KR101382670B1 - Weld structure - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물은 단위판재들이 맞대기 용접되어 제공되는 모재의 용접보류부에 형성되며, 일측에 곡률을 갖는 만곡부로 제공하는 인서트홀 및 상기 모재의 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단토록, 상기 인서트홀에 대응되는 형상을 하여 상기 인서트홀에 삽입되는 차단부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재는 취성균열 전파정지인성(Kca)이 6000N/mm3 /2 이상일 수 있다.The welding structure according to an embodiment of the present invention is formed in the welding holding portion of the base material provided with unit plates are butt-welded, the insert hole provided as a curved portion having a curvature on one side and brittle cracks propagated to the base material welding portion of the base material It may include a blocking member inserted into the insert hole to have a shape corresponding to the insert hole so as to block.
Furthermore, the shut-off member of the cut in accordance with one embodiment of the present invention the brittle crack propagation stopping toughness (Kca) is be equal to or greater than 6000N / mm 3/2.
Description
본 발명은 용접 구조물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단하여 용접 구조물의 내구성을 향상시킨 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a welded structure, and more particularly, to an invention in which the brittle crack is prevented from propagating to the base metal welding portion to improve the durability of the welded structure.
최근 강구조물의 대형화에 따라 구조물의 건조에 있어서 용접 시공을 종래에 비해 효율적으로 수행하기 위해 용접 입열을 증가시키는 대입열 용접을 채용하고 있다.In recent years, as the size of steel structures is increased, large heat input welding has been adopted to increase the heat input of welding in order to efficiently perform welding construction in the construction of the structure.
그러나, 이와 같은 용접은 열영향부(Heat Affected Zone: HAZ)의 인성을 저하시키는 문제가 있다.However, such welding has a problem of lowering the toughness of the heat affected zone (HAZ).
그 때문에 용접 열영향부(HAZ)의 인성이 저하되는 것을 방지하는 강재를 개발하려는 노력이 일본특허공개공보 평06-088161 및 일본특허공개공보 소60-245768 등으로 이루어져 왔다. For this reason, efforts have been made to develop a steel material which prevents the toughness of the welding heat affected zone (HAZ) from declining in Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 06-088161, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 60-245768, and the like.
그러나, 이러한 발명은 취성균열의 발생에 대한 저항성이 향상되어 통상의 사용환경에서는 취성파단이 발생할 가능성이 매우 낮지만, 피로환경에 노출되거나 지진, 구조물 간의 충돌 등 비상시의 상황에서는 취성 균열의 발생이 가능하고 이럴 경우 취성균열이 용접선을 따라 전파해나감에 따라 대규모 파괴를 일으킬 위험이 있는 문제점이 있었다.However, this invention has improved resistance to the occurrence of brittle cracks, so it is very unlikely that brittle fractures occur in a normal use environment, but brittle cracks are not generated in emergency situations such as exposure to a fatigue environment, earthquakes or collisions between structures. If possible and in this case, there was a problem that brittle cracks would cause massive destruction as they propagate along the weld line.
또한, 지금까지 판두께 25mm 정도의 TMCP(Thermo Mechanical Control Process) 강판 등이 사용되어 있는 용접이음부에서는 취성균열이 전파해 오더라도 용접부의 잔류 응력에 의하여 취성균열이 용접이음부에서 모재 측으로 전파해나가기 때문에, 모재의 취성균열 정지특성만 확보된다면 용접이음부에서 취성균열이 발생해도 모재에서 정지시킬 수 있다고 생각되어져 왔다. In addition, in the welded joint where the TMCP (Thermo Mechanical Control Process) steel plate of 25mm thickness is used so far, the brittle crack propagates from the welded joint to the base material due to the residual stress of the welded joint even if the brittle crack propagates. Therefore, it has been thought that if brittle crack stop characteristics of the base material are secured, even if brittle cracks occur in the welded joint, the base material can be stopped.
그러나, 강구조물이 대형화됨에 따라 판두께가 두꺼운 강판이 사용되게 되었고 일본특허공개공보 2005-296986에 의하면 판두께가 50mm를 넘게 되면 용접부의 취성균열이 모재로 전파해 들어감이 없이 용접선을 따라 전파하여 대형 파괴를 일으킬 수 있는 문제점에 관한 사항을 개시하고 있다.However, as steel structures become larger in size, thicker steel plates are used. According to Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-296986, when the plate thickness exceeds 50 mm, brittle cracks in the weld zone propagate along the weld line without entering into the base material. Discussing problems that can cause destruction.
이를 방지하기 위한 종래의 기술을 살펴보면 일본특허공개공보 2005-296986 및 일본특허공개공보 2006-075874에서는 용접부와 골재가 교차하는 영역의 일부를 가우징에 의해 제거한 후, 파괴인성이 우수한 용접재료로 보수용접을 실시하는 발명에 대해 개시하고 있으나, 이는 니켈(Ni)계 용접재료를 사용함에 따라 비용의 상승을 가져와 실적용이 어려운 단점이 있다. The conventional techniques for preventing this are described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-296986 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-075874, after removing a part of the area where the weld portion and the aggregate intersect by gouging, repairing the welding material having excellent fracture toughness. Disclosed is an invention in which welding is carried out, but this results in an increase in cost due to the use of a nickel (Ni) -based welding material, which is difficult for performance.
한편, 한국특허공개공보 2010-0118956에서는 모재의 용접보류부의 형상을 한정하여 취성균열 전파를 차단하려고 하였으나, 상기 용접보류부의 형상 이외에 상기 용접보류부에 멜팅(melting)되어 삽입되는 용접부재에 의해서는 취성균열 전파차단의 효과를 크게 예상할 수 없는 단점이 있다.On the other hand, in Korea Patent Publication No. 2010-0118956, but attempted to block the brittle crack propagation by limiting the shape of the welding holding portion of the base material, but by the welding member that is melted (melting) inserted into the welding holding portion in addition to the shape of the welding holding portion There is a drawback that the effect of brittle crack propagation cannot be greatly predicted.
또한, 일본특허공개공보 2005-111501에서는 취성균열이 용접선을 따라 전파하는 것을 방지하기 위해 용접부와 수직한(vertical) 접촉면을 제공하는 보강재를 부착하는 방법에 관한 발명을 개시하고 있으나, 이는 보강재 자체의 구조적 특성이나 소재적 특성에 의해 취성균열의 전파를 차단하는 것이 아닌 한계가 있는 동시에 생산성의 저하와 추가비용의 상승을 가져오는 단점을 가지고 있다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-111501 discloses a method for attaching a reinforcement that provides a vertical contact surface with a weld to prevent brittle cracks from propagating along the weld line. The structural and material properties do not block the propagation of brittle cracks, but they have limitations, which in turn lower productivity and increase additional costs.
따라서, 취성균열이 용접부를 따라 전파되는 것을 방지하도록, 용접재료와는 별도의 소재를 사용하여 취성균열 전파차단 특성을 향상시킨 발명에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, in order to prevent the brittle cracks from propagating along the welds, it is necessary to study the invention that improves the brittle crack propagation characteristics by using a material different from the welding material.
본 발명의 목적은 용접보류부의 구조를 변경하여 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단함으로써, 용접이 사용된 구조물의 구조강도 향상 및 수명을 연장시키는 용접 구조물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to change the structure of the welding holding part to block the propagation of brittle cracks in the base metal welding portion, to provide a welded structure to improve the structural strength and extend the life of the structure used welding.
본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물은 단위판재들이 맞대기 용접되어 제공되는 모재의 용접보류부에 형성되며, 일측에 곡률을 갖는 만곡부로 제공하는 인서트홀 및 상기 모재의 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단토록, 상기 인서트홀에 대응되는 형상을 하여 상기 인서트홀에 삽입되는 차단부재를 포함할 수 있다.The welding structure according to an embodiment of the present invention is formed in the welding holding portion of the base material provided with unit plates are butt-welded, insert hole provided as a curved portion having a curvature on one side and brittle cracks propagated to the base material welding portion of the base material It may include a blocking member inserted into the insert hole to have a shape corresponding to the insert hole so as to block.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재는 솔리드 형상으로 형성되며, 상기 차단부재의 에지부는 상기 인서트홀과 용접결합될 수 있다.In addition, the blocking member of the welding structure according to an embodiment of the present invention is formed in a solid shape, the edge portion of the blocking member may be welded to the insert hole.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재는 일측이 개방된 중공을 포함하는 형상으로 형성되어, 탄성력에 의해 상기 인서트홀에 끼워져 결합될 수 있다.In addition, the blocking member of the welding structure according to an embodiment of the present invention is formed in a shape including a hollow one side is open, it may be coupled to the insert hole by the elastic force.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재는 열변형에 의해 상기 인서트홀에 끼워져 결합될 수 있다.In addition, the blocking member of the welding structure according to an embodiment of the present invention may be coupled to the insert hole by thermal deformation.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 인서트홀은 타측에 상기 모재용접부의 폭보다 큰 폭의 직선부를 제공하며, 상기 만곡부를 상기 모재용접부에 접하도록 제공될 수 있다.In addition, the insert hole of the welding structure according to an embodiment of the present invention may provide a straight portion having a width larger than the width of the base metal welding portion on the other side, and the curved portion may be provided to contact the base metal welding portion.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 인서트홀의 홀폭은 30 ~ 200mm이며, 홀길이는 100 ~ 300mm일 수 있다.In addition, the hole width of the insert hole of the welding structure according to an embodiment of the present invention may be 30 ~ 200mm, the hole length may be 100 ~ 300mm.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 만곡부의 곡률반경은 50 ~ 150mm 또는 상기 홀폭보다 5 ~ 10mm 더 크며, 상기 만곡부와 상기 직선부가 이루는 내측각도는 80 ~ 85°일 수 있다.In addition, the radius of curvature of the curved portion of the weld structure according to an embodiment of the present invention is 50 ~ 150mm or 5 ~ 10mm larger than the hole width, the inner angle formed by the curved portion and the straight portion may be 80 ~ 85 °.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재는 취성균열 전파정지인성(Kca)이 6000N/mm3 /2 이상일 수 있다.Furthermore, the shut-off member of the cut in accordance with one embodiment of the present invention the brittle crack propagation stopping toughness (Kca) is be equal to or greater than 6000N / mm 3/2.
본 발명에 따른 용접 구조물은 모재의 용접보류부에 형성된 인서트홀에 차단부재를 삽입하여 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.Welding structure according to the present invention has an effect that can block the brittle crack propagation by inserting the blocking member in the insert hole formed in the welding holding portion of the base material.
이에 의해, 복수의 단위판재들이 용접된 용접 구조물의 파단을 방지시켜 구조물의 구조강도 향상과 수명을 연장시키는 이점을 발생시킨다.As a result, a plurality of unit plates prevent the breakage of the welded welded structure, thereby generating an advantage of improving the structural strength of the structure and extending the life.
또한, 취성균열이 전파되는 것을 차단하기 위해, 가격이 비교적 비싼 용접재료를 사용하지 않아도 되기 때문에, 용접공정비용을 절감시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, since it is not necessary to use a relatively expensive welding material in order to block the propagation of brittle cracks, the welding process cost can be reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀을 확대하여 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀의 또 다른 실시예를 도시한 정면도이다.1 is a perspective view schematically showing a welding structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing a welding structure according to an embodiment of the present invention.
3 is an enlarged front view illustrating an insert hole of a welding structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
Figure 4 is a front view showing another embodiment of the insert hole of the welding structure according to an embodiment of the present invention.
5 is a front view showing another embodiment of the insert hole of the welding structure according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Other embodiments falling within the scope of the inventive concept may readily be suggested, but are also considered to be within the scope of the present invention.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.
The same reference numerals are used to designate the same components in the same reference numerals in the drawings of the embodiments.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물을 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀(20)을 확대하여 도시한 정면도이다.1 is a perspective view schematically showing a welding structure according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view schematically showing a welding structure according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is an embodiment of the present invention An enlarged front view of the
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물은 단위판재들이 맞대기 용접되어 제공되는 모재(10)의 용접보류부(14)에 형성되며, 일측에 곡률을 갖는 만곡부(21)로 제공하는 인서트홀(20) 및 상기 모재(10)의 모재용접부(15)에 취성균열(Brittle Crack: BC)이 전파되는 것을 차단토록, 상기 인서트홀(20)에 대응되는 형상을 하여 상기 인서트홀(20)에 삽입되는 차단부재(30)를 포함할 수 있다.1 to 3, the welding structure according to an embodiment of the present invention is formed in the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재(30)는 솔리드 형상으로 형성되며, 상기 차단부재(30)의 에지부(31)는 상기 인서트홀(20)과 용접결합될 수 있다.In addition, the blocking
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 인서트홀(20)은 타측에 상기 모재용접부(15)의 폭보다 큰 폭의 직선부(22)를 제공하며, 상기 만곡부(21)를 상기 모재용접부(15)에 접하도록 제공될 수 있다.In addition, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 인서트홀(20)의 홀폭(W)은 30 ~ 200mm이며, 홀길이(L)는 100 ~ 300mm일 수 있다.In addition, the hole width (W) of the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 만곡부(21)의 곡률반경(R)은 50 ~ 150mm 또는 상기 홀폭(W)보다 5 ~ 10mm 더 크며, 상기 만곡부(21)와 상기 직선부(22)가 이루는 내측각도(θ)는 80 ~ 85°일 수 있다.
In addition, the radius of curvature R of the
본 발명의 용접 구조물은 모재용접부(15)에 취성균열(BC)이 전파되는 것을 차단하여 용접 구조물의 내구성을 향상시킨 발명에 관한 것이다.The welding structure of the present invention relates to an invention in which the brittle crack (BC) is prevented from propagating in the base
즉, 모재(10)의 용접보류부(14)에 형성된 인서트홀(20)에 차단부재(30)를 삽입하여 모재용접부(15)에 취성균열(BC)이 전파되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다. 이에 의해, 복수의 단위판재들이 용접된 용접 구조물의 파단을 방지시켜 구조물의 구조강도 향상과 수명을 연장시키는 이점을 발생시킨다. That is, by inserting the blocking
특히, 두께가 50mm 이상인 극후물강재를 사용한 용접 구조물에서 종래기술에 비하여 취성균열(BC)로 인한 파단을 방지할 수 있는 효과가 크다.
In particular, the welding structure using the ultra-thick steel having a thickness of 50mm or more has a greater effect of preventing fracture due to brittle cracks (BC) than the prior art.
상기 모재(10)는 용접에 의해 결합되는 모든 부재를 의미한다. 즉, 상기 모재(10)는 도 1에 도시된 바와 같은 단위판재인 상부판재(11), 하부판재(12) 및 중간판재(13) 들의 용접결합 또는 상기 상부판재(11)의 상부좌측판재(11a) 및 상부우측판재(11b), 상기 하부판재(12)의 하부좌측판재(12a) 및 하부우측판재(12b), 상기 중간판재(13)의 중간좌측판재(13a) 및 중간우측판재(13b)들의 용접결합에 의해 형성된 하나의 부재를 의미한다. The
일례로 상기 상부좌측판재(11a) 및 상기 상부우측판재(11b)를 용접결합한 상기 상부판재(11)는 본 발명의 모재(10)일 수 있으며, 상기 상부판재(11) 및 상기 하부판재(12)를 용접결합한 것도 본 발명의 모재(10)일 수 있다. 즉, 상기 상부판재(11)는 모재(10)인 동시에 단위판재일 수 있다. 이와 같은 상기 모재(10)의 의미는 상기 다른 단위판재에도 적용될 수 있다.For example, the
상기 모재(10)에는 용접결합을 위한 용접비드 등의 용접 구조가 형성된 모재용접부(15) 및 용접기계에 의한 용접이 곤란한 용접보류부(14)를 제공할 수 있다. The
즉, 상기 용접보류부(14)는 상기 모재용접부(15)와는 별도의 수작업에 의해 용접하는 상기 단위모재(10)의 서로 인접하거나 맞닿는 모서리부분인 경우가 대부분이다. That is, the
또한, 상기 용접보류부(14)는 상기 모재(10)에 용접이 형성된 방향으로 용접이 어려운 부분을 의미하기 때문에, 상기 모재용접부(15)의 일단에 제공될 수 있다. 따라서, 상기 용접보류부(14)는 상기 모재용접부(15)에 발생하는 취성균열(BC)의 전파경로 상에 위치하게 된다. In addition, the
상기 용접보류부(14)는 후술할 인서트홀(20)을 형성하여 후술할 차단부재(30)가 삽입될 수 있도록 하여, 상기 모재용접부(15)에서 발생하는 취성균열(BC)이 전파되는 것을 방지할 수 있게 된다.
The
상기 인서트홀(20)은 상기 용접보류부(14)에 형성되며, 후술할 차단부재(30)가 삽입되어 상기 모재용접부(15)의 취성균열(BC)이 전파되는 것을 차단할 수 있게 된다. The
이를 위해, 상기 인서트홀(20)은 만곡부(21) 및 직선부(22)를 포함한 홀 형상일 수 있다. 즉, U 자형의 홀을 제공하여 상기 차단부재(30)를 삽입시킬 수 있는 것과 동시에, 상기 인서트홀(20) 자체의 형상으로도 취성균열(BC)이 전파되는 것을 차단할 수 있다.To this end, the
상기 만곡부(21)는 상기 모재용접부(15)에 접하는 상기 인서트홀(20)의 일측에 제공되어, 상기 모재용접부(15)에서 발생되어 전파되는 취성균열(BC)을 일차적으로 차단할 수 있는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 만곡부(21)는 일정한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. The
상기 인서트홀(20)은 곡률을 갖는 만곡부(21)를 포함함으로써, 상기 모재용접부(15)에서 전파되는 취성균열(BC)을 점차적으로 전파 받을 수 있기 때문에 취성균열(BC)을 감소시키거나, 상기 취성균열(BC)의 방향을 상기 모재(10)의 내측으로 유도할 수 있다.The
따라서, 상기 만곡부(21)를 포함함으로써, 상기 모재용접부(15)를 따라 취성균열(BC)이 전파되어 상기 모재(10)의 대규모 파괴가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 효과는 상기 만곡부(21)에 의한 것뿐만 아니라 후술할 차단부재(30)에 의해서도 달성할 수 있다. 이에 의해, 본 발명의 용접 구조물은 종래의 용접 구조물에 비하여 취성균열(BC)의 전파 방지 성능을 현저히 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, by including the
상기 직선부(22)는 상기 인서트홀(20)의 타측에 상기 만곡부(21)와 연결되어 제공되며, 상기 모재용접부(15)의 폭 보다 큰 폭으로 형성될 수 있다. 이에 의해, 상기 만곡부(21)가 상기 모재용접부(15)의 폭 보다 큰 폭으로 만곡되어 제공될 수 있어, 상기 취성균열(BC)이 상기 모재(10) 내측으로 전파되도록, 취성균열(BC)의 직진 방향을 변형할 수 있게 된다.The
한편, 상기 직선부(22)는 상기 모재(10)와 용접결합되는 또 다른 모재(10)와의 용접결합시에 결합측면을 형성하기 때문에 직선 형상인 상기 결합측면에 용이하게 용접결합될 수 있다.On the other hand, the
상기 인서트홀(20)의 일 실시예로써, 상기 인서트홀(20)의 홀폭(W)은 30 ~ 200mm이며, 홀길이(L)는 100 ~ 300mm로 형성될 수 있다. 이와 같은 수치범위 내에서 본 발명의 용접 구조물이 취성균열(BC) 전파를 정지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In one embodiment of the
여기서 상기 홀폭(W)은 상기 직선부(22)의 길이에 대응되며, 상기 홀길이(L)는 상기 만곡부(21)의 피크(peak)인 꼭지점과 상기 직선부(22) 사이의 거리에 대응된다.Here, the hole width W corresponds to the length of the
또한, 상기 만곡부(21)의 곡률반경(R)은 50 ~ 150mm 또는 상기 홀폭(W)보다 5 ~ 10mm 더 크며, 상기 만곡부(21)와 상기 직선부(22)가 이루는 내측각도(θ)는 80 ~ 85°로 형성될 수 있다. In addition, the radius of curvature R of the
상기 곡률반경(R)은 상기 만곡부(21)의 상기 꼭지점에서의 곡률반경(R)이고, 상기 내측각도(θ)는 상기 만곡부(21)가 상기 직선부(22)와 접하는 부분의 접선 및 상기 직선부(22)가 이루는 예각(銳角)부분을 의미한다.The radius of curvature (R) is the radius of curvature (R) at the vertex of the
이에 대한 실험 수치가 표 1에 기재되어 있다. 이에 대한 자세한 설명은 표 1을 참조하여 후술한다.
Experimental values for this are listed in Table 1. Detailed description thereof will be described later with reference to Table 1.
상기 차단부재(30)는 상기 인서트홀(20)에 삽입되어 상기 취성균열(BC)이 전파되는 것을 차단하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 차단부재(30)는 상기 인서트홀(20)에 대응되는 형상을 하는 것이 바람직하다.The blocking
한편, 상기 차단부재(30)는 상기 인서트홀(20)에 삽입되어 용접에 의해 고정될 수 있다. 즉, 상기 차단부재(30)의 에지부(31)(edge parts)를 상기 인서트홀(20)과 용접하여 차단부재용접부(32)를 형성하여 결합할 수 있는 것이다.Meanwhile, the blocking
상기 차단부재(30)는 솔리드(solid) 형상을 하여 상기 취성균열(BC)의 전파를 차단할 수 있다. 즉, 상기 차단부재(30)의 내측에 중공이 없는 중실 형상을 하여 상기 취성균열(BC)이 전파되어도 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)이 있는 소재에서 상기 취성균열(BC)을 정지시킬 수 있도록 할 수 있는 것이다. The blocking
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물은 종래기술과는 달리 상기 인서트홀(20)의 형상에 의한 취성균열(BC) 전파차단의 효과에 더하여 상기 인서트홀(20)에 고형(固形)의 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)이 있는 소재인 상기 차단부재(30)를 삽입하여 취성균열(BC) 전파차단을 할 수 있는 이점이 있다.Therefore, the welding structure according to an embodiment of the present invention is solid in the
전술한 차단부재(30)의 일례로써, 상기 차단부재(30)의 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)은 6000N/mm3 /2 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 이에 대한 자세한 설명은 표 1을 참조하여 후술한다.By way of example of the above-described shut-
한편, 상기 차단부재(30)는 탄성력(F)에 의해서도 상기 인서트홀(20)에 결합될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 5를 참조하여 후술한다.On the other hand, the blocking
또한, 상기 차단부재(30)는 열변형에 의해서도 상기 인서트홀(20)에 결합될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
In addition, the blocking
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀(20)의 다른 실시예를 도시한 정면도이다.4 is a front view showing another embodiment of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재(30)는 열변형에 의해 상기 인서트홀(20)에 끼워져 결합될 수 있다.Referring to Figure 4, the blocking
즉, 상기 차단부재(30)는 상기 인서트홀(20)에 대응되는 형상을 하며, 냉각에 의해 열수축시켜 상기 인서트홀(20)에 삽입시킨 후에 상온에서 열팽창(H)되어 상기 인서트홀(20)에 끼워져 결합될 수 있는 것이다. That is, the blocking
이를 위해, 상기 차단부재(30)는 상온에서는 상기 인서트홀(20) 보다 크게 성형하는 것이 바람직하다. 상기 차단부재(30)의 구체적인 크기는 상기 차단부재(30)를 형성하는 소재의 열특성에 따라 열변형의 범위 내에서 형성되는 것이 바람직할 것이다.To this end, the blocking
상기 차단부재(30)를 상기 인서트홀(20)에 삽입하여 결합하는 공정의 일례로써, 상기 차단부재(30)를 냉각하여 상기 차단부재(30)를 열수축시키는 냉각단계, 열수축된 상기 차단부재(30)를 상기 인서트홀(20)에 삽입시키는 삽입단계 및 삽입된 상기 인서트홀(20)이 상온에서 열팽창(H)되는 고정단계로 이루어질 수 있다.
As an example of a process of inserting and inserting the blocking
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 인서트홀(20)의 또 다른 실시예를 도시한 정면도이다.5 is a front view showing another embodiment of the
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재(30)는 일측이 개방된 중공을 포함하는 형상으로 형성되어, 탄성력(F)에 의해 상기 인서트홀(20)에 끼워져 결합될 수 있다.Referring to FIG. 5, the blocking
즉, 상기 차단부재(30)의 개방된 일단을 탄성한계 내에서 상기 차단부재(30)의 중공방향으로 밴딩하여, 상기 인서트홀(20)에 삽입시킨 후에 탄성력(F)에 의해 상기 인서트홀(20)에 끼워져 결합하는 것이다.That is, the open end of the blocking
이를 위해, 상기 차단부재(30)의 일단을 상기 인서트홀(20) 보다 크게 형성하여, 상기 차단부재(30)가 탄성력(F)에 의한 형상복원시에 상기 인서트홀(20)에 끼워져 결합될 수 있도록 형성하는 것이 바람직하다.
To this end, one end of the blocking
표 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물에 대한 형상 및 소재의 특성에 따른 취성균열(BC) 전파 차단여부의 결과를 비교예와 비교하여 나타낸 것이다.Table 1 shows the results of brittle crack (BC) propagation blocking according to the shape and the characteristics of the material for the weld structure according to an embodiment of the present invention compared with the comparative example.
NO
NO
취성균열
정지여부
Brittle cracks
Whether to stop
가공법Insert Hole
Processing method
폭(W)
Width (W)
길이(L)
Length (L)
곡률(R)
Curvature (R)
용접법Blocking member
Welding
본 발
명
예
Saw foot
persons
Yes
비교예
Comparative Example
표 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용접 구조물의 상기 차단부재(30)는 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)이 6000N/mm3 /2 이상일 수 있다.Referring to Table 1, the blocking
즉, 본 발명의 용접 구조물은 전술한 상기 인서트홀(20)의 형상에 의한 상기 모재용접부(15)의 취성균열(BC) 전파차단의 효과에 더하여, 상기 차단부재(30)의 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)에 의해서도 상기 모재용접부(15) 취성균열(BC)의 전파를 차단할 수 있어, 종래의 기술에 비하여 취성균열(BC) 전파차단의 효과를 현저하게 크게 할 수 있다. That is, in the welding structure of the present invention, in addition to the effect of the brittle crack BC propagation blocking of the base
따라서, 종래의 기술과 같이 모재(10)를 용접하기 위한 가격이 비싼 용접재료를 사용하지 않아도 되기 때문에, 용접공정비용을 절감시킬 수 있게 된다.Therefore, since it is not necessary to use an expensive welding material for welding the
구체적으로 살펴보면, 넓이 1200mm × 1200mm의 제시된 강종의 단위판재를 사용하여 제시된 모재용접법으로 상기 단위판재들을 용접하였다. 또한, 용접에 사용된 재료는 제시된 용접재료를 사용하였다. Specifically, the unit boards were welded by the proposed base metal welding method using the unit boards of the proposed steel type having a width of 1200 mm × 1200 mm. In addition, the material used for welding used the welding material shown.
한편, 상기 용접보류부(14)에는 U자형상의 인서트홀(20)을 형성하였으며, 이의 폭(W), 길이(L) 및 곡률(R)은 제시된 수치로 하였다. 또한, 상기 인서트홀(20)에 삽입되는 차단부재(30)는 제시된 차단부재(30)용접법에 의해 상기 인서트홀(20)과 용접결합되었다. On the other hand, the
또한, 상기 차단부재(30)는 취성균열(BC) 전파정지인성(Kca)이 제시된 수치인 소재로 형성되었으며, 상기 모재(10)를 용접시킨 용접재료와는 별도의 소재로 형성될 수 있도록 형성되었다.In addition, the blocking
한편, 취성균열(BC)을 발생시키는 조건을 부가하기 위해, V자의 노치를 상기 모재용접부(15)의 용융선(fusion line)과 일치하도록 가공하여, 시험편의 노치 선단을 -80℃의 저온으로 냉각하고 약 150mm 구간에서 온도 구배가 생기도록 하였다. On the other hand, in order to add the conditions for generating the brittle crack (BC), the V-shaped notch is processed to match the fusion line of the base
그 이외의 구간에서는 -10℃를 유지하도록 하고 설계 응력을 부가한 후, V자 노치 부분에 쐐기를 박아 취성균열(BC)을 발생시키고, 맞대기 용접부의 용융선을 따라 취성 균열을 전파시켰다.In other sections, after the design stress was added and the design stress was applied, brittle cracks were generated by wedges in the V-shaped notches, and brittle cracks were propagated along the melting line of the butt weld.
이에 의해, 전파된 취성균열(BC)이 상기 용접보류부(14)에 도달 후에 취성균열(BC) 정지 여부를 평가하였다. Thereby, it was evaluated whether the brittle crack BC stopped after the propagated brittle crack BC reached the
결과를 살펴보면, 본 발명의 실시예인 1 ~ 15번 실험예에서는 모두 취성균열(BC)의 전파가 정지되는 것을 확인할 수 있다.Looking at the results, it can be seen that the propagation of the brittle crack (BC) is stopped in all the experimental examples 1 to 15 of the embodiment of the present invention.
이와 같은 결과로부터, 상기 인서트홀(20)의 홀폭(W)은 30 ~ 200mm이며, 홀길이(L)는 100 ~ 300mm로 형성하며, 상기 만곡부(21)의 곡률반경(R)은 50 ~ 150mm 또는 상기 홀폭(W)보다 5 ~ 10mm 더 크게 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다. From this result, the hole width (W) of the
또한, 표에 나타나지 않았으나, 상기 만곡부(21)와 상기 직선부(22)가 이루는 내측각도(θ)는 80 ~ 85°로 형성하는 것이 상기 인서트홀(20)의 홀폭(W), 홀길이(L) 및 곡률반경(R)에 대응할 때 바람직하다. In addition, although not shown in the table, the inner angle θ formed by the
또한, 상기 차단부재(30)는 취성균열 전파정지인성(Kca)은 6000N/mm3 /2 이상으로 형성하는 것이 바람직함을 알 수 있다.In addition, the blocking
이와 같은 수치 조건들은 적정하게 조합하여 최적의 취성균열 전파차단성을 구현하도록 할 수 있다.These numerical conditions can be combined appropriately to achieve the best brittle crack propagation.
10: 모재 11: 상부판재
12: 하부판재 13: 중간판재
14: 용접보류부 15: 모재용접부
20: 인서트홀 21: 만곡부
22: 직선부 30: 차단부재
31: 에지부 32: 차단부재용접부10: Base material 11: Top plate
12: lower plate 13: intermediate plate
14: welding holding part 15: base metal welding part
20: insert hole 21: curved portion
22: straight portion 30: blocking member
31: edge portion 32: blocking member welding portion
Claims (8)
상기 모재의 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단토록, 상기 인서트홀에 대응되는 형상을 하여 상기 인서트홀에 삽입되는 차단부재;
를 포함하며,
상기 차단부재는 일측이 개방된 중공을 포함하는 형상으로 형성되어, 탄성력에 의해 상기 인서트홀에 끼워져 결합되는 용접 구조물.Unit plates are formed in the welding holding portion of the base material provided butt welded, the insert hole provided as a curved portion having a curvature on one side; And
A blocking member inserted into the insert hole to have a shape corresponding to the insert hole to block brittle cracks from propagating to the base metal welding part of the base material;
Including;
The blocking member is formed in a shape including a hollow one side is open, the welding structure is fitted into the insert hole by the elastic force is coupled.
상기 모재의 모재용접부에 취성균열이 전파되는 것을 차단토록, 상기 인서트홀에 대응되는 형상을 하여 상기 인서트홀에 삽입되는 차단부재;
를 포함하며,
상기 차단부재는 열변형에 의해 상기 인서트홀에 끼워져 결합되는 용접 구조물.Unit plates are formed in the welding holding portion of the base material provided butt welded, the insert hole provided as a curved portion having a curvature on one side; And
A blocking member inserted into the insert hole to have a shape corresponding to the insert hole to block brittle cracks from propagating to the base metal welding part of the base material;
Including;
The blocking member is welded structure is coupled to the insert hole by thermal deformation.
상기 인서트홀은 타측에 상기 모재용접부의 폭보다 큰 폭의 직선부를 제공하며, 상기 만곡부를 상기 모재용접부에 접하도록 제공되는 용접 구조물.The method according to claim 3 or 4,
The insert hole is provided with a straight portion having a width larger than the width of the base material welding portion on the other side, the weld structure provided to contact the base material welding portion.
상기 인서트홀의 홀폭은 30 ~ 200mm이며, 홀길이는 100 ~ 300mm인 용접 구조물.6. The method of claim 5,
The hole width of the insert hole is 30 ~ 200mm, the hole length is 100 ~ 300mm welding structure.
상기 만곡부의 곡률반경은 50 ~ 150mm 또는 상기 홀폭보다 5 ~ 10mm 더 크며, 상기 만곡부와 상기 직선부가 이루는 내측각도는 80 ~ 85°인 용접 구조물.The method according to claim 6,
The radius of curvature of the curved portion is 50 ~ 150mm or 5 ~ 10mm larger than the hole width, the inner angle formed by the curved portion and the straight portion is a welding structure of 80 ~ 85 °.
상기 차단부재는 취성균열 전파정지인성(Kca)이 6000N/mm3/2 이상인 용접 구조물.The method according to claim 3 or 4,
The blocking member has a brittle crack propagation stop toughness (Kca) of 6000 N / mm 3/2 or more welding structure.
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