[용접기사 오답노트] 2025 대비 – 잔류응력과 변형의 원인 및 대책 (25편)

🧠 이런 분들에게 이 글을 추천해요

• “용접만 하면 제품이 휘어요…” 경험한 실무자
• 실기시험에서 “변형 방지 대책 서술” 문제를 정리하고 싶은 수험생
• “PWHT는 언제 해야 하나요?”라는 질문이 떠오르는 분

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🔍 잔류응력이란?

• 용접 시 발생한 국부적인 열로 인해
  금속이 팽창·수축하는 과정에서 냉각 후에도 내부에 남는 응력
• 특징:
  • 외부 힘이 없어도 부재 내부에 응력이 존재
  • 시간이 지나도 자연 해소되지 않음
  • 구조물의 뒤틀림, 균열, 피로파괴 유발 가능

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🔥 용접 시 변형의 주요 원인 3가지

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❶ 열수축 불균형

• 용접 시 열에 의해 팽창했다가 냉각 시 수축 발생
• 한쪽만 먼저 식거나, 용접선 비대칭일 경우 → 변형 유발

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❷ 비대칭 용접 및 두께 차이

• 한쪽 방향으로만 용접 → 수축력 불균형 → 뒤틀림 발생
• 두께가 다르면 열전달 속도 차이로 변형 심화됨

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❸ 과도한 열입력

• 용접 전류가 너무 크거나 시간이 길면
  → HAZ가 넓어지고 수축 응력도 커져 잔류응력 축적

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🛠️ 실무에서의 변형 방지 대책

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🔧 시공적 대응

방법설명

대칭 용접	좌우를 번갈아 용접하여 수축 균형 확보
교호용접	양측 교차 방식으로 열 집중 분산
백스킵 용접법	진행방향을 바꾸어 응력 분산
클램핑 및 고정	용접 전 부재 위치 고정 → 변형 최소화

 

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🌡 열처리 대응

방법목적 및 효과

예열	열전달 완화, 급속냉각 방지
후열	수소 제거 + 응력 완화
PWHT	잔류응력 완전 해소 / 균열 방지 / 인성 회복

 

🔎 **PWHT(Post Weld Heat Treatment)**는 특히
압력용기, 고합금강, 두께 20mm 이상 구조물 등에서 자주 요구됨

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🔩 기타 대응

방법설명

피닝(Peening)	표면 타격으로 응력 분산 → 인장응력을 압축응력으로 전환
기계적 정정(Straightening)	변형 후 강제 교정 → 마지막 수단

 

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✍️ 실기시험 대비 포인트

• “변형 방지 대책을 서술하시오” → 시공+열처리+기계적 대응 복합 서술
• “PWHT 목적은?” → 잔류응력 해소 + 인성 회복 + 균열 방지
• “왜 교호용접을 사용하나?” → 열입력 대칭, 변형 최소화 목적

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📘 다음 글 예고

26편에서는 비파괴검사의 종류별 탐상 방법 및 적합 재료를 다시 정리합니다.
특히 “PT는 비자성체 / MT는 강자성체 / UT는 내부 결함” 포인트를
문제 유형별로 구분해 재정리합니다.