시공기술사/철골공사

철골부재의 용접변형

기구미 2013. 5. 1. 23:51

기출문제

- 93회 3교시 5번 : 철골공사에서 용접변형의 종류 및 억제대책에 대하여 설명하시오

- 71회 3교시 5번 : 철골공사시 발생되는 변형에 대하여  1) 원인,  2) 종류,  3) 대책 방안을 기술 하시오.

- 69회 4교시 1번 : 철골제작시 부재변형을 방지하기 위한 방안을 기술하시오.




개요

용접은 국부적으로 열을 가하여 부재를 접합하는 방법으로 국부적인 가열은 열응력을 발생시킨다.

발생한 열응력은 열변형을 생성하고 용접이 완료된 후에 영구적으로 남아 있는 변형을 용접변형이라 한다.

 

▒ 용접변형 메커니즘        

구속상태에서 가열 팽창에 의한 열응력 증가 열응력 항복응력 소성변형 냉각 수축량 > 팽창량 용접변형 발생

 

용접변형의 원인

모재의 영향 : 열팽창 계수가 수록 변형이

용접 형상 : V 이음이 X 이음보다 각변형이

용접의 속도 : 용접속도 느릴수록 변형이

용접 방법 : 대입열 용접일 수록 변형이

 

용접변형의 종류

횡수축 : 용접선의 직각()방향의 수축으로 용접선 주변의 수축에 의해 발생

종수축 : 용접진행 방향으로 용접선 가열부위가 수축하는 현상(횡수축에 비해여 미미한 )

각변형 : 두꺼운 부재의 깊이에 따라 수축량이 달라 발생(상단 수축 > 하단 수축)

종굽힘 : 주로 용접길이가 길고, 부재의 중립축과 용접부가 일치하지 않을 경우 발생

회전변형 : 용접되지 않은 맞대기 부분의 홈이 용접의 진행에 따라 닫히거나 열리는 현상, 용접속도에 의한 영향을 크게 받아 방향이 결정

좌굴변형 : 얇은 판을 용접할때 내부에 생기는 잔류응력으로 판이 좌굴되어 발생

 


용접변형 억제대책(대책방안)

1) 설계상 대책

용접부 저감

이음부 위치 형태변경

구조변경, 형강 사용에 의한 강성 증대

2) 용접시공상 대책 :

용접입열량의 저감

용접법, 용접순서 변경

적층법의 변경

3) 역변형법 : 예상되는 용접변형을 상쇄할 만큰 역변형을 주는 방법


4) 용접지그(welding jig) 사용

 

용접변형의 교정방법

선상가열법

점상가열법

프레스나 롤러에 의한 교정법




연관문제

철골의 용접접함 - 용접부위 결함

 

참고문헌(출처)

1) 역변형 발생기구 해석 / 양영수

2) 용접변형의 방지 교정 / 박정웅

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