KR20160038621A - 초층 용접방법 - Google Patents

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Abstract

초증 용접방법에 관한 것으로, (a) 일정 간격으로 맞댄 모재 사이에 초층 용접부의 인성 저하를 억제하는 인성 저하 억제층이 형성된 백킹재를 접합하는 단계, (b) 상기 백킹재의 상부에 초층 용접부를 형성하는 단계를 마련하여 인성 저하 억제 물질에 니켈이 함유되어 있어 초층 용접부의 인성을 증가시킬 수 있으며, 초층 용접부의 결정립을 억제시키는 니오브, 티타늄, 바나듐에 의해 초층 용접부의 결정립 성장을 억제시킬 수 있고, 니켈 및 니오브, 티타늄, 바나듐이 용융지에 석출되어 용융지 냉각 시 오스테나이트 스테빌라이저로써 오스테나이트 결정립 성장을 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Description

초층 용접방법{Root Pass Welding}
본 발명은 초층 용접방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용접 모재 사이에 용접되는 초층 용접부의 인성 저하를 방지함은 물론 결정립 성장을 억제할 수 있는 초층 용접방법에 관한 것이다.
일반적으로 두 모재의 용접은 양면에서 용접하는 양면용접과 일면에서만 용접하는 일면용접으로 나누어진다.
양면 용접은 양면용접 중 처음 일면 용접의 최초 용접층에 용접품질이 불량하여 반드시 제거해야 하고, 일면 용접된 모재 또는 구조물을 뒤집어야 하므로 제작 공장의 높이가 높고 안전 위험이 있으며, 뒤집기 위한 대기시간 및 모재 재배열을 위한 시간이 소요되어 작업시간이 늘어나는 단점이 있다.
반면 일면용접은 모재의 이면에 용융금속의 용락을 막아주기 위해 용접 전후에 백킹재를 탈착해야 하므로 용접모재 이면에 작업공간이 확보되어야 하고, 이에 따른 설비가 갖춰져야 하며 윗보기 자세로 백킹재를 탈착해야 하므로 작업자의 근골격계 위험이 있는 단점이 있다.
이와 같이 두 모재의 용접은 작업 여건에 맞춰 일면 용접 또는 양면용접이 이루어진다.
주로 선박 건조에 사용되는 용접은 플럭스코어드 아크 용접법(FCAW, flux cored arc welding)과 서브머지드 아크 용접법(SAW, submerged arc welding)이 이용되고 용접작업은 플럭스코어드 아크 용접과 서브머지드 아크용접의 단독 또는 조합으로 이루어진다.
플럭스코어드 아크 용접은 용접 입열이 낮아 일면용접 시 용락의 위험이 높은 최초 용접에 적용하여 용락을 방지하며 이후 플럭스코어드 아크 용접 또는 서브머지드 아크용접을 이용하여 용접을 완료한다.
한편 가스 메탈 아크용접(GMAW; gas metal arc welding)은 보호가스와 전류, 전압, 속도 등 용접변수를 적절하게 선택함에 따라 요구되는 품질의 용접이 가능하고 경제적인 이점 때문에 선박, 플랜트, 교량, 자동차, 중공업 등의 산업기계 전 분야에 광범위하게 사용되고 있다.
용접에 따른 용접 접합부의 품질은 용접선 전체에 걸쳐 균일하게 유지되는 것이 요구되며, 용접비드의 형상과 밀접한 관계가 있다. 특히 다층용접이 요구되는 접합부에서는 초층에 의한 이면비드의 형상이 중요하다.
초층용접(root pass welding)이란 한 번 또는 그 이상의 패스(pass)로 형성된 용착금속의 최초층을 말한다. 최근에 용접구조물의 수요가 증대되고 있고, 이를 제작하기 위해서 생산성과 정밀성이 요구되는 초층 용접의 중요성이 부각되고 있다.
한편 고도의 기능을 요구하지도 않으면서 용접속도를 높이기 위하여 이면재(backing plate)를 이음하부에 두고 용접하는 경우도 있지만, 이렇게 용접한 경우 모재와 용접부에서의 두께 차이를 크게 만듦으로써 응력의 집중을 불러오며, 루트 균열, 슬래그 혼입 등이 생기기 쉬운 결점이 있다.
이런 결점을 줄이기 위해 용접접합부는 주로 표준 V형 맞대기 이음 형상으로 하고, 용접조건은 균일한 이면 비드가 형성되도록 적용한다. 이런 초층 용접은 선박 및 해양구조물 등의 일반구조용강 용접 시 용접효율을 좋게 하기 위해 주로 적용된다.
용접품질은 일차적으로 용접비드 형상에 의해 결정된다. 이는 용접비드 형상이 용접부의 기계적 성질을 결정하는 가장 중요한 요소이기 때문이다.
반자동 용접(FCAW, GMAW)은 강(鋼) 구조물 및 배관재에 대하여 용접하는 경우, 초층 용접 시 이면 백킹재를 부착하여 용접을 시행하고 있는데, 현재 사용 중인 이면 백킹재는 세라믹 재질로써 고온의 용융지가 이면부로 흘러 내리지 않게 하는 역할을 한다. 이러한 이면 백킹재는 용접이 완료된 후 제거된다.
한편 반자동 용접법(FCAW, GMAW)은 수동용접(GTAW: Gas tungsten arc welding)에 비하여 높은 생산 속도가 가능하고, 초층 용접 이후의 용접과 같은 공정(process)을 사용함으로써 작업성이 개선된다.
이와 같은 수동용접에 의한 용접부에 비하여 반자동 용접은 용접 후 비교적 고입열 및 모재 희석에 의한 초층 용접부의 인성 저하가 발생하는 단점이 있었다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '맞대기 이음 용접방법'이 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에 따른 맞대기 이음 용접방법에는 두께 10~35㎜인 두 모재를 8~20㎜ 간격을 두고 서로 맞대는 형태로 위치시키는 단계, 상기 맞대어진 모재의 이면에 면 접촉되어 모재의 간극을 밀폐하도록 백킹재를 부착하는 단계, 상기 백킹재에 의해 밀폐된 간극 상측에 1~3회의 플럭스코어드 아크용접 또는 플럭스코어드 아크 용접과 서브머지드 아크 용접의 조합을 시공하는 단계, 서브머지드 아크용접용 와이어를 좌우 위빙하면서 두 모재를 용접하는 단계가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에는 '배관 부재의 용접 방법'이 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에 따른 배관 부재의 용접 방법에는 용접 대상의 두 모재 사이의 이음 부위에 대한 개선 각도가 50~60도이고, 루트 간격이 0~1mm인 이음 부위에 대한 용접 방법으로서, 상기 모재의 이음 부위 외부에서 초층 용접을 수행한 다음 상기 모재의 이음 부위 내부에서 내부 용접을 수행하고, 상기 초층 용접과 상기 내부 용접은 각각 플럭스 코어드 아크 용접 또는 가스 메탈 아크 용접이 개시되어 있다.
대한민국 특허 공개번호 제10-2008-0081799호(2008년 9월 10일 공개) 대한민국 특허 공개번호 제10-2012-0029650호(2012년 3월 27일 공개)
그러나 종래기술에 따른 초층 용접방법은 반자동 용접에 의하여 초층 용접 시 모재에 가해지는 고입열 및 모재 희석에 의해 초층 용접부의 인성이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 백킹재에 결정립 성장을 억제하는 인성 저하 억제 물질을 포함시켜 초층 용접부의 결정립을 조밀하게 형성할 수 있는 초층 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 인성 저하 억제 물질에 의해 초층 용접부의 인성을 증가시킬 수 있는 초층 용접방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 초층 용접부의 냉각 시 오스테나이트 결정립 성장을 억제시킬 수 있는 초층 용접방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 초층 용접방법은 (a) 일정 간격으로 맞댄 모재 사이에 초층 용접부의 인성 저하를 억제하는 인성 저하 억제층이 형성된 백킹재를 접합하는 단계, (b) 상기 백킹재의 상부에 초층 용접부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 인성 저하 억제 물질은 상기 백킹재에 도포 또는 코팅된 다음 상기 모재에 접합되는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에서, 상기 인성 저하 억제 물질은 상기 모재에 접합된 상태에서 상기 인성 저하 억제 물질이 도포 또는 코팅 되는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 상기 백킹재의 표면에 도포 또는 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 상기 초층 용접부의 인성을 증가시키는 물질인 니켈(Ni)과 상기 초층 용접부의 결정립을 억제시키는 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 어느 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 한다.
상기 결정립 성장을 억제하는 물질은 철과 혼합되어 대기 중에서 안정화된 페로 니오브(Ferro-Nb), 페로 티타늄(Ferro-Ti), 페로 바나듐(Ferro-V)인 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 니켈(Ni) 59.7~73.7 중량%, 니오브(Nb) 6.3~8.3 중량%, 티타늄(Ti) 6.3~10.3 중량%, 바나듐(V) 13.7~19.7 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 상기 용접부 형성 단계에서 질화물 또는 탄화물로 석출되는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 접착제와 혼합하는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 상기 접착제와 40~60:60~40 중량%로 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상기 접착제는 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)를 주 성분으로 하는 액체 상태의 단백질계 접착제인 것을 특징으로 한다.
또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 따른 백킹재에는 인성 저하 억제 물질이 표면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 인성 저하 억제 물질은 초층 용접부의 결정립 성장을 억제하는 물질과 상기 초층 용접부의 인성을 증가시키는 물질을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 인성을 증가시키는 물질은 니켈(Ni)인 것을 특징으로 한다.
상기 결정립을 억제시키는 물질은 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 어느 하나 이상 혼합되는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 초층 용접방법에 의하면, 인성 저하 억제 물질인 니켈이 함유되어 있어 초층 용접부의 인성을 증가시킬 수 있으며, 초층 용접부의 결정립을 억제시키는 물질인 니오브, 티타늄, 바나듐에 의해 초층 용접부의 결정립 성장을 억제시킬 수 있고, 니켈 및 니오브, 티타늄, 바나듐이 용융지에 석출되어 용융지 냉각 시 오스테나이트 스테빌라이저로써 오스테나이트 결정립 성장을 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 도시한 공정도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 도시한 단면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 도시한 공정도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 도시한 단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법은 (a) 일정 간격으로 맞댄 용접 모재 사이에 결정립 성장을 억제하는 인성 저하 억제 물질이 형성된 백킹재를 접합하는 단계, (b) 상기 백킹재의 상부에 초층 용접부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 초층 용접방법은 일정 간격으로 떨어져 있는 2개의 모재(10) 저면에 백킹재(11)를 접합하여 초층 용접부(14)를 형성하는 것으로, 백킹재(11)에는 인성 저하 억제 물질이 도포 또는 코팅되는 인성저하 억제층(13)이 형성될 수 있다.
상기 백킹재(11)는 일정 두께를 갖는 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 백킹재(11)는 알루미늄 재질로 이루어진 테이프(12)에 의해 모재(10)에 접합될 수 있다.
이들 백킹재(11) 및 테이프(12)는 통상적인 것을 사용하므로, 이에 대한 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
인성저하 억제층(13)은 인성 저하 억제 물질이 도포 또는 코팅된 층으로써, 도 2에서와 같이 백킹재(11)의 상면에 소정의 두께로 형성될 수 있다.
상기 인성 저하 억제 물질은 백킹재(11)의 표면, 보다 바람직하게는 백킹재(11) 상면에 도포 또는 코팅될 수 있는 것으로, 인성 저하 억제 물질은 초층 용접부(14)의 인성을 증가시키는 니켈(Ni)과 초층 용접부(14)의 결정립 성장을 억제시키는 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 어느 하나 이상을 혼합할 수 있다.
여기서 초층 용접부(14)는 반자동 용접(FCAW, GMAW 등)에 의해 소정의 두께로 형성되는 용접부, 즉 용융지를 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
이들 결정립 억제 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)은 미량으로 존재하는 원소로써, 순수한 원소를 사용할 수도 있으나, 대기 중에서 산화될 수 있으므로, 철과 혼합되어 대기 중에서 안정된 형태를 갖는 페로 니오브(Ferro-Nb), 페로 타타늄(Ferro-Ti), 페로 바나듐(Ferro-V)을 사용하는 것이 바람직하다.
인성 저하 억제 물질은 초층 용접부(14)의 인성을 증가시키는 니켈(Ni)과 초층 용접부(14)의 결정립 성장을 억제시키는 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 적어도 어느 하나 이상을 혼합하는 것으로, 니켈 59.7~73.7 중량%, 니오브 6.3~10.3 중량%, 티타늄 6.3~10.3 중량%, 바나듐 13.7~19.7 중량%를 혼합할 수 있다.
니켈(Ni)은 오스테나이트(austenite) 형성 원소이고, 용접 금속의 인성을 안정화시키는 효과를 가지는 원소이다. 니켈(Ni)이 59.7 중량% 미만에서는 용접 금속의 인성이 저하한다.
한편 니켈(Ni)이 73.7 중량%를 초과하면 용접 금속이 오스테나이트 응고가 되고, 용접 금속의 조직이 조대화하여 인성이 저하한다. 따라서 니켈(Ni)은 59.7 내지 73.7 중량%로 한다. 또한 니켈(Ni)원으로서는 금속 Ni, Fe-Ni 또는 Ni-Mg 등을 사용할 수도 있다.
니오브(Nb)는 6.3 중량% 미만에서 용접 금속의 결정립 성장의 억제가 저하한다. 한편 니오브(Nb)가 10.3 중량% 초과에서 용접 금속 중의 니오브(Nb)가 과잉 되어 결정립 성장의 억제가 저하한다. 따라서 니오브(Nb)는 6.3~10.3 중량%로 할 수 있다.
티타늄(Ti)은 용접 시 용탕 내의 질소(N)와 결합하여 질화물(TiN)이 되어 오스테나이트의 고온역에까지 비교적 안정하게 존재하면서 재가열 오스테나이트 결정립 성장을 억제하는 효과를 가지는 원소이다.
티타늄(Ti)은 6.3 중량% 미만에서 용접 금속의 결정립 성장이 저하한다. 한편 티타늄(Ti)이 10.3 중량%를 초과하면 용접 금속 중의 티타늄(Ti)이 과잉 되어 결접립 성장의 억제가 저하한다. 따라서 티타늄(Ti)은 6.3 내지 10.3 중량%로 할 수 있다. 또한 티타늄(Ti)원으로서는 금속 Ti 또는 Fe-Ti 등을 사용할 수 있다.
바나듐(V)은 13.7 중량% 미만에서 용접 금속의 결정립 성장의 억제가 저하한다. 한편 바나듐(V)이 19.7 중량% 초과에서 용접 금속 중의 바나듐(V)이 과잉 되어 결정립 성장의 억제가 저하한다. 따라서 바나듐(V)은 13.7~19.7 중량%로 할 수 있다.
상기 인성 저하 억제 물질은 어떤 한 원소의 최저 함량보다 낮으면, 초층 용접 시 그 원소가 용융지에 충분히 녹아 들어가지 못하여 해당 원소에 의한 초층 용접부의 인성 증가 또는 결정립 조대화 억제 효과를 얻지 못할 수도 있다.
한편 이들 인성 저하 억제 물질은 분말(powder) 형태로 이루어진 것을 사용하므로, 백킹재(11)에 도포 또는 코팅하기 위하여 아교 등의 단백질계 접착제와 혼합할 수 있다. 단백질계 접착제는 인성 저하 억제 물질을 백킹재(11)에 접착되도록 풀과 같은 액상으로 이루어진 것을 사용할 수 있다.
상기 인성 저하 억제 물질과 접착제의 혼합 비율은 40:60 내지 60:40의 비율로 혼합될 수 있다. 즉, 접착제는 인성 저하 억제 물질을 백킹재(11)에 도포 또는 코팅할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 접착제는 반자동 용접(FCAW, GMAW) 등에 의해 형성되는 초층 용접부(14, 용융지) 내에 퍼지면서 질화물 또는 탄화물로 석출되도록 인성 저하 억제 물질을 백킹재(11)의 표면에 도포 또는 코팅하기 위한 것이다.
상기 접착제는 분말 형태의 인성 저하 억제 물질을 백킹재(11)에 직접적으로 도포 또는 코팅할 수 없으므로, 풀과 같은 형태의 액체 상태로 인성 저하 억제 물질을 백킹재(11)에 발라 굳으면서 접착되게 할 수 있다.
또한 단백질계 접착제의 주 성분은 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)이고, 탄소(C) 50~59 중량%, 수소(H) 6~8 중량%, 산소(O) 20~24 중량%, 질소(N) 15~18 중량%를 사용할 수 있으며, 접착제는 황(S)이 없는 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 황(S)은 초층 용접부(14)에서 고온 균열을 일으킬 수 있으므로, 황이 포함되지 않은 액체 상태의 단백질계 접착제를 사용하는 것이 바람직하다.
즉, 젤라틴(아교) 같은 액체 상태의 단백질 계열 접착제와 대기 중에서 안정화된 분말 형태의 Ferro-Nb, Ferro-Ti, Ferro-V 파우더를 골고루 섞은 후 바르고자 하는 세라믹 백킹재의 표면에 도포 또는 코팅되도록 한다.
이렇게 도포 또는 코팅된 인성 저하 억제 물질은 백킹재(11)에 도포 또는 코팅 후 건조(자연 건조 또는 인공 건조)에 의해 수분(H2O)이 증발되면서 분말 형태의 페로 니오브(Ferro-Nb), 페로 티타늄(Ferro-Ti), 페로 바나듐(Ferro-V)과 탄소(C), 질소(N)로 이루어진 경화된 결정립 억제 물질과 인성을 증가시키는 니켈(Ni)이 소정의 두께로 도포 또는 코팅될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 초층 용접방법을 단계별로 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 초층 용접방법은 용접하고자 하는 2개의 모재(10)를 마련한 다음 이들 모재(10)를 소정의 간격을 유지시킨다.
이와 같이 소정의 간격이 유지되는 모재(10)의 저면에는 백킹재(11)를 접합한다. 도 2(a)에서와 같이, 백킹재(11)는 테이프(12)로 접합시킬 수 있으며, 백킹재(11)는 알루미늄 테이프뿐만 아니라 접착제 또는 점용접 등에 의해 일시적으로 부착시킬 수도 있다.
상기 백킹재(11)에는 인성 저하 억제 물질이 도포 또는 코팅될 수 있는데, 인성 저하 억제 물질의 도포 또는 코팅은 모재(10)에 접합된 상태에서 아교(젤라틴) 등과 같은 단백질계 접착제와 인성을 증가시키는 물질인 니켈(Ni)과 결정립 억제 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)이 혼합된 인성 저하 억제 물질을 액체 상태로 발라 건조시킴으로써 도포시킬 수 있다.
즉, 상기 인성 저하 억제 물질은 상기 모재(10)에 접합시킨 상태에서 상기 인성 저하 억제 물질을 도포 또는 코팅할 수 있다.
이와 달리 인성 저하 억제 물질은 백킹재(11)의 제조 시에 도포 또는 코팅될 수 있으며, 이는 백킹재(11)가 제조된 다음에 접착제와 혼합된 인성 저하 억제 물질을 발라 건조시킴으로써 도포 또는 코팅할 수 있다(S10).
상기 인성 저하 억제 물질은 초층 용접부(14)의 인성을 증가시키는 니켈(Ni), 결정립 성장을 억제시키는 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)을 혼합하는 것으로, 니켈 59.7~73.7 중량%, 니오브 6.3~10.3 중량%, 티타늄 6.3~10.3 중량%, 바나듐 13.7~19.7 중량%를 혼합할 수 있다.
상기 모재(10)에 백킹재(11)가 접합된 다음 백킹재(11)의 상부에 초층 용접부(14)를 형성한다(S20).
이러한 초층 용접부(14)는 플럭스 코어 아크 용접(FCAW) 또는 가스 메탈 아크 용접(GMAW) 등의 반자동 용접법으로 이루어질 수 있다.
도 2(b)에 도시된 바와 같이, 백킹재(11)에 도포 또는 코팅된 인성 저하 억제 물질은 반자동 용접이 이루어짐에 따라 초층 용접부(14, 용융지)에 질화물 또는 탄화물 형태로 녹아 들어가게 된다.
즉, 용접부는 용접과 함께 백킹제(11)에 도포 또는 코팅된 인성 저하 억제 물질에 함유된 니켈(Ni)이 석출됨에 따라 인성이 증가됨은 물론 결정립 성장을 억제시키는 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)이 석출됨에 따라 결정립의 성장이 억제된다.
상기 초층 용접이 완료된 이후 초층 용접부(14)는 냉각이 이루어지게 되는데, 초층 용접부(14)의 냉각 시 오스테나이트 결정립 성장이 억제된다.
상기 결정립 억제 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V)은 초층 용접부(14) 내의 탄소(C), 질소(N) 등과 결합하여 탄화물 또는 질화물(Nb(C,N), V(C,N), Ti(C,N) 등)을 형성하여 초층 용접부(14)의 오스테나이트 결정립 성장을 억제하게 된다.
또 인성 증가 물질인 니켈(Ni)은 초층 용접부(14)의 용융지에 녹아 들어간 후 초층 용접부(14)의 냉각 시 오스테나이트 스테빌라이저(austenite stabilizer)로써 오스테나이트 결정립 성장을 억제하게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10: 모재
11: 백킹재
12: 테이프
13: 인성저하 억제층
14: 초층 용접부

Claims (15)

  1. (a) 일정 간격으로 맞댄 모재 사이에 초층 용접부의 인성 저하를 억제하는 인성 저하 억제층이 형성된 백킹재를 접합하는 단계,
    (b) 상기 백킹재의 상부에 초층 용접부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 인성 저하 억제 물질은 상기 백킹재에 도포 또는 코팅된 다음 상기 모재에 접합되는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서, 상기 인성 저하 억제 물질은 상기 모재에 접합된 상태에서 상기 인성 저하 억제 물질이 도포 또는 코팅 되는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 상기 백킹재의 표면에 도포 또는 코팅되는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 상기 초층 용접부의 인성을 증가시키는 물질인 니켈(Ni)과 상기 초층 용접부의 결정립을 억제시키는 물질인 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 어느 하나 이상을 혼합한 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결정립 성장을 억제하는 물질은 철과 혼합되어 대기 중에서 안정화된 페로 니오브(Ferro-Nb), 페로 티타늄(Ferro-Ti), 페로 바나듐(Ferro-V)인 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 니켈(Ni) 59.7~73.7 중량%, 니오브(Nb) 6.3~8.3 중량%, 티타늄(Ti) 6.3~10.3 중량%, 바나듐(V) 13.7~19.7 중량%를 혼합하는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 상기 용접부 형성 단계에서 질화물 또는 탄화물로 석출되는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 접착제와 혼합하는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 상기 접착제와 40~60:60~40 중량%로 혼합되는 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 접착제는 탄소(C), 수소(H), 산소(O), 질소(N)를 주 성분으로 하는 액체 상태의 단백질계 접착제인 것을 특징으로 하는 초층 용접방법.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 의해 인성 저하 억제 물질이 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 백킹재.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 인성 저하 억제 물질은 초층 용접부의 결정립 성장을 억제하는 물질과 상기 초층 용접부의 인성을 증가시키는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 백킹재.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 인성을 증가시키는 물질은 니켈(Ni)인 것을 특징으로 하는 백킹재.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 결정립을 억제시키는 물질은 니오브(Nb), 티타늄(Ti), 바나듐(V) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 백킹재.
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