철강재 특수 용접 공정과 미세조직 분석을 통한 상태도 해석

1. 서론

고강도 철강재는 우수한 기계적 특성을 요구하는 구조물에 널리 사용되지만, 용접 시 열에 의한 미세조직 변화로 인해 강도와 인성 저하가 발생할 수 있다. 특히 고강도 철강재는 높은 강도와 인성을 동시에 만족해야 하므로 용접부의 미세조직 제어가 매우 중요하다. 열 영향부(Heat Affected Zone, HAZ)에서는 과열에 의한 조대화, 과냉각에 의한 경화 등의 현상이 발생하여 용접부의 기계적 성능을 저하시킬 수 있다. 따라서 용접 공정 최적화를 통해 용접부의 기계적 성능을 향상시키는 것은 매우 중요한 연구 과제이다.

본 연구에서는 레이저 용접이라는 특수 용접 공정을 활용하여 고장력 강판 SS400에 대한 용접 실험을 진행했다. 레이저 용접은 높은 에너지 밀도로 좁은 용융대를 형성하여 열 영향부의 크기를 줄이고, 빠른 냉각 속도를 통해 미세조직을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 실험은 1kW급 YAG 레이저를 사용하여 용접 속도를 1, 2, 3 m/min로 변화시키면서 진행되었다. 각 용접 조건에 따른 미세조직 변화와 기계적 특성 변화를 정밀하게 분석하기 위해 10mm 두께의 SS400 시편을 준비하고 표면 연마 및 산 에칭 처리를 실시했다.

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