스테인레스 스틸 용접재료의 고유한 내식성, 기계적 강도 및 구조적 완전성을 유지하면서 가열, 압력 또는 두 가지의 조합을 통해 두 개 이상의 스테인레스 스틸 가공물을 연결하는 프로세스를 말합니다.
스테인레스강 공급업체
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스테인리스강 용접에 영향을 미치는 주요 재료 특성
내식성 메커니즘
스테인레스 스틸이 산소와 접촉할 때. 표면에는 부동태 크롬산화층(Cr 2 O3)이 형성되어 있으며, 두께는 2~5nm에 불과하지만 치밀한 구조로 되어 있어 소재의 추가 산화 및 부식을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 용접 열은 이 부동태막을 손상시킬 수 있으며 부적절한 냉각 또는 합금 원소 분리로 인해 부동태막이 재형성되는 것을 방지할 수 있습니다.
열팽창 및 열전도율
스테인레스 스틸은 열팽창 계수가 더 높고(16-20 × 10 ⁻⁶/도) 열 전도성은 더 낮습니다(14-21와트/미터/켈빈). 용접 중에 이러한 특성으로 인해 가열이 고르지 않고 공작물의 냉각 속도에 상당한 차이가 발생하여 열 응력과 변형이 더 커질 수 있습니다.
상전이 특성
오스테나이트계 스테인리스강(304, 316, 321):가열, 냉각 시 상변태 없이 상온에서 안정적인 오스테나이트 상을 나타내며, 연성이 우수합니다. 그러나 황, 인, 규소 등의 불순물이 함유되어 있으면 열간균열이 발생하기 쉽습니다.
페라이트계 스테인리스강(430, 409):전체 온도 범위는 페라이트 상으로 고온에서 연성이 좋지 않고 냉간 균열 위험이 높습니다.
마르텐사이트계 스테인리스강(410, 420):급랭하는 동안 오스테나이트에서 마르텐사이트로 변태하여 경도는 높지만 인성은 떨어지며, 취성을 줄이기 위해 용접후열처리(PWHT)가 필요합니다.
이중상 스테인리스강(2205, 2507):오스테나이트와 페라이트가 각각 50% 정도를 차지하고 있어 강도와 내식성이 균형을 이루지만 입열에 민감합니다. - 과도한 열 입력은 상균형을 깨뜨리고 인성을 저하시킵니다.
일반적인 스테인레스강 용접 공정
텅스텐 불활성 가스 용접(TIG 용접/GTAW)
원칙:비 용융 텅스텐 전극은 전극과 공작물 사이에 아크를 생성하는 전극으로 사용됩니다. 용융 풀과 전극은 대기 오염을 방지하기 위해 불활성 가스(보통 99.99% 순도 아르곤 가스)로 보호됩니다. 필요한 경우 충전재를 수동으로 추가할 수 있습니다.
장점:높은 용접 품질(부드러운 성형, 고정밀), 스패터 최소화, 정확한 입열 제어, 0.5{1}}6mm 두께의 얇은 스테인리스강에 적합하며 특히 내식성이 요구되는 오스테나이트계 및 이중 스테인리스강 용접에 적합합니다.
단점:용접 속도가 느리고 수동 작업 강도가 높으며 용접 기술에 대한 요구 사항이 높습니다.
금속 불활성 가스 용접/금속 활성 가스 용접(MIG/MAG/GMAW)
원칙:용융된 용접 와이어를 용접 건을 통해 전극으로 지속적으로 공급하고 보호 가스(MIG 용접: 아르곤+2% -5% 산소 또는 아르곤+10% -20% 이산화탄소. MAG 용접: 아르곤+헬륨, 고온 시나리오에 적합)를 사용하여 용융 풀을 보호합니다.
장점:빠른 용접 속도(TIG 용접의 2~4배), 3~25mm 두께의 스테인레스강에 적합하고 자동화가 용이하며 TIG 용접보다 용접 기술이 낮습니다.
단점:TIG 용접보다 스패터가 많고 열영향부(HAZ)가 넓어 연삭 및 기타 방법을 통한 용접 후 청소가 필요합니다.
용접봉 아크용접(SMAW/수동아크용접)
원칙:녹여서 코팅을 한 용접봉을 사용합니다. 용접 중에 코팅은 연소되어 가스로 보호된 용융 풀을 생성하며, 이는 슬래그를 형성하여 용융 풀의 표면을 덮고 대기 오염을 차단합니다.
장점:외부 보호 가스가 필요 없으며 휴대용 장비({0}}현장 용접에 적합)는 바람이 부는 환경이나 실외 환경에서 작동할 수 있으며 두께 6~50mm의 스테인리스 스틸에 적합합니다.
단점:작업범위가 좁고, 용접 후 슬래그 제거가 필요하며, 입열량이 많고(열영향부가 크다), 슬래그 혼입 불량이 발생하기 쉽다.
서브머지드 아크 용접(SAW)
원칙:용융된 용접 와이어를 전극으로 사용하고 입상 플럭스와 결합하여 아크를 플럭스("잠수 아크")로 덮고 플럭스가 녹아 보호 슬래그와 가스를 형성하여 용접이 이루어집니다.
장점:높은 증착률(후판 용접에 적합), 스패터가 적고, 침투력이 깊으며, 용접공 기술 요구 사항이 낮습니다(자동화 용이).
불리:플럭스 처리 및 재활용이 필요한 평면 또는 수평 용접 위치에만 적용할 수 있으며 벽이 얇은-스테인레스강에는 적합하지 않습니다.
