철골의 용접접합 방법

▒ 기출문제

- 95회 1교시 7번 : 철골의 CO2 아크(Arc) 용접

- 92회 4교시 5번 : 현장 철골 용접방법, 용접공 기량검사 및 합격기준에 대하여 설명하시오

- 78회 2교시 4번 : 철골공사에서 용접방법의 종류 및 유의사항에 대하여 기술하시오.

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▒ 개요

① 용접접합이란 짧은 시간내에 국부적으로 가열하여 두 강재를 용융상태에서 접합하는 방식이다.

② 강재의 절약, 건물의 경량화, 무소음, 무진동의 장점이 있어 널리 사용된다.

 

▒ 용접접합의 특징

1) 장정

① 강재의 절감으로 자중감소

② 응력전달이 확실

③ 무소음, 무진동

④ 수밀성, 기밀성 유지

2) 단점

① 접합부 검사가 곤란

② 용접공 숙련도에 따라 품질좌우

③ 용접열에 의한 모재의 변형 발생

④ 용접부 취성파괴 우려

 

▒ 용접방법

1) 피복 Arc 용접(수동용접)

① 피복재를 입힌 용접봉과 모재 사이에 전류를 통하여 발생하는 아크열(약600℃)을 이용하여 용접

② 가장 널리 이용되는 용접법

2) CO2 Arc 용접(반자동용접)

① 코일 상으로 되어 있는 와이어가 자동장치에 의해 연속으로 공급하며 아크를 발생시켜 모재와 와이어를 용접

② 토치선단 노즐에서 CO2 가스를 내보내어 용착금속을 보호

3) Submerged Arc 용접(자동용접)

① 용접의 진행을 자동으로 하며, 접합부 표면에 용제를 뿌리고 피복이 안된 용접봉을 용제 속에 대어 발생한 아크열에 용제 및 용접봉을 녹여 접합

② 용접속도가 빠르고, 신뢰성이 높음

 

▒ 이음형식

1) 맞댐용접

① 접합재의 끝을 적당한 모양 또는 각도로 가공하여 용접살을 개선부(groove)에 채워 접합하는 용접방법

② 맞댄용접에서 용접덧살이 응력을 전달하는 역할을 하므로 용접덧살의 형상, 모재의 관리가 중요

③ 접합되는 부재는 개선부에 용입된 용접부에 의해 일체화되머 중요한 부재의 접합에 사용

④ 맞댐용접 종류

- 완전용입 맞댐용접 : 맞대는 부재 두께 전체에 걸쳐 완전하게 용접

- 부분용입 맞댐용접 : 맞대는 부재 두께 일부에서 용접, 전단력, 인장력, 휨모멘트 받는 곳 사용 불가 

<개선부 명칭>    <개선형태>

2) 모살용접(필렛용접)

① 형강 또는 판등의 겹침이음, T형 이음, 각이음 등 부재의 교차선을 따라 용접살을 덧붙여 용접하는 방법

② 응력전달이 용착금속에 의해 이루어 지므로 용접살의 목두께 관리가 중요

③ 모재에 홈파기 등의 사전가공을 하지 않고 그냥 용접 가능

④ 모살용접 종류 

▒ 용접공 기량검사 및 합격기준

1) 검사(시험)대상

① 품질관리 구분 '다' 또는 '라'에 해당하는 경우 용접공 기량검사(용접공시험)을 하는 것을 원칙

② 강판두께가 50mm 초과하는 용접구조용 압연강재나 강판두께가 40mm를 초과하는 내후성 열간압연강재의 경우

③ 피복아크용접, 플럭스코어드아크용접, 가스메탈아크용접, 서브머지드아크용접 이외의 용접을 할 경우

2) 기량검사시 고려사항

① 시험강판 : 같은 용접조건으로 취급하는 강판 중 가장 조건이 나쁜것을 사용

② 용접조건 : 실제의 시공에 사용하는 용접조건

③ 용접자세 : 실제로 행하는 자세 중 가장 불리한 자세

④ 서로다른 강재의 그루브 용접시험 : 실제의 시공과 동등한 조합의 강재로 실시

⑤ 용접재료 : 낮은 강도의 장재 규격을 따름

⑥ 같은 강종 판두께 다른 이음 : 판두께가 얇은 쪽의 강재로 시험

3) 검사(시험) 종류

 

▒ 용접접합시 주의사항

① 용접할 모재의 표면은 녹, 슬래그, 기름, 수분 등을 제거한다.

② 용접부에는 균열, 용입불량, 슬래그 혼입, 블로홀 등으로 이음부 성능을 손상시키는 유해한 결함이 없어야 한다.

③ 예열이 필요한 경우 강재의 판두께, 이음부의 구속도 등을 고려하여 실시한다.

④ 부재의 조립 및 용접의 순서는 용접변형이 최소가 되도록 한다.

⑤ 개선이 있는 용접의 양쪽 끝에는 완전한 용접이 될 수 있도록 엔드 탭을 이용한다.

⑥ 용착금속의 충분한 용입을 확보하기 위해 뒷댐재를 이용한다.

⑦ 기온이 -5℃ 이하에서 용접해서는 안된다.

⑧ 바람이 강한 날은 바람막이를 하고 용접한다.

⑨ 모재 표면 및 틈새에 수분이 남아 있는지 확인 후 용접한다.

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▒ 연관문제

용접부위 결함 - 용접변형 - Stud bolt - 용접부의 비파괴시험 - 엔드 탭(End Tab) - Metal Touch

 

▒ 참고문헌(출처)

1) 강구조공사 표준시방서, 2012 제3장 용접

2) 건축공사 표준시방서, 2006 / 06015 2.용접

3) 건축시공학 / 강병두

4) 건축기술지침 / (주)대우건설