분이다.

3. 열영향부 (HAZ, Heat Affected Zone)

  용융면 주변 수 mm 구역은 마크로부식 (Macro-Etching)으로 관찰할 경우 모재의 원질부와 명확하게 구분되는 구역을 열영향부라 한다. 이 구역 중 최고 가열온도(각 부분이 도달한 최고 온도)가 Ac1변태점(723'c) 이상인 구역은 현미경 조직과 기계적 성질이 심하게 변한 곳이다. 열영향부의 기계적 성질과 조직의 변화는 모재의 화학 성분, 냉각 속도, 용접 속도, 예열 및 후열 등에 따라 달라지므로 변질부라고도 한다.

열영향부의 특성은 아래표와 같이 구분될 수 있다.

구분 가열온도 범위 조직 특성
용착부 1,500'c 이상 용융, 응고한 부분으로 dendrite 조직
조립역 1,250'c 이상 조대화한 부분, 경화로 인한 균열 발생
혼입역 1,250~1,100'c 조립역과 취화역의 중간 특성
취화역 750~300'c 열응력 및 석출에 의한 취화 발생, 현미경적 변화는 없음
원질부 300'c 이하 열영향을 받지 않은 모재

열영향부에 인접한 모재 중 약 300~750'c로 가열된 구역은 현미경적 조직의 변화는 관찰되지 않지만, 기계적인 성질이 달라지므로 준 열영향부라고도 한다. 연강에서는 이 구역의 노치 인성이 저하되므로 취화역이라고도 한다.

나머지 외곽부는 원질부라 하며 이 구역은 모재가 열의 영향을 크게 받지 않은 곳으로 조직과 기계적 성질이 변하지 않은모재이다.

 

 

 

 ※출처 : 용접기술사 준비를 위한 재료와 용접, 이진희 (21세기사)

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