용접 이론의 기본 이해 - 3. 용접 설계 도면의 이해

1. 용접기호 표시방법
• 접합부당 하나의 화살표
• 두 개의 선, 실선과 점선의 평행선으로 된 이중 기준선
• 특정한 숫자의 치수와 통상부호

 

 

2. 용접기호 화살표의 위치
• 일반적으로 용접부의 화살표 위치는 특별한 의미가 없다. 화살표는 기준선이 한쪽 끝에 각을 이루어 연결되며 화살 표시가 붙어 완성됨.

 

3. 기본 기호의 기재방법
• 기본 기호의 기재 방법은 기준선의 위 또는 그 바로 아래 둘 중에 어느 한쪽에 표시함.
• 용접부(용접표면)가 접합부의 화살표 쪽에 있다면 기호는 기준선의 실선 쪽에 표시함. (그림a)
• 용접부(용접표면)가 접합부의 화살표 반대 쪽에 있다면 기호는 기준선의 점선 쪽에 표시함.(그림b)

< 기준선에따른기본기호의위치>

4. 필릿 용접부의 주요치수 표시
• 각 용접 기호에는 특정한 치수를 덧붙인다. 이 치수는 그림에 따라서 다음과 같이 표시함.
• 가로 단면에 대한 주요 치수는 기호의 왼편(즉기호의앞:S)에 표시함.
• 세로 단면의 치수는 기호의 오른편(즉기호의뒤:l)에 표시함.

 

5. 필릿 용접부에 표시할 주요치수
• 판 모서리 용접에서 치수는 도면 외에는 기호로 표시되지 않음.
• 기호에 이어서 어떤 표시도 없는 것은 용접 부재의 전체 길이로 연속 용접한다는 의미
• 별도 표시가 없는 경우는 완전 용입이 되는 맞대기 용접을 나타냄.
• 필릿 용접부에서는 치수 표시에 두 가지 방법이 있음.

• 경사면이 있는 플러그 또는 슬롯 용접의 경우에는 해당 구멍의 아래에 치수를 표시함.
• 비고 필릿 용접부의 용이 깊이에 대해서는, 예를 들면 s8a6󰁈와 같이 표시

 

6. 용접이음의 종류
• 맞대기 이음, 모서리 이음, 변두리 이음, 겹치기 이음, T이음, 십자 이음, 전면 필릿 이음, 측면 필릿 이음, 양면 덮개판 이음 등

 

7. 용접부 형상에 용접의 종류
• 맞대기 용접, 필릿 용접, 플러그 용접, 비드 용접

 

8. 용접 이음의 강도 설계시 주의사항
• 용접성이 좋은 재질 사용, 형상 고려 필요시 주조, 단조와 병행
• 부재는 큰 단면계수를 갖도록 함.
• 힘의 방향과 용접위치를 고려하여 용접장소 선정
• 용접열에 의한 열화를 피하기 위해 용접부분을 분산
• 용접에 의한 변형, 균열을 피하기 위해 구속응력이 없도록 함.
• 노치효과, 응력집중을 피하고, 응력을 균일하도록 함.
• 공장용접, 아래보기용접이 가능하도록 함.
• 용접봉의 삽입이 용이하도록 함.

 

9. 양질의 품질을 얻기 위한 용접설계
• 용락 방지를 위한 용접이음

- 용접부의 크기가 과도하게 되면 1층 용접에서 용락의 위험이 있음.

- 얇은 판과 두꺼운 판의 용접시 두꺼운 판을 밑에 두어야 용락의 위험이 적음.

- 용접하고자 하는 부재의 틈이 없을 때 용입량은 부재의 60% 정도일 때 용락의 위험이 적음. 틈새가 있을 때는 용입량을 줄임.

- 파이프와 형강의 이음은 용접이 쉬우면서 용락이 되지 않도록 두 부재의 용접 위치를 잘 설정
• 필릿 용접에서 강도에 영향을 주지 않는 용접설계

- 필릿 용접의 경우 강도에 지장이 없고 용착량을 줄이기 위해서는 수평선을 기준으로 30˚ 위치에 오도록 함.

- 용접부의 기하학적 형태에 따라 목두께가 다른 필릿 용접에서는 수직쪽의 다리 길이를 크게하지 않음.

 

10. 용접홈의 설계
• V형과 U형 홈의 비교

- 후판의 경우 V형보다 U형 홈을 이용하면 용착 금속량을 늘일 수 있어 용접 홈의 각도가 작아도 됨.
• 용접 넓이와 깊이의 비

- 용접을 할 때 항상 첫 층의 경우 용접 넓이와 깊이의 비를 염두에 두고 홈을 설계하여야 함. 용입이 깊을수록 균열 감수성이 높아지며, 루트 간격이 넓을수록 용접 넓이와 깊이의 비면에서는 유리해짐.

- 용접후 가우징을 너무 좁게하면 용접했을 때 균열이 생길 수 있음.

 

11. 용접 설계시 유의점
• 용접이음의 비치는 필요 최소한으로 하고, 용착량도 될 수 있는 한 적게 되도록 배려함.
• 무리없이 용접이 될 수 있고, 필요에 따라서 비파괴 검사 및 보수 용접이 가능하도록 설계함.
• 부재의 단면구성은 될 수 있는 한 부재축에 대하여 상하좌우대칭으로 되도록 함.
• 용접이음은 가능한 한 구조적 응력 집중부에 배치시키지 않도록 함.
• 용접에 의한 변형과 잔류응력이 크게 되지 않도록 배려함.
• 적용할 용접법의 특징을 잘 알아서 이음의 종류와 그루브 형상을 선택함.
• 좁은 범위에 과도하게 용접이음이 집중되지 않도록 배려함.
• 용접작업은 될 수 있는 한 아래보기 자세로 하여 생산성과 품질이 높게 될 수 있도록 배려함.
• 자동용접 또는 로봇용접이 가능한 이음설계를 하도록 배려함.
• 피로수명을 고려해야 하는 이음에 대해서는 응력집중부가 생기지 않도록 특히 주의해야하고, 필요에 따라서는 비드나 토우부를 부드럽게 가공하도록 규정함.