재료 과학 및 공학 분야에서 이종 금속 용접은 항상 상당한 기술적 과제를 안고 있었습니다. 스테인리스강의 내식성과 철의 비용 효율성 및 강도를 모두 요구하는 응용 분야에서는 이 두 금속 간의 신뢰할 수 있는 접합을 달성하는 것이 엔지니어와 기술자에게 중요한 문제가 됩니다.
이종 금속 용접은 잠재적인 차이점과 부식을 가속화하고 접합부 내구성을 저하시킬 수 있는 다양한 물리적 특성으로 인해 일반적으로 어렵다고 간주됩니다. 그러나 스테인리스강과 철의 조합은 특별한 경우를 제시합니다. 스테인리스강의 주요 성분이 철이기 때문에 두 금속 모두 유사한 녹는점과 열전도율을 공유하여 용접에 유리한 조건을 만듭니다.
그럼에도 불구하고 이것이 공정을 가볍게 여길 수 있다는 것을 의미하지는 않습니다. 두 재료의 특성에 대한 철저한 이해와 적절한 대책은 여전히 필수적입니다.
스테인리스강을 철에 용접하는 것이 상대적으로 쉽더라도 부식은 여전히 중요한 문제입니다. 스테인리스강의 우수한 내식성으로 인해 일반적으로 용접부의 열영향부에서 철 쪽에서 부식이 발생합니다. 이 부식은 다음과 같은 뚜렷한 특징을 나타냅니다.
이러한 요인은 부식 관련 손상을 방지하기 위해 용접 구조물의 설계 및 구현 중에 신중하게 고려해야 합니다.
스테인리스강-철 용접은 비교적 간단하지만 여전히 전문적인 지식과 경험이 필요합니다. 세 가지 중요한 요소가 특별한 주의를 요구합니다.
스테인리스강-철 용접의 경우 일반적으로 SUS309 전극이 권장됩니다. 스테인리스강에는 크롬과 니켈이 포함되어 있어 철과 용접하는 동안 희석되어 용접 균열을 유발할 수 있습니다. SUS309 전극은 이러한 원소의 비율이 더 높아 손실을 효과적으로 보상하고 용접 결함을 줄입니다.
SUS309 전극의 장점:
대체 용가재로는 SUS312 전극(크롬 및 니켈 함량이 더 높음)과 탁월한 내식성이 요구되는 응용 분야를 위한 니켈 기반 전극이 있습니다.
SUS309 전극을 사용하더라도 과도한 철 희석으로 인해 스테인리스강의 크롬 및 니켈 함량이 감소하여 고온 균열 위험이 지속됩니다. 두 가지 주요 대책이 있습니다.
전이층 용접(버터링): 이 기술은 최종 용접 전에 철 표면에 스테인리스강 층을 증착하여 철 희석을 크게 줄입니다. 이 과정에는 다음이 필요합니다.
전류 제어: 용접 전류를 줄이면 철 희석이 최소화되지만 적절한 융합과 접합 강도를 유지하기 위해 신중한 균형이 필요합니다.
스테인리스강-철 용접의 부식은 여러 요인에 따라 달라집니다.
효과적인 보호 조치에는 다음이 포함됩니다.
토목 공학 학회의 연구는 다양한 스테인리스강-철 조합이 가속 부식 테스트에서 어떻게 성능을 발휘하는지 보여줍니다. 주요 결과는 다음과 같습니다.
