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1. 실험 목적 :
(1) 강의 아크용접 열영향부의 미세조직 관찰
(2) 용접 열영향부의 미소경도 측정
2. 관련 이론 :
(1) 아크 용접시 입열량
아크 용접시 입열량(heat input)은 용접선 단위길이당 공급된 열량으로 표시된다.
: 입열량(J/mm), : 용접전압(volts), : 용접전류(amperes),
: 용접속도(mm/s), : 열전달효율(heat transfer efficiency)
[여러 용접법에서 heat transfer efficiency 측정결과 예시]
Welding Process
Effiency,
Gas tungsten arc (DCSP)
Gas tungsten arc (AC)
Shielded metal arc
Gas metal arc
Submerged arc
Electroslag
Gas
Electron beam
Laser beam
0.50 - 0.80
0.20 - 0.50
0.65 - 0.85
0.65 - 0.85
0.80 - 0.99
0.55 - 0.82
0.25 - 0.80
0.80 - 0.95
0.005 - 0.70
(2) 용접 열이력 (3) 용접 열영향부의 Fe-C 상태도와의 상관관계
(4) 용접 열영향부 미세조직의 관찰 (5) 용접 열영향부의 미소 경도의 측정
3. 실험기기 및 재료 :
(1) 아크 용접기(SMAW 혹은 GMAW) 1대
(2) 강 판재 (약 100 x 500 x 20 mm 치수) 1개
(3) 강 용접용 용접재료(수동 용접봉 혹은 MIG 용접선재)
(4) wheel cutter (5) Mounting Press
(…(생략)
4. 실험 순서 :
(1) 용접된 금속재료의 조직관찰 할 면을 조세, 미세 연마 한다.
(2) 준비된 부식액으로 시료의 연마된 면을 부식한다.
(3) 부식된 시료를 현미경을 이용해 용접부, 용접부-열영향부, 열영향부-모재부의 조직 사진을 촬영한다.
(4) 미소 경도(마이크로 비커스 경도, Hv)의 측정
③ 경도를 측정할 위치를 현미경으로 학인 하여 정한 후 시료대를 압자 아래로 이동시킨다.
④ Start button을 눌러 경도측정을 시작한다.
⑤ 경도를 측정 한 후 시료대를 현미경 아래로 원위치 시킨다.
⑥ 현미경을 관찰하면서 인접한 압흔으로 부터 대각선 길이의 2.5배 이상 떨어 진 다음 측정위치로 이동시킨다.
⑦ ‘④~⑥’과정을 을 반복하여 측정한다.
5. 실험결과 및 고찰 :
(1) 조직사진
(2) 경도그래프
6. 검토 및 유의사항
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직이 미세해 지고 안정화 돼있음을 관찰 할 수 있었다. 그리고 용접부와 모재부 사이에 나타나는 열영향부에서는 가장 조대한 조직을 관찰 할 수 있었고 용접부에서는 모재부와 열영향부 중간크기 쯤 되는 조직을 관찰 할 수 있었다. 용접부 중심으로 갈 수 록 조직이 안정화 돼있지 않고 복잡한 상태를 보이고 있었다.
다음 각 부분의 강도를 측정한 결과 연마가 잘 되지 않아 이론적인 그래프를 얻을 순 없었지만 비슷한 부분을 찾을 수 있었다. 우선 이론에서는 모재부에서 가장 작은 경도값을 얻을 수 있고 열영향부에서 가장 큰 경도값을 얻을 수 있다. 실험에서는 열영향부에서 많은 경도측정이 이루어지지 않았고 값도 높게 나와 오차가 생겼다. 하지만 열영향부에서 비교적 높은 경도값이 측정되었고 모재부에서 가장 작은 경도값이 측정되었다.
실험 결과 조직이 조대하고 경도값이 높이 측정되는 열영향부에 피로가 많이 누적되고 이 결과 열영향부에서 다른 부분보다 더 작은 충격으로도 쉽게 파손됨을 알 수 있었다.
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