용접) 용접 각장과 각목 그리고 용접 시 주의 사항

용접각장과 각목에 대해서는 아래 그림과 같이 AWS STANDARD에 나와 있는 그림을 보겠습니다.

용접각장과 각목은 FILLET WELD에 대두되는 용어입니다. 아래 그림과 같이 보면 볼록BEAD 와 오목BEAD 형태의 그림을 나타내었습니다. 볼록BEAD 도 아니고 오목BEAD 도 아니고 평 BEAD로 만들어도 되지만 정확히 용접을 해서 평 BEAD를 만들기는 하겠지만 대부분이 두 가지 형태입니다.

위 그림을 보면 유효 목두께, 이론 목 두께, 실(제) 목 두께, 각장이라는 용어가 나오는데 위 그림은 CWI (CERTIFIED WELDING INSPECTOR) 시험에 고정으로 나오는 것이므로 형상 별 명칭을 잘 알아두시기 바랍니다.

제가 오늘 왜 용접 각장과 용접 각목을 포스팅하는냐 하면 각장과 각목이 문제 되면 큰 일이 발생되기 때문에 각장과 각목을 잘 이해하고 용접 및 검사가 진행되길 바라는 마음에서 포스팅하는 것입니다.

도면에 보면 FILLET JOINT의 경우 각장 SIZE가 명시되어 있습니다. 작업 시 용접사들은 각장을 보고 용접을 진행하게 됩니다. 각목은 도면에 표시되지 않습니다. 각장 SIZE가 나와 있으니 계산하면 얼마인지 알 수 있기 때문입니다.

그럼 여기서 주의해야 하는 것이 한 가지 있습니다.

아래 그림과 같이 오목비이드는 각장 SIZE는 신경을 써야 합니다. 물론 각목이 6MM라면 6MM AND OVER의 각장을 내고 볼록 BEAD 형태로 용접을 하면 언급할 필요가 없겠지만 오목 BEAD의 경우는 목 두께가 문제 될 수 있습니다.

위 사진의 예시를 들면 도면에 10MM 각장으로 용접을 하도록 지시가 되어 있는데 각장을 10MM로 내었고 BEAD 형상이 오목BEAD 라고 가정해 봅시다. 용접하시는 분들이나 관리자들이 간혹 잘 못 알고 간과하는 부분이 있는데 각장 SIZE 민 신경을 쓰고 각목 (Throat) 을 간과하는 경우가 있습니다.

용접각장이 도면 지시처럼 만들어져 있고 볼록BEAD 면 언급할 필요가 없겠습니다. 그런데 각장 (LEG LENGTH) 은 10MM 나오는데 오목 BEAD 면 어떻게 될까요? 이런 경우 따지고 들면 아주 머리 아파집니다.

FILLET JOINT의 오목BEAD 경우는 그림에서 보듯이 실(제) 목 두께와 유효 목 두께가 같습니다.
즉, 도면에 각장SIZE 가 10MM로 언급되어 있는데 각장이 11MM 정도 된다면 설계에서 요구하는 유효한 목 두께를 얻을 수가 없습니다.

그런데 이 부분이 압력부 여러 개소 용접부에 형성되어 있다면 문제가 더 커지게 됩니다.

설계에서 설계를 하고 강도 계산을 할 때 오목BEAD 로 강도 계산을 하지 않습니다. 위 그림에서 용착금속 내에 점선 삼각형 부분으로 강도 계산을 하게 됩니다.(이론 목두께)

그런데 용접을 했는데 오목(CONCAVITY) BEAD로 용접되었고 목 두께가 얼마인지 현상 파악하여 각목 두께를 추산할 수 있어 문제 되지 않지만 만약 압력부 전체가 그렇다면 대형사고가 될 수 있을 것입니다. 각목에 대한 품질 건전성과 운전 시 열팽창에 따른 강도 상 문제 없는지 문제가 대두되면 아주 머리 아픈 사안으로 확장될 수 있는 문제로 번집니다.

추가 용접(Welding) 또는 수정 용접(Repair Welding)을 진행해야 하는 경우가 발생될 수도있습니다. 철골류는 단품 형태 및 국부적으로 수정을 하면 빨리 조치를 할 수 있지만 압력부의 경우는 쉽지가 않습니다.

예를 들면 TUBE 와 TUBE 사이에 박판의 얇은 PLATE가 용접되는 FILLET 용접의 경우 그리고 이러한 부분들이 수직으로 세워져 VERTICAL 용접을 해야 하는 경우에 하진 용접을 하게 되면 상당한 문제가 될 수 있습니다. 만약, 하진 용접을 하게 되면 SMAW든 FCAW든가 제대로 빠져나올 수 있는 여건이 되지 못하며 각목이 제대로 형성되지 못합니다.

위 아래 사진은 TUBE TO MEMBRANE JOINT의 FILLET 용접 사진입니다.

가능한 오목BEAD 용접을 하지 않는 것이 좋습니다.
용접 및 관리를 할 때 각장만 만들면 되는 것이 아니라 각목에도 신경을 써야 하며 오목 BEAD에 주의를 하여 진행을 하면 문제 될 것 없을 것으로 봅니다.

BUTT JOINT의 경우 GROOVE 깊이가 나와 있기 때문에 용접 후 오목BEAD가 나오면 육성 용접으로 조치를 하면 되지만 FILLET의 경우 구조가 복잡하고 사상 작업이 용이하지 않을 경우가 있으므로 용접할 때 주의가 필요합니다.

도면에 명시된 용접각장 만 맞추려 하지 말고 각목도 나와야 합니다. 일하면서 각목을 쉽게 확인할 수 없으니 오목BEAD가 아닌 약간의 볼록(CONVEXITY)한 SURFACE BEAD 형상이 되도록 용접해야 하고 관리되어야 합니다.

오목BEAD 용접을 하려면 도면에 지시된 각장SIZE를 감안하여 각목이 충분히 나올수 있도록 용접한다는 전제로 작업이 진행되어야 둿말이 없습니다.

감사합니다.

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