KR20120111436A

KR20120111436A - 용접 구조물 및 그 제작방법

Info

Publication number: KR20120111436A
Application number: KR1020110029893A
Authority: KR
Inventors: 류강묵; 안규백
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-10

Abstract

본 발명은, 단위 판재가 맞대기 용접되어 제공되는 판재 및 상기 판재의 맞대기 용접부의 적어도 일지점에서 관통 용접되어, 취성균열의 전파를 차단토록 제공되는 취성균열 전파차단수단을 포함하여 구성된 용접 구조물에 관한 것으로서, 이와 같은 본 발명에 의하면, 판재의 맞대기 용접부에 제공되는 취성균열 전파차단수단을 통하여 취성균열 직진전파를 효과적으로 차단함으로써, 구조물의 파괴를 방지할 수 있고, 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Description

용접 구조물 및 그 제작방법{WELD STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 용접 구조물 및 그 제작방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판재 특히, 극후물재의 맞대기 용접부에 제공되는 취성균열 전파차단부를 통하여 취성균열 직진전파를 효과적으로 차단함으로써, 구조물 파괴를 방지 가능하게 하고, 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 용접 구조물 및 그 제작방법에 관한 것이다.

최근 들어, 강 구조물이 대형화되고, 구조물의 제작에 있어서 용접 시공을 종래에 비해 효율적으로 수행하기 위하여 용접 입열을 증가시킬 수 있는 대입열 용접을 실시하고 있지만, 이에 따라 용접 열영향부(HAZ)의 인성이 저하되는 문제가 빈번히 발생하고 있다.

한편, 이와 같은 용접 열영향부(HAZ)의 인성이 저하되는 문제를 해결하기 위한 강재를 개발하는 관련 기술이 일본 특허공개공보 평06-088161호 또는 일본 특허공개공보 소60-245768호 등에서 알려져 있다.

그러나, 상기 공개공보에서 개시되는 기술에서는, 취성균열의 발생에 대한 저항성이 향상되어 통상의 사용환경에서는 취성 파단이 발생할 가능성이 매우 낮지만, 피로환경에 노출되거나 지진, 구조물 간의 충돌 등 비상시의 상황에서는 취성균열이 쉽게 발생할 가능성이 있고, 이와 같은 경우에 취성균열이 용접부를 따라 전파하면서 심한 경우 구조물의 파단이 발생되는 문제를 포함하고 있는 것이었다.

그런데, 두께가 25 mm 정도인 강판 예를 들어, TMCP(Thermo Mechanical Control Process) 강판의 경우에는 용접부를 따라 취성균열이 전파되더라도 용접부의 잔류 응력에 의하여 취성균열이 용접부에서 모재측으로 전파되기 때문에, 모재의 취성균열 정지 특성만 어느 정도 확보된다면 용접부에서 취성균열이 발생하여도 모재에서 취성균열을 정지시킬 수 있다고 알려져 왔다.

그러나, 강구조물이 대형화됨에 따라 두꺼운 판재 특히, 두께가 50mm 이상의 극후물재인 경우에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2005-296986호에 의하면, 용접부의 취성균열이 모재로 전파되지 않고 용접부 특히 맞대기 용접부를 따라 쉽게 전파되어 최종적으로 대형 구조물의 파단이나 구조물의 파괴를 발생할 수 있는 관련 사항을 개시하고 있다.

즉, 극후물재를 이용하여 제작되는 용접 구조물의 경우, 용접부의 파괴 인성의 정도에 따라서, 설계 하중 하에서 일단 취성균열이 발생하게 되면 취성균열을 정지시키는 것이 어렵다.

예를 들어, 도 1에서와 같이, 단위 판재(100a)들이 맞대기 용접(버트(butt)용접)된 판재(100)의 경우, 앞에서 설명한 취성균열은 판재(100)로 전파되지 않고, 맞대기 용접부(110)를 따라 직진 전파하여, 용접부의 완전 파단이 발생하게 되는 문제가 있었다.

따라서, 구조물의 용접부에서 발생하는 취성균열의 전파를 효과적으로 차단하여, 구조물의 안정성을 향상시키는 용접 구조물의 개발이 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로 그 목적 측면은, 판재 특히, 극후물재의 맞대기 용접부에 제공되는 취성균열 전파차단수단을 통하여 취성균열 직진전파를 효과적으로 차단함으로써, 구조물의 파괴를 방지할 수 있고, 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 용접 구조물 및 그 제작방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 단위 판재가 맞대기 용접되어 제공되는 판재 및 상기 판재의 맞대기 용접부의 적어도 일지점에서 관통 용접되어, 취성균열의 전파를 차단토록 제공되는 취성균열 전파차단수단을 포함하여 구성된 용접 구조물을 제공한다.

바람직하게는, 상기 취성균열 전파차단수단은, 상기 맞대기 용접부에 형성되는 관통홀과, 상기 관통홀에 삽입되어 용접되는 취성균열 전파차단소재로 구성된다.

더 바람직하게는, 상기 취성균열 전파차단소재는, 고인성 재료이다.

더 바람직하게는, 상기 취성균열 전파차단소재는, 상기 판재의 두께 및 상기 맞대기 용접부의 폭에 대응하여 제공된다.

더 바람직하게는, 상기 취성균열 전파차단소재는, 높이와 폭을 갖는 형태로 제공되되, W/b ≥ 2의 조건을 만족하고, 여기서 W는 취성균열 전파차단소재의 폭이고, b는 맞대기 용접부의 폭이다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 판재 특히, 극후물재의 맞대기 용접부에 적어도 하나 이상 제공되는 취성균열 전파차단수단을 통하여 취성균열 직직전파를 효과적으로 차단하여 정지시킬 수 있는 효과가 있다.

구체적으로, 본 발명의 취성균열 전파차단수단은, 맞대기 용접부의 관통홀에 고인성 재료의 취성균열 전파차단소재가 삽입 용접처리되는 것으로, 고인성 재료를 사용해 취성균열 직진전파가 효과적으로 차단되고, 관통홀의 응력집중부분에 보강이 이루어져 판재의 피로강도가 향상되는 효과가 있다.

이에 따라, 본 발명은 판재의 맞대기 용접부에 발생한 취성균열에 의해 구조물이 파괴 또는 손상되는 것을 방지하여, 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 우수한 효과가 있다.

덧붙여, 본 발명의 취성균열 전파차단수단을 선박에 적용하는 경우에는, 판재의 맞대기 용접부에 형성되는 관통홀에 취성균열 전파차단소재가 삽입 용접처리되어, 해수가 선박 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 판재의 맞대기 용접부의 통상적인 취성균열 전파를 도시한 개략도
도 2는 본 발명에 따라 취성균열 전파차단수단이 구비된 판재를 도시한 정면도
도 3은 도 2의 취성균열 전파차단수단의 측단면도
도 4는 본 발명에 따른 용접 구조물의 일 실시예를 도시한 정면도
도 5는 본 발명에 따른 용접 구조물의 다른 실시예를 도시한 사시도
도 6은 본 발명에 따른 용접 구조물의 또 다른 실시예를 도시한 사시도
도 7은 본 발명에 따른 용접 구조물의 제작방법을 나타내는 블럭도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 용접 구조물 및 그 제작방법을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따라 판재(10)의 맞대기 용접부(20)에 취성균열 전파차단수단(30)이 구비되는 것을 나타내고, 도 3은 도 2의 취성균열 전파차단수단(30)의 단면을 상세하게 나타내며, 도 4 내지 6은 본 발명에 따른 용접 구조물(1)의 실시예들을 나타낸다.

여기서, 도 2 및 3의 판재(10)는 용접 구조물의 기본 구성을 나타내는 것으로서, 이를 포함하는 용접 구조물(1)의 형태는 도 4 내지 6에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 형성될 수 있음은 물론이다.

또한, 도 7의 블럭도는 본 발명에 따라 맞대기 용접부(20)에 취성균열 전파차단수단(30)이 구비되는 용접 구조물의 제작방법을 나타낸다.

먼저, 본 발명에 따른 용접 구조물(1)은, 기본적으로 단위 판재(10a)가 맞대기 용접(또는 버트 용접)되어 제공되는 판재(10)를 포함한다. 즉, 본 발명에 따른 용접 구조물(1)의 판재(10)는 맞대기 용접부(20)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 판재(10)의 맞대기 용접부(20)의 적어도 일지점에서 관통 용접되어, 취성균열의 전파를 차단토록 제공되는 취성균열 전파차단수단(30)을 포함할 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따라 취성균열 전파차단수단(30)이 판재(10)의 맞대기 용접부(20)에 구비되어, 판재(10)에 발생한 취성균열은 맞대기 용접부(20)를 따라 전파되어 가다가, 상기 전파차단수단(30)에서 에너지를 소모하여 정지하게 되는 것이다.

구체적으로, 본 발명의 취성균열 전파차단수단(30)은 판재(10)의 맞대기 용접부(20)를 따라 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.

즉, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 하나의 맞대기 용접부(20)에 하나의 취성균열 전파차단수단(30)을 구비할 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 맞대기 용접부(20)에 복수의 취성균열 전파차단수단(30)을 구비할 수도 있다.

여기서, 하나의 취성균열 전파차단수단(30)의 최적 위치를 찾는 것이 어렵거나, 하나만으로는 취성균열을 차단하기 어려운 경우에는, 도 4의 실시예와 같이 취성균열 전파차단수단(30)을 복수로 구비하는 것이 바람직하다.

도 4의 실시예에서는, 취성균열 전파차단수단(30)은 맞대기 용접부(20)에 종방향으로 일정 간격을 두고 형성된다. 이때, 취성균열 전파차단수단(30)의 개수에 대해서는 제한이 있는 것은 아니며, 사용자가 판재(10)에 작용하는 응력이나 온도 등을 고려하여 적절하게 선택할 수 있다.

이렇게 취성균열 전파차단수단(30)이 복수로 구비됨에 따라, 판재(10)에 발생한 취성균열은 복수의 취성균열 전파차단수단(30)과 맞대기 용접부(20)를 거치면서 갖고 있던 에너지가 소모되면서 정지하게 되는 것이다.

한편, 하나의 맞대기 용접부(20)에 하나의 취성균열 전파차단수단(30)만으로도 취성균열을 효과적으로 차단할 수 있는 경우에는 도 5 및 6의 실시예와 같이 본 발명의 전파차단수단(30)을 하나만 설치하는 것이 경제적이다.

이와 같은 도 5 및 6의 실시예에 따른 용접 구조물(1)은, 상, 하부 판재(60)(70)와 그 사이에 접합되는 중간판재(80)를 포함하여 구성될 수 있다.

구체적으로, 상, 하부 판재(60)(70)는 좌, 우의 단위 판재들(60a)(70a)이 상하방향으로 맞대기 용접되어 제공될 수 있다. 그리고, 중간판재(80)는 좌, 우 단위 판재들(80a)이 전후방향으로 맞대기 용접되되, 상, 하부 판재(60)(70) 사이에 필렛 용접되어 제공될 수 있다.

그리고, 취성균열 전파차단수단(30)은 상부 판재(60)와 중간 판재(80)가 접하는 부분에서의 상부 판재(60) 또는 중간 판재(80)의 맞대기 용접부(20)에 구비될 수 있다.

상부 판재(60)에만 취성균열 전파차단수단(30)이 구비되는 것은 도 5의 실시예에 나타나 있고, 상부 판재(60) 및 중간 판재(80) 모두에 취성균열 전파차단수단(30)이 구비되는 것은 도 6의 실시예에 나타나 있다.

이에 따라, 도 5의 실시예의 경우에는 상부 판재(60)의 맞대기 용접부(20)에 발생한 취성균열이 용접부를 따라 하측으로 전파되어 가다가 취성균열 전파차단수단(30)과 충돌하면서 갖고 있던 에너지를 소모하게 되어 정지된다.

또한, 도 6의 실시예의 경우에는, 상기 도 5의 실시예에 더하여, 중간 판재(80)에 전후방향으로 구비된 맞대기 용접부(20)에 발생한 취성균열은 중간 판재(80)에 제공된 취성균열 전파차단수단(30)에 의해 정지하게 된다.

다음, 취성균열 전파차단수단(30)은, 상기 맞대기 용접부(20)에 형성되는 관통홀(40)과, 상기 관통홀(40)에 삽입되어 용접되는 취성균열 전파차단소재(50)로 구성될 수 있다.

먼저, 이러한 취성균열 전파차단수단(30)이 구비되는 용접 구조물(1)의 제작방법을 도 7을 참조하여 설명하면, 단위 판재(10a)를 맞대기 용접하여 판재(10)를 준비하는 단계(S110) 및 상기 판재(10)의 맞대기 용접부(20)의 적어도 일지점에 제공된 관통홀(40)에 취성균열의 전파를 차단토록 취성균열 전파차단소재(50)를 삽입하고 긴밀하게 용접하는 단계(120)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 4의 실시예에 따른 용접 구조물(1)은 상기와 같은 제작방법에 따라 제작될 수 있다.

한편, 도 5 및 6의 실시예에 따른 용접 구조물(1)의 경우에는, 상기 제작방법 중 판재를 제작하는 단계(S110)에 중간 판재(80)를 상, 하부 판재(60)(70) 사이에 접합하는 단계가 포함될 수 있다.

현장에서, 실시예들에 따른 용접 구조물(1)을 형성하기 위한 맞대기 용접 및 필렛 용접은 자동 용접으로 이루어지는 것이 일반적이다.

이러한 자동 용접은, 맞대기 용접부(20)의 전 영역에서 이루어질 수 있는 것은 아니다. 즉, 맞대기 용접이 끝나는 부분, 즉 맞대기 용접부(20)의 양단부에서는 자동 용접을 할 수 없으며, 이 부분에서는 수동 용접이 이루어진다.

이에 따라, 도 4의 실시예의 경우에는 취성균열 전파차단수단(30)이 맞대기 용접부(20)의 중간 부분에 구비되는 것으로, 자동 용접이 모두 이루어진 후에 관통홀(40)을 뚫은 후(S122), 상기 관통홀(40)에 취성균열 전파차단소재(50)를 삽입 용접처리(S124)하는 것이다.

한편, 도 5 및 6의 실시예의 경우에는 취성균열 전파차단수단(30)이 맞대기 용접부(20)의 일단부에 구비되는 것으로, 상기 일단부에는 자동 용접이 이루어지지 못해 어느 정도 크기의 홀이 형성되어 있는 상태이다. 이러한 홀을 맞대기 용접부(20)의 폭방향으로 좀 더 크게 관통홀(40)을 뚫은 후(S122), 상기 관통홀(40)에 취성균열 전파차단소재(50)를 삽입 용접처리(S124)하는 것이다.

이와 같이, 도 5 및 6의 실시예들의 경우에는 이미 홀이 어느 정도 형성되어 있는 상태이므로, 관통홀(40)을 구비하는 것이 보다 용이하고, 제거되는 용접부의 양이 적으므로, 보다 경제적이다.

다음, 도 2 및 3을 참조하여, 관통홀(40)과 상기 관통홀(40)에 삽입 용접처리되는 취성균열 전파차단소재(50)로 구성되는 취성균열 전파차단수단(30)을 상세하게 설명하되, 취성균열 전파차단소재(50)를 중심으로 설명한다.

먼저, 취성균열 전파를 효과적으로 방해하기 위해서, 취성균열 전파차단소재(50)의 폭방향은 맞대기 용접부(20)의 중심선에 직각이 되도록 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 취성균열 전파차단소재(50)는, 고인성 재료인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 인성(또는 충격인성)이란 소재가 충격을 받아 파괴될 때까지 흡수하는 에너지를 의미한다.

즉, 맞대기 용접부(20)를 따라 전파되어 오던 취성균열에 의해 취성균열 전파차단소재(50)가 손상 또는 파괴될 때, 취성균열이 갖고 있던 에너지가 소모(또는 흡수)되면서 균열이 정지하게 되는 것이다.

따라서, 취성균열 전파차단소재(50)를 고인성 재료의 플레이트를 사용함으로써, 상기 전파차단소재(50)가 취성균열에 의해 손상 또는 파괴될 때, 취성균열의 에너지를 보다 많이 흡수하도록 하여, 취성균열을 보다 효과적으로 정지시키는 것이 바람직하다.

이러한 개념을 사용하여, 관통홀(40) 전체를 고인성 용접재료로 용접하여 취성균열 전파차단소재(50)를 구성하는 방법도 고려해 볼 수도 있겠으나, 고인성 용접재료는 고가이므로 경제적이지 못한 문제가 있다.

따라서, 본 발명과 같이 비교적 저가인 고인성 재료의 플레이트를 취성균열 전파차단소재(50)로 사용하고, 관통홀(40)에 취성균열 전파차단소재(50)를 일반 용접재료로 용접처리함으로써, 경제성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에서는 관통홀(40)에 취성균열 전파차단소재(50)를 삽입 용접처리하므로, 취성균열 전파차단수단(30)에는 각진 부분과 같이 응력이 집중되는 부분이 없다. 이에 따라, 본 발명에 따른 용접 구조물(1)은 피로강도가 향상되는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 용접 구조물(1)이 선박에 적용되는 경우에는, 용접 구조물에 뚫려 있는 구멍이 없어 해수의 유입이 방지되는 효과도 얻을 수 있다.

이러한, 취성균열 전파차단소재(50)는, 상기 판재(10)(60)(70)(80)의 두께(t) 및 상기 맞대기 용접부(20)의 폭(b)에 대응하여 제공될 수 있다.

구체적으로, 취성균열 전파차단소재(50)는, 높이(H)와 폭(W)을 갖는 형태로 제공되되, 높이(H)는 판재의 두께(t)에 비례하도록, 그리고 폭(W)은 맞대기 용접부(20)의 폭(b)에 비례하도록 제공될 수 있다.

나아가, 취성균열 전파차단소재(50)는, W/b ≥ 2의 조건을 만족하도록 구비되는 것이 바람직하며, 이는 아래의 구체적인 실시예를 통해 설명한다. 여기서 W는 취성균열 전파차단소재(50)의 폭이고, b는 맞대기 용접부(20)의 폭이다.

이하, 본 발명에 따른 용접 구조물(1)의 구체적인 실시예를 설명한다.

본 실시예에서, 맞대기 용접부(20)에서 발생하는 취성균열의 전파를 정지시키기 위한 취성균열 전파차단수단(30)을 포함하는 용접 구조물(1)에 대한 구체적인 시험을 통하여, 바람직한 취성균열 전파차단소재(50)의 규격을 확인하였다.

이때, 본 실시예는 다음의 표 1에 기재된 강종 1 및 2를 기반으로 하되, 판재 규격을 50mm 또는 80mm(두께)×1200mm(폭)×1200mm(길이)의 판재 즉, 극후물재들을 사용하였으며, 도 5에 도시된 바와 같이 상, 하부 판재(60)(70)와 이들 사이에 접합되는 중간판재(80)를 포함하는 용접 구조물(1)을 기반으로 하였으며, 상부 판재(60)와 중간판재(80)가 접하는 부분에서의 맞대기 용접부(20)에 본 발명에 따른 취성균열 전파차단수단(30)을 구비하였다.

여기서, 상기에서 언급한 바와 같이, 용접 구조물(1)은 도 5에 도시된 형태로 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 하부 판재(70)의 맞대기 용접부(20)에도 본 발명에 따른 취성균열 전파차단수단(30)이 구비될 수 있다.

구분	C	Si	Mn	P	S	Ni	Ti
강종 1	0.05	0.14	1.54	0.008	0.003	0.2	0.016
강종 2	0.086	0.308	1.54	0.008	0.0016	0.01	0.015
강종 3	0.06	0.15	1.6	0.008	0.003	0.35	0.015

그리고, 본 실시예의 시험편으로 제공되는 용접 구조물(1)의 단부에서부터 150mm 위치에 V자 노치를 맞대기 용접부(20)(EGW, FCAW 또는 EGW+FCAW)(20)의 용융선(fusion line)에 일치하도록 가공하고, 충격하중 즉, 단위 판재(60a)를 양쪽으로 벌리려는 힘을 가하기 위한 쐐기를 삽입하였다.

이때, 시험 용접 구조물(1)의 노치선단은 -80℃의 저온으로 냉각하고 약 150mm 구간에서 온도 구배가 생기도록 하였다. 그 외의 구간에서는 -10℃로 균일하게 유지하였다. 설계 응력을 가한 후, 삽입된 쐐기의 충격하중에 의해 노치선단에서 취성균열을 발생시켰다. 이에 따라, 발생된 취성균열은 맞대기 용접부(20)의 용융선(fusion line)을 따라 전파되어 갔다.

한편, 다음의 표 2는 본 발명의 판재(60)(70)(80)의 맞대기 용접부(20)를 형성하는 데 사용한 용접법 및 용접재료의 성분을 나타낸다. 그리고, 다음의 표 3은 도 5에서 도시한 바와 같이 제작된 용접 구조물(1)에 형성된 취성균열 전파차단수단(30)에서의 취성균열 전파정지 여부에 대한 판단 결과를 나타낸다. 여기서, 표 2 및 3에서 EGW는 전자 가스 용접(Electro gas welding)을 나타내고, FCAW는 플럭스 코어 아크 용접(Flux core arc welding)을 나타낸다.

용접법	용접재료	C	Si	Mn	P	S	Ni	Ti
EGW	DWS-43G	0.08	0.35	1.63	0.014	0.010	0.02	0.02
EGW	DSW-LSR	0.05	0.25	1.60	0.009	0.007	1.40	0.05
EGW	DWS-60G	0.08	0.32	1.67	0.010	0.008	0.81	0.03
EGW	DWS-50GTF	0.04	0.42	1.77	0.010	0.009	1.62	0.02
EGW	DWS-50GTR	0.06	0.51	1.71	0.010	0.008	1.71	0.02
EGW	K-EG2	0.04	0.33	1.69	0.013	0.012	-	0.02
EGW	K-EG3	0.04	0.34	1.72	0.013	0.012	1.6	0.02
EGW	EG-3	0.08	0.29	1.852	0.011	0.008	0.76	0.02
FCAW	DSⅡ81K2LH	0.025	0.31	1.25	0.011	0.008	1.55	0.05
FCAW	K-81TSR	0.028	0.3	1.18	0.010	0.010	1.59	0.04
FCAW	SF-36E	0.04	0.37	1.33	0.014	0.006	1.53	0.03
FCAW	DW-55LSR	0.05	0.33	1.32	0.009	0.008	0.90	0.03
FCAW	DW-62L	0.06	0.29	1.23	0.007	0.008	2.5	0.03

구분	판재의 맞대기 용접부(20)					전파차단소재 규격		균열정지 여부
구분	강종	두께(t)	용접법	용접재료	폭(b)	높이(H)	폭(W)	균열정지 여부
발명예1	강종1	50	EGW	DWS-43G	34	5	68	정지
발명예2	강종1	50	FCAW	DW-55LSR	45	5	90	정지
발명예3	강종1	50	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	45	5	90	정지
발명예4	강종1	80	EGW	DWS-43G	45	8	90	정지
발명예5	강종1	80	FCAW	DW-55LSR	65	8	130	정지
발명예6	강종1	80	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	65	8	130	정지
발명예7	강종1	50	EGW	DWS-43G	34	5	68	정지
발명예8	강종1	50	FCAW	DW-55LSR	45	5	90	정지
발명예9	강종1	50	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	45	5	90	정지
발명예10	강종1	80	EGW	DWS-43G	45	8	90	정지
발명예11	강종1	80	FCAW	DW-55LSR	65	8	130	정지
발명예12	강종1	80	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	65	8	130	정지
발명예13	강종2	50	EGW	DWS-43G	34	5	68	정지
발명예14	강종2	50	FCAW	DW-55LSR	45	5	90	정지
발명예15	강종2	50	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	45	5	90	정지
발명예16	강종2	80	EGW	DWS-43G	45	8	90	정지
발명예17	강종2	80	FCAW	DW-55LSR	65	8	130	정지
발명예18	강종2	80	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	65	8	130	정지
발명예19	강종3	50	EGW	DWS-43G	34	5	68	정지
발명예20	강종3	50	FCAW	DW-55LSR	45	5	90	정지
발명예21	강종3	50	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	45	5	90	정지
발명예22	강종3	80	EGW	DWS-43G	45	8	90	정지
발명예23	강종3	80	FCAW	DW-55LSR	65	8	130	정지
발명예24	강종3	80	EGW+FCAW	DWS-43G+DW-55L	65	8	130	정지
비교예1	강종1	50	EGW	DWS-43G	34	5	61	전파
비교예2	강종1	50	FCAW	DW-55LSR	45	5	81	전파
비교예3	강종1	80	EGW	DWS-43G	45	8	81	전파

이하, 상기 표 3을 토대로, 바람직한 취성균열 전파차단소재(50)의 규격을 제안한다. 여기서, 높이비(H/t)는 판재 두께(t) 대비 취성균열 전파차단소재(50) 높이(H)의 비율을 의미하는 것으로 0.1이고, 폭비(W/b)는 맞대기 용접부(20) 폭(b) 대비 취성균열 전파차단소재(50) 폭(W)의 비율을 의미한다.

상기에서 설명한 바와 같이, 취성균열 전파차단소재(50)의 폭(W) 및 높이(H)는 취성균열을 효과적으로 차단시키도록 적정한 값을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다

그런데 상기 표 3에서 알 수 있듯이, 본 발명의 발명예 1 내지 24는 취성균열의 전파를 정지시켰으나, 비교예 1 내지 3은 정지시키지 못했다.

구체적으로, 발명예 1 내지 24의 취성균열 전파차단소재(50)는 폭비(W/b)가 2로서, 폭비(W/b) ≥ 2인 조건을 만족하도록 형성됨에 반해, 비교예 1 내지 3은 폭비(W/b)가 61/34, 81/45로서 모두 2보다 작은 경우이고, 이때에는 취성균열의 전파를 정지시키지 못하는 문제를 보였다.

즉, 비교예 1 내지 3과 같이, 폭비(W/b)가 2보다 작은 경우에는 취성균열이 취성균열 전파차단수단(30)을 용이하게 통과할 수 있으므로, 취성균열의 전파를 효과적으로 차단하기 어렵다.

따라서, 본 발명의 취성균열 전파차단소재(50)는, 폭비(W/b) ≥ 2인 조건을 만족하도록 형성되는 것이 바람직하며, 이러한 조건을 만족하는 경우에, 용접 구조물(1) 전체의 강성 및 안정성을 유지하면서 취성균열의 전파를 효과적으로 차단할 수 있다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

1 ... 용접 구조물 10, 60, 70, 80 판재
10a, 60a, 70a, 80a ... 단위 판재 20 ... 맞대기 용접부
30 ... 취성균열 전파차단수단 40 ... 관통홀
50 ... 취성균열 전파차단소재 b ... 맞대기 용접부 폭
H ... 취성균열 전파차단소재 높이 t ... 판재 두께
W ... 취성균열 전파차단소재 폭

Claims

단위 판재(10a)가 맞대기 용접되어 제공되는 판재(10); 및
상기 판재(10)의 맞대기 용접부(20)의 적어도 일지점에서 관통 용접되어, 취성균열의 전파를 차단토록 제공되는 취성균열 전파차단수단(30);
을 포함하여 구성된 용접 구조물.
제1항에 있어서,
상기 취성균열 전파차단수단(30)은, 상기 맞대기 용접부(20)에 형성되는 관통홀(40)과, 상기 관통홀에 삽입되어 용접되는 취성균열 전파차단소재(50)로 구성되는 것을 특징으로 하는 용접 구조물.
제2항에 있어서,
상기 취성균열 전파차단소재(50)는, 고인성 재료인 것을 특징으로 하는 용접 구조물.
제2항에 있어서,
상기 취성균열 전파차단소재(50)는, 상기 판재(10)의 두께 및 상기 맞대기 용접부(20)의 폭에 대응하여 제공되는 것을 특징으로 하는 용접 구조물.
제4항에 있어서,
상기 취성균열 전파차단소재(50)는, 높이와 폭을 갖는 형태로 제공되되, W/b ≥ 2의 조건을 만족하고, 여기서 W는 취성균열 전파차단소재(50)의 폭이고, b는 맞대기 용접부(20)의 폭인 것을 특징으로 하는 용접 구조물.