Table 8.1 Item (2) · 용접/모재 FusionIncomplete Fusion Weld — D1.1:2025 합격 기준 Criteria & Causes
D1.1:2025 표 8.1 항목 (2)는 모든 인접 용접 층 사이와 용접 금속과 모재 사이에 완전 용융을 요구합니다. 기공이나 언더컷과 달리 불완전 용융은 정량적인 임계값이 없으며 — 정적 및 반복 하중을 받는 연결부 모두에서 감지된 모든 용융 부족은 불합격입니다.
Table 8.1 Item (2) — Complete Fusion Requirement
규칙은 한 문장으로 명시되어 있습니다: 인접한 용접 금속 층 사이와 용접 금속과 모재 사이에 완전 용융이 존재해야 합니다. 표 8.1의 정적 하중 및 반복 하중 칼럼 모두에 있는 “X” 표시는 이 요구사항이 두 연결 유형 모두에 무조건 적용됨을 나타냅니다.
최소 감지 가능 크기 임계값, 길이 면제, 그리고 불연속부를 제거하지 않고는 수리 허용치가 없습니다. 용융선에서의 모든 틈, 콜드 랩 또는 비접합 인터페이스는 불합격 결함입니다.
| Location | Statically Loaded | Cyclically Loaded |
|---|---|---|
| Between adjacent weld layers (interpass) | Complete fusion required | Complete fusion required |
| Between 용접 금속 and base metal (fusion line) | Complete fusion required | Complete fusion required |
| Minimum 크기 for rejection | No threshold — any lack of fusion | No threshold — any lack of fusion |
불완전 용융 대 불완전 용입
이 두 용어는 서로 다른 파괴 모드를 설명하며 종종 혼동됩니다. 불완전 용융(용융 부족 또는 LOF라고도 함)은 인터페이스에서의 접합 실패입니다 — 용접 금속이 인접 표면에 야금학적으로 접합되지 않은 경우이며, 형상이 채워져 보이더라도 마찬가지입니다. 인터페이스는 존재하지만 용융되지 않았습니다.
불완전 용입(ICP)은 깊이 실패입니다 — 용접 금속이 조인트 두께를 통해 필요한 깊이까지 확장되지 않은 경우입니다. 이중 그루브 용접의 경우, ICP는 각 측면의 루트 패스가 중앙에서 만나지 않았음을 의미합니다. 백킹 바가 있는 단일 그루브 용접의 경우, ICP는 루트 패스가 백킹에 도달하지 않았음을 의미합니다.
Both are rejectable under D1.1:2025 Table 8.1, but they are separate items. ICP is addressed under item (2) as a fusion failure when the root of the weld did not fuse to the backing or opposite joint face. The distinction matters for 보수: LOF requires removing the unbonded zone; ICP requires excavating to the root and completing penetration.
불완전 용융이 위험한 이유
용융 부족 면은 용접 내부에 이미 존재하는 균열입니다. 균열 선단 무딤이 없는 날카로운 평면 형상을 가지며 — 그 선단에서의 응력 강도 계수는 본질적으로 동일한 깊이의 균열과 같습니다. 반복 하중 하에서는 전파될 것입니다.
용접 토우 또는 용융선에서의 LOF는 용접 조인트에서 가장 높은 응력 지점에 위치하기 때문에 특히 위험합니다 — 적절히 용융된 용접에서 피로 균열이 시작되는 바로 그 지점입니다. 용융되지 않은 토우는 피로 수명이 0임을 의미합니다: 균열이 이미 존재합니다.
검사관 시나리오: 교량 거더 하부 플랜지의 CJP 그루브 용접에 대한 UT 검사에서 중간 길이의 용융선을 따라 평면 반사체가 감지되었습니다. 이 지시는 D1.1:2025 표 8.2에 따라 평가되어 Class A로 분류되었습니다. 표 8.2 주 1에 따라 모든 Class A 지시는 길이에 관계없이 불합격 처리되어야 합니다. 용접은 불합격 처리됩니다. 조항 7.25에 따라, 제작자는 결함 영역을 건전한 금속까지 가우징하여 제거하고, MT로 검사하여 제거를 확인한 후, 승인된 WPS로 수리 용접을 완료합니다. 수리 영역은 승인 전에 UT로 재시험됩니다.
불완전 용융의 원인
용융선에서의 낮은 아크 에너지. 용접 속도가 너무 빠르거나 아크 전류가 너무 낮으면 용접 풀이 조인트 면의 모재를 녹일 충분한 에너지를 갖지 못합니다. 용가재는 완전히 액체 상태의 풀에 증착되는 대신 부분적으로 녹은 표면에 증착됩니다. 이는 와이어 공급 속도(따라서 입열량)가 조인트 형상에 비해 과소평가되는 기계화 또는 반자동 GMAW에서 가장 흔한 원인입니다.
부적절한 용접 각도. 그루브 용접에서 전극을 조인트 벽이 아닌 조인트 중앙으로 향하게 하면 아크가 모재 용융면이 아닌 이전 패스를 가열하게 됩니다. 그 결과는 측벽에 접합되지 않은 매끄럽게 보이는 용접 — 콜드 랩입니다. 그루브 용접에서 측벽 용융을 위해서는 각 조인트 벽을 향해 5–15도 작업 각도가 일반적으로 필요합니다.
조인트 면 오염. 용융면에 밀 스케일, 녹, 페인트 또는 습기가 있으면 접합에 대한 열 장벽 및 화학적 장벽이 생성됩니다. 용접 금속은 오염층이 완전히 파괴되기 전에 응고됩니다. D1.1 Clause 7.14는 용접 전에 조인트 면이 깨끗해야 한다고 요구합니다.
층간 슬래그 개재물. SMAW 및 FCAW-S에서 패스 사이의 불완전한 슬래그 제거는 이전 비드 표면에 절연층을 남깁니다. 다음 패스는 슬래그를 통해 용융될 수 없습니다. 다층 용접에서는 각 패스 사이의 적절한 와이어 브러싱 및 슬래그 제거가 필수적입니다.
너무 좁은 조인트 형상. 최소 사전 인증 값(예: D1.1 Clause 5에 따라 단일 V형의 경우 30도, 이중 V형의 경우 20도) 미만의 포함된 그루브 각도는 전극이 조인트 측벽에 도달하는 것을 방해합니다. 아크는 먼 벽으로 침투하는 대신 가까운 벽에서 반사됩니다. 이는 순전히 용접 매개변수 문제가 아니라 조인트 설계 및 맞춤 문제입니다.
자주 묻는 질문
아니요. D1.1:2025 표 8.1 항목 (2)는 인접한 용접 금속 층 사이와 용접 금속과 모재 사이에 완전 용융이 존재해야 한다고 명시합니다. 이 요구사항은 정적 하중 및 반복 하중을 받는 비관형 연결부 모두에 적용됩니다. 최소 크기 임계값은 없으며 — 감지된 모든 용융 부족은 Clause 7.25에 따라 수리가 필요한 불합격 불연속부입니다.
불완전 용융(용융 부족)은 용접 금속이 모재 또는 이전 용접 층과 용융되지 않는 실패입니다 — 인터페이스에서의 접합 실패입니다. 불완전 용입(ICP)은 용접 금속이 조인트 두께를 통해 확장되지 않는 실패입니다 — 깊이 실패입니다. 둘 다 D1.1:2025 표 8.1에 따라 불합격이지만, 별개의 불연속부 범주이며 원인이 다릅니다. 불완전 용융은 일반적으로 낮은 입열량, 부적절한 용접 각도 또는 오염된 표면으로 인해 발생합니다. 불완전 용입은 일반적으로 선택된 공정 및 매개변수로 채울 수 없는 조인트 형상으로 인해 발생합니다.
육안 검사(VT)는 용접 표면에 노출된 불완전 용융만 감지할 수 있습니다 — 용접 토우 또는 용접 면을 따라 용접 금속이 모재에 접합되지 않은 틈 또는 노치입니다. 용접 층 사이의 표면 아래 용융 부족은 VT만으로는 감지할 수 없습니다. D1.1:2025 Clause 8은 표면 아래 불연속부를 평가해야 하는 그루브 용접의 전체 체적 검사를 위해 초음파 검사(UT)를 요구합니다. UT가 용융선에서 평면 반사체를 감지하면 용융 부족으로 분류되어 표 8.2에 따라 평가됩니다.
가장 흔한 네 가지 원인은 다음과 같습니다: (1) 용접 속도가 너무 빠름 — 용접 풀이 모재 또는 이전 층에 충분히 젖어 용융될 시간이 부족함; (2) 입열량이 너무 낮음 — 아크가 용융선에서 모재를 녹일 충분한 에너지를 생성하지 못함; (3) 부적절한 용접 각도 — 아크가 조인트 벽에서 멀리 향하여 아래 모재를 녹이지 않고 용접 금속을 증착함(콜드 랩); (4) 표면 오염 — 조인트 면의 밀 스케일, 페인트 또는 산화막은 온도가 적절하더라도 접합을 방해합니다. 다층 용접의 경우, 불충분한 층간 청소로 인해 슬래그 또는 산화물이 층간 인터페이스에 남아있을 수 있습니다.
예. D1.1:2025 Clause 7.25는 불완전 용융의 수리를 허용합니다. 결함 영역은 가우징 또는 그라인딩으로 건전한 금속까지 제거되고, 캐비티는 모든 비용융 재료가 제거되었는지 확인하기 위해 검사되며, 수리 용접은 승인된 WPS에 따라 수행됩니다. 수리된 용접은 원래 불연속부를 감지한 동일한 방법으로 재검사되어야 합니다 — 표면 지시에 대해서는 표 8.1 항목 (2)에 대한 VT, 표면 아래 지시에 대해서는 표 8.2에 대한 UT입니다.