용접각장과 각목 그리고 용접 시 주의사항

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

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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.

CONCAVITY IN A FILLET WELD

CONVEXITY IN A FILLET WELD

 

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.

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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.

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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.

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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.

CONCAVITY 형상과 명칭

 

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.

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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.

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

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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.

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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.

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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.

 

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.

FILLET & FILLET GROOVE

 

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.

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

 

 

 

 

본 내용에 오류가 있으면 댓글 부탁합니다.