이종금속이란 서로 다른 원소의 금속(예: 알루미늄, 구리 등) 또는 동일한 기본 금속(예: 탄소강, 스테인레스강 등)으로 형성되어 물리적 특성 등 야금학적 특성이 크게 다른 특정 합금을 의미합니다. 물성, 화학적 성질 등 모재, 용가재, 용접금속으로 사용할 수 있습니다.
이종 재료의 용접은 특정 공정 조건에서 두 개 이상의 서로 다른 재료(서로 다른 화학적 조성, 금속 조직, 특성 등을 나타냄)를 용접하는 프로세스를 의미합니다.이종금속 용접 중 이종강 용접이 가장 일반적이고, 이종 비철금속 용접, 강과 비철금속 용접이 그 뒤를 잇는다.
접합 형태의 관점에서 볼 때 세 가지 기본 상황이 있습니다. 즉, 두 가지 다른 금속 모재를 사용한 접합, 동일한 모재이지만 다른 용가재를 사용한 접합(예: 중탄소 담금질 및 템퍼링 강철을 용접하기 위해 오스테나이트 용접 재료를 사용하는 접합, 등), 복합 금속판 등의 용접 이음부 등
이종재료의 용접은 서로 다른 두 금속을 용접할 때 필연적으로 모재와 성질과 구조가 다른 전이층이 생성되는 현상이다.이종 금속은 동일한 재료의 용접에 비해 원소 특성, 물리적 특성, 화학적 특성 등에서 상당한 차이가 있기 때문에 이종 재료의 용접은 용접 메커니즘 및 작업 기술 측면에서 훨씬 더 복잡합니다..
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이종 재료 용접에 존재하는 주요 문제점은 다음과 같습니다.
1. 서로 다른 재질의 융점 차이가 클수록 용접이 어려워집니다.
녹는점이 낮은 물질이 용융상태에 도달해도 녹는점이 높은 물질은 여전히 고체상태이기 때문이다.이때, 용융된 물질은 과열부의 결정립계로 쉽게 침투하여 저융점 물질의 손실과 합금원소의 연소 또는 증발을 초래한다.용접 조인트를 용접하기 어렵게 만듭니다.예를 들어, 녹는점이 매우 다른 철과 납을 용접할 때 두 재료는 고체 상태에서 서로 용해되지 않을 뿐만 아니라 액체 상태에서도 서로 용해되지 않습니다.액체 금속은 여러 층으로 분포되어 냉각 후 별도로 결정화됩니다.
2. 이종 재료의 선팽창 계수 차이가 클수록 용접이 어려워집니다.
선형 팽창 계수가 더 큰 재료는 열팽창률이 더 크고 냉각 중 수축도 더 커지며, 이는 용융 풀이 결정화될 때 큰 용접 응력을 생성합니다.이 용접 응력은 제거하기 쉽지 않아 용접 변형이 커집니다.용접 양면의 재료의 응력 상태가 다르기 때문에 용접 및 열 영향부에 균열이 생기기 쉽고 용접 금속이 모재에서 벗겨지는 원인이 되기도 합니다.
3. 이종 재료의 열전도율, 비열량 차이가 클수록 용접이 어려워집니다.
재료의 열전도율과 비열 용량은 용접 금속의 결정화 조건을 악화시키고 입자를 심각하게 거칠게 하며 내화 금속의 습윤 성능에 영향을 미칩니다.따라서 용접에는 강력한 열원을 사용해야 합니다.용접시 열원의 위치는 열전도율이 좋은 모재측으로 하여야 합니다.
4. 이종 재료 간의 전자기적 차이가 클수록 용접이 더 어려워집니다.
재료 간의 전자기적 차이가 클수록 용접 아크는 더욱 불안정해지고 용접 상태는 더욱 악화됩니다.
5. 서로 다른 재료 사이에 금속간 화합물이 많이 형성될수록 용접이 어려워집니다.
금속간 화합물은 상대적으로 부서지기 쉽기 때문에 용접부에 쉽게 균열이나 파손이 발생할 수 있습니다.
6. 이종재료의 용접시 용접부위의 금속조직의 변화나 새로 형성된 구조물로 인해 용접이음부의 성능이 저하되어 용접에 큰 어려움을 초래한다.
접합 융합부와 열영향부의 기계적 특성이 좋지 않으며, 특히 소성 인성이 크게 감소합니다.접합부의 소성 인성이 감소하고 용접 응력이 존재하기 때문에 이종 재료의 용접 접합부는 균열이 발생하기 쉽습니다. 특히 용접 열 영향 영역에서는 균열이 발생하거나 파손될 가능성이 더 높습니다.
7. 이종 재료의 산화가 강할수록 용접이 어려워집니다.
예를 들어, 구리와 알루미늄을 융합 용접으로 용접하면 용융 풀에서 구리와 산화 알루미늄이 쉽게 형성됩니다.냉각 및 결정화 중에 결정립계에 존재하는 산화물은 결정립간 결합력을 감소시킬 수 있습니다.
8. 서로 다른 재료를 용접할 때 용접 이음새와 두 모재가 동일한 강도 요구 사항을 충족하기가 어렵습니다.
이는 융점이 낮은 금속 요소는 용접 중에 연소 및 증발하기 쉽기 때문에 특히 이종 비철금속을 용접할 때 용접의 화학적 조성이 변경되고 기계적 특성이 감소하기 때문입니다.
게시 시간: 2023년 12월 28일
