1 개요
대형 컨테이너선은 길이가 길고, 컨테이너 용량이 크며, 속도가 빠르고, 개구부가 큰 특성을 갖고 있어 선체 구조의 중간 부분에 응력 수준이 높습니다. 따라서 설계에는 두꺼운 고강도 강재를 사용하는 경우가 많습니다.
고효율 용접방법으로는 단선 전기가스수직용접(EGW)이 널리 사용되고 있다. 그러나 일반적으로 적용 가능한 최대 판 두께는 32~33mm에 불과하며 위에서 언급한 대형 두꺼운 판에는 사용할 수 없습니다.
더블와이어 EGW 방식의 적용 가능한 판 두께는 일반적으로 최대 약 70mm이다. 그러나 용접 입열량이 매우 크기 때문에 용접 조인트의 성능이 사양 요구 사항을 충족하는지 확인하려면 고입열 용접에 적합한 강판을 사용해야 합니다.
따라서 큰 입열량에 적응할 수 있는 용접강판을 사용하지 않고 크고 두꺼운 판의 수직 맞대기 용접은 FCAW 다층 다패스 용접만 사용할 수 있어 용접 효율이 낮다.
본 공법은 상기 특성을 바탕으로 개발된 FCAW+EGW 복합 용접공법으로 대형 후판 용접에 EGW를 적용할 수 있을 뿐만 아니라 고효율의 장점을 최대한 발휘할 수 있을 뿐만 아니라 실제 강판의 특성에도 적용할 수 있는 방법입니다. . 즉, 구조면에 FCAW 단면 용접을 이용하여 후면 성형을 한 후, 비구조면에 EGW 용접을 하는 효율적인 복합용접 공법이다.
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2 FCAW+EGW 복합용접방식의 핵심 포인트
(1) 적용 판 두께
34~80mm: 즉, 하한은 모노필라멘트 EGW에 적용 가능한 판 두께의 상한입니다. 상한선은 현재 대형 컨테이너선의 내측면과 상부 외판에 두꺼운 강판을 사용하고 있다. 제품마다 강판의 두께가 다른 점을 고려하여 80mm로 결정됩니다.
(2) 두께 구분
용접 두께를 나누는 원리는 EGW 용접의 고효율 이점을 최대한 활용하는 것입니다. 동시에, 두 가지 방법 사이에 용착된 금속의 양이 너무 많이 다르지 않아야 한다는 점을 고려해야 합니다. 그렇지 않으면 용접 변형을 제어하기 어려울 것입니다.
(3) 복합용접방식 이음형태 설계
① 홈 각도: FCAW 측 홈 폭이 너무 커지는 것을 방지하기 위해 홈은 일반 FCAW 단면 용접 홈보다 적절하게 작습니다. 즉, 판 두께가 다르면 베벨 각도도 달라야 합니다. 판두께가 30~50mm인 경우 Y±5°, 판두께가 51~80mm인 경우 Z±5°입니다.
② 루트 갭: 두 가지 용접 방법의 공정 요구 사항, 즉 G±2mm에 동시에 적응해야 합니다.
③적용 가능한 개스킷 형태: 기존의 삼각형 개스킷은 각도 문제로 인해 위의 접합 형태 요구 사항을 충족할 수 없습니다. 이 결합 용접 방법에는 둥근 막대 개스킷을 사용해야 합니다. 직경 크기는 실제 조립 간격 값을 기준으로 선택해야 합니다(그림 1 참조).
(4) 용접시공의 기본사항
①용접훈련. 운영자는 일정 기간의 교육을 받아야 합니다. 얇은 판과 큰 두꺼운 판을 용접할 때 용융풀 내 용접 와이어의 작동 움직임이 다르기 때문에 일반 두께의 강판 EGW(SG-2 방식) 용접 경험이 있는 작업자라도 교육을 받아야 합니다.
②종료 감지. 비파괴 검사(RT 또는 UT)는 용접 끝단과 아크 스톱 부분에 사용하여 결함 여부를 확인하고 결함 크기를 확인해야 합니다. 결함 제거에는 가우징(Gouging)이 사용되고 재작업 용접에는 FCAW 또는 SMAW 용접 방식이 사용됩니다.
③아크 타격 플레이트. 아크 타격 플레이트 길이는 최소 50mm 이상이어야 합니다. 아크 타격 플레이트와 모재의 두께가 동일하고 홈도 동일합니다. ④ 용접시 바람은 보호가스의 이상을 유발하여 용접부 기공결함을 일으키고, 공기중의 질소가 침입하면 접합성능 저하를 초래하므로 필요한 방풍조치가 필요합니다.
3 공정 테스트 및 승인
(1) 시험재료
시험판과 용접재료는 표 1과 같다.
(2) 용접 변수
용접 위치는 3G이고 구체적인 용접 매개 변수는 표 2에 나와 있습니다.
(3) 시험 결과
테스트는 LR 및 CCS 선박 규정에 따라 검사원의 현장 감독 하에 수행되었습니다. 결과는 다음과 같습니다.
NDT 및 결과: PT 결과는 전면 및 후면 용접의 가장자리가 깔끔하고 표면이 매끄러우며 표면 결함이 없다는 것입니다. UT 결과는 초음파 테스트(ISO 5817 레벨 B 충족) 후에 모든 용접이 인증을 받았다는 것입니다. MT결과 전면 및 후면 용접부는 자분탐상으로 확인되었으며, 검사 결과 표면 용접불량은 발견되지 않았습니다.
(4) 결론을 받아들이다
테스트 용접 조인트에 대해 NDT 및 기계적 특성 테스트를 수행한 후 결과는 선급 협회의 사양 요구 사항을 충족하고 공정 승인을 통과했습니다.
(5) 효율성 비교
특정 플레이트의 1m 길이 용접을 예로 들면 양면 FCAW 용접에 필요한 용접 시간은 250분입니다. 복합용접방식을 사용할 경우 EGW의 용접시간은 18분, FCAW의 용접시간은 125분으로 총 용접시간은 143분이다. 결합용접 방식은 기존 양면 FCAW 용접에 비해 용접 시간을 약 43% 단축합니다.
4 결론
실험적으로 개발된 FCAW+EGW 복합 용접 방법은 EGW 용접의 높은 효율성을 최대한 활용할 뿐만 아니라 강판의 현재 특성에도 적응합니다. 높은 용접효율과 높은 실현가능성을 갖춘 새로운 용접공정 기술입니다.
혁신적인 용접 공정 기술로서 홈 생산, 조립 정확도, 재료 선택, 용접 매개변수 등이 매우 중요하며 구현 중에 엄격하게 제어되어야 합니다.
게시 시간: 2024년 2월 22일
