용접 잔류 응력 측정

용접 시 발생하는 잔류응력은 용접시 발행하는 가열 및 냉각 과정으로 인해 발생하는 일반적인 현상입니다.

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발생한 잔류응력을 정확하게 측정하는 것은 용접된 부품의 구조적 무결성과 신뢰성을 보장하는 데 중요합니다.

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가장 먼저 소개해 드릴 잔류응력 측정방법은 홀드릴링 측정방법입니다.

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ASTM E837 규격에 의해 규정되는 측정 방식으로 스트레인게이지를 이용하여 잔류응력을 측정하고자 하는 제품에 1mm 정도의 홀을 뚫으면서 잔류응력을 측정하는 방식입니다.

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소재의 잔류응력을 직접적으로 측정하는 방식으로 정밀하나 반파괴 측정 방식이며 소재의 형상에 제약이 있는 단점이 있습니다.

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아래는 기존 포스팅한 내용으로 잔류응력 측정에 대한 내용과 알루미늄 재질의 용접부위에 대한 잔류응력 측정 데이터에 대한 포스팅입니다. 참조 부탁 드립니다.

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아래 그래프는 실제 알루미늄 소재 용접 부위의 잔류응력 측정 데이터 입니다.

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​두번째 잔류 응력을 측정하는 또 다른 방법은 X선 회절 (XRD)방법입니다.

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XRD 방식은 비파괴, 비접촉식 측정 방식이며, 재료의 세로 방향과 가로 방향 모두 잔류응력 측정이 가능합니다.

또한 재료의 결정 구조 및 방향에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있으며,

깊이 전체의 잔류응력 프로파일을 얻을 수 있습니다.

반면 최대 수백 미크론 깊이의 재료 표면 근처 영역의 잔류응력만 측정이 되며 시스템의 금액이 비싼 것이 단점이 될 수 있습니다.

PANalytical사 XRD

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마지막으로 음향 방출법과 같은 초음파 방법을 사용하여 용접 부품의 잔류 응력을 측정할 수도 있습니다.

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초음파 검사는 재료를 손상시키지 않고 잔류 응력을 측정할 수 있는 비파괴 검사 방법입니다. 다양한 형태와 크기의 재료에 적용할 수 있어 활용도가 높습니다.

또한 다양한 깊이에서 잔류 응력을 측정하여 재료 전체의 응력 프로파일에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.

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단점으로는 정확도는 재료의 유형, 초음파의 주파수와 강도, 장비의 보정 등 여러 요인에 따라 달라지며 재료의 표면 상태는 측정 정확도에 영향을 줄 수도 있으며 잔류응력 방향은 측정할 수 없으며 크기만 측정이 가능합니다.

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전반적으로 용접 영역의 잔류 응력을 측정하는 가장 정확한 방법은 다음과 같은 다양한 요인에 따라 달라집니다.

용접 구성 요소의 재질, 기하학 및 크기, 애플리케이션의 특정 요구 사항 및 제한 사항에 따라 가장 적절한 방법을 선택해야 합니다.

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이상 소개해 드리는 용접 부위의 잔류응력 측정 방법에 대해 궁금하신 사항 있으시면 언제든지 연락 부탁 드립니다.

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감사합니다.

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씨앤디테크

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