과열된 재료의 용접 후 균열의 일반적인 유형에는 주로 입계 균열, 열영향부(HAZ) 전파 균열, 냉각 중에 발생하는 저온 균열 등이 있습니다. 이러한 균열은 모두 결정립계 산화 및 미세구조 취화로 인해 발생하며 널리 퍼져 있으며 제어할 수 없습니다.
1. 입계균열(가장 전형적인 형태)
형성 메커니즘: 과열로 인해 산화물 네트워크가 형성되고 입자 경계에 공극이 생깁니다. 약한 결정립계를 따라 용접 응력이 방출되어 균열이 결정립계를 따라 전파됩니다.
형태학적 특성: 금속 조직학적 분석에서는 경로가 결정립 경계를 정확히 따르고 소성 변형이 없는 "사탕-같은" 또는 "돌-같은 균열"로 나타납니다.
발생 시기: 일반적으로 외부 하중 없이 용접이 실온으로 냉각되기 전에 자발적으로 발생합니다.
고-위험 경고: 과열 후 H13 강의 TIG 용접에서는 거의 100%의 용접 부분에서 용접 가장자리에 입계 균열이 발생합니다.
2. 열-영향부(HAZ) 전파 균열
형성 메커니즘: 높은 용접 온도는 과열 구역의 결정립 경계 손상을 악화시켜 기존 미세 균열이 열 순환 하에서 더욱 확산되도록 합니다.
감지 특성: 초음파 테스트는 모재에서 용접부 방향으로 연장되는 균열을 감지할 수 있으며, 냉각 시간에 따라 길이가 증가합니다.
위험: 용접 형성이 양호하더라도 접합 강도가 매우 낮아 서비스 중에 갑작스러운 파손이 발생하기 쉽습니다.
실제{0}}사례: 매니폴드의 과열 및 재용접 후{1}}UT 테스트에서 HAZ 영역에서 길이가 3~5mm에 달하는 균열이 발견되었습니다.
3. 콜드 크랙(지연된 시작)
형성 메커니즘: 용접 후 잔류 응력과 수소 취성이 함께 작용하여 냉각 중 전파 속도가 느려지고 특히 급격한 경도 변화 영역에 축적됩니다.
발생 특성: 용접 후 몇 시간 또는 심지어 며칠 후에 나타날 수 있으며, 은밀하고 갑작스러운 현상을 모두 나타냅니다.
관련 요인: 과열된 재료의 불균일한 내부 구조는 국부적으로 연화된 영역이 경질 산화물과 공존하여 응력 집중을 악화시킵니다.
안전 위험: 차가운 균열은 예고 없이 발생하며 생산 중에 갑자기 금형이 파손될 수 있습니다.
4. 복합균열(다양한 형태가 공존)
발현: 입계 균열 + HAZ 전파 + 저온 균열이 공존하여 네트워크 균열 구조를 형성합니다.
원인: 과열 + 용접 + 냉각 응력 삼중 중첩, 재료가 더 이상 완전한 하중-지지 용량을 갖지 않습니다.
판단 기준: 금속 조직 관찰 결과 다방향 균열 수렴이 나타나며 파단 표면은 혼합 형태를 나타냅니다.
엔지니어링 합의: 복잡한 균열이 발견되면 해당 구성 요소를 즉시 서비스에서 제외하고 교체해야 합니다.
