Figure 5.1Complete Joint Penetration (CJP) Weld — D1.1:2025 Guide
완전 용입 용접은 모재 이음부의 전체 두께를 통해 확장됩니다. D1.1:2025에 따라, Clause 5.4.1 및 Figure 5.1에 따른 사전 인증된 CJP 그루브 이음은 PQR을 요구하지 않습니다. 사전 인증되지 않은 CJP 절차는 Table 6.2에 따라 테스트를 통해 자격을 부여해야 합니다.
CJP 용접이란 무엇인가?
완전 용입 (CJP) 그루브 용접은 용접 금속이 이음부의 전체 두께를 통해 확장되는 용접입니다. 용접은 한 표면에서 다른 표면으로 완전히 융합되어 모재 자체와 동일한 단면 강도를 가진 이음부를 생성합니다.
CJP 용접은 이음부가 연결된 부재의 전체 설계 하중을 지탱해야 하는 모든 곳에서 필요합니다. 구조용 강재에서는 강성 프레임의 모멘트 연결, 중량 브레이싱 연결, 지진 적용 분야의 기둥 스플라이스, 그리고 엔지니어가 완전 강도 성능을 지정하는 모든 이음부가 포함됩니다. 연결부가 용접 축에 수직으로 인장력을 전달해야 할 때, CJP 용접은 일반적으로 감소된 유효 목 두께 계산 없이 D1.1 강도 요구사항을 충족하는 유일한 옵션입니다.
CJP 용접의 결정적인 특징은 그루브 유형이 아니라 융합의 완전성입니다. V-그루브, 베벨, J-그루브, U-그루브, 심지어 스퀘어 그루브 용접도 용접 금속이 이음부 두께를 완전히 관통할 때 CJP를 달성할 수 있습니다. 중요한 것은 용접 루트 영역이 융합되지 않은 상태로 남아 있지 않아야 한다는 것입니다.
주요 차이점: CJP는 방법이 아닌 결과(완전 용입)로 정의됩니다. 동일한 V-그루브 이음도 백고징 및 백용접 시 CJP 용접을 생성할 수 있으며, 백고징 없이 양면에서 용접 시 PJP 용접을 생성할 수 있습니다(Clause 5.4.2).
CJP 대 PJP — 각각의 적용 시점
D1.1에 따른 CJP와 PJP의 구분은 이음부 형상뿐만 아니라 용접이 어떻게 수행되는지에 따라 정의됩니다. Clause 5.4.1은 CJP 그루브 용접을 규정합니다. Clause 5.4.2는 한쪽에서 용접된 강재 백킹이 없는 그루브 용접과 백고징 없이 양쪽에서 용접된 그루브 용접을 PJP 그루브 용접으로 정의합니다.
| Attribute | CJP | PJP |
|---|---|---|
| Penetration | Full joint thickness | Partial — specified depth |
| Effective throat | Equals 모재 thickness | Reduced — per Table 5.8 minimum |
| D1.1 clause | Clause 5.4.1 | Clause 5.4.2 |
| Prequalified details | Figure 5.1 |
Figure 5.2 |
| Typical use | Moment connections, column splices, tension joints | Shear connections, 보강재 welds, compression splices |
| Design strength | Full base metal strength | Must be calculated based on effective throat |
엔지니어는 연결부가 부재의 전체 강도를 발휘해야 할 때 CJP를 선택합니다. PJP는 적용된 하중이 연결된 부품의 전체 용량보다 적고, 설계 계산에서 감소된 유효 목 두께가 고려될 때 적절합니다. PJP 용접은 일반적으로 용접 금속이 적게 필요하고 백고징이 필요하지 않을 수 있으므로 생산 비용이 저렴합니다.
사전 인증된 CJP 그루브 이음
D1.1:2025 Clause 5.4.1은 사전 인증된 CJP 그루브 용접 상세를 정의합니다. Figure 5.1의 구성과 일치하는 CJP 그루브 용접은 Clause 6에 설명된 WPS 자격 시험을 수행하지 않고 사용할 수 있습니다. 이는 절차의 모든 요소가 사전 인증된 범위 내에 있는 한 PQR, 시험 용접 및 파괴 시험이 필요 없음을 의미합니다.
Figure 5.1에는 단일 V, 이중 V, 단일 베벨, 이중 베벨, 단일 U, 이중 U, 단일 J, 이중 J 및 스퀘어 그루브와 같은 그루브 유형별로 정리된 수십 개의 사전 인증된 CJP 이음부 상세가 포함되어 있습니다. 각 상세는 루트 간격, 그루브 각도, 루트 면 치수 및 백킹 필요 여부를 지정합니다. 치수는 허용 오차와 함께 범위로 주어지며, “As Detailed” 열은 설계 값을, “As Fit-Up” 열은 Clause 5.4.1.8에 따른 허용 가능한 변동을 보여줍니다.
사전 인증된 CJP 이음부를 사용하려면 다음 모든 사항을 충족해야 합니다:
- Joint detail matches
Figure 5.1 - The groove type, root opening, groove angle, and root face must match one of the prequalified configurations. Joint dimensions may vary within the tolerances shown in the “As Detailed” column per Clause 5.4.1.1.
- 승인된 용접 공정
- 공정은 SMAW, SAW, GMAW (GMAW-S 단락 이행 제외) 또는 FCAW여야 합니다. 이들은 Clause 5에 따른 유일한 네 가지 사전 인증된 공정입니다.
- 승인된 모재 및 용가재
- 모재는
Table 5.6에 나열되어야 하며Table 5.7에 따라 승인된 용가재와 일치해야 합니다. 밀 테스트 보고서를 사용하여Table 5.6에 대해 강재를 확인하십시오.Table 5.6에 없는 모재를 사용하면 사전 인증 경로가 완전히 무효화됩니다. - 예열 및 층간 온도
- 최소 예열은 모재 범주, 용접 공정 및 재료 두께에 대한
Table 5.11요구사항을 충족해야 합니다.
단일 V CJP 이음부, E71T-1 FCAW 와이어 및 Clause 5 한계 내의 파라미터를 사용하는 A992 강재를 사용하는 일반적인 구조 건물 프레임은 사전 인증 경로에 따라 완전히 자격이 부여됩니다. PQR이 필요하지 않습니다.
반복 하중을 받는 연결부의 CJP 용접은 육안 검사 외에 UT 또는 RT 검사가 필요할 수 있습니다. 엔지니어가 지정하는 경우, 모재 및 서비스 조건에 따라 D1.1 Section 7.8에 따라 PWHT 요구사항이 적용될 수 있습니다. D1.1 Clause 5.4.1은 또한 일반적인 CJP 그루브 구성(V-그루브, 베벨, J-그루브 및 U-그루브)에 대한 사전 인증된 용접 절차를 제공하여 별도의 자격 시험 필요성을 없앱니다.
백고징 및 백킹 요구사항
백킹 및 백고징은 CJP 용접에서 가장 자주 오해되는 측면 중 하나입니다. D1.1은 모든 CJP 용접에 백킹을 요구하지 않습니다. 요구사항은 용접이 한쪽에서 이루어지는지 또는 양쪽에서 이루어지는지에 따라 달라집니다.
백킹이 필요한 경우
Clause 5.4.1.2는 한쪽에서만 수행되는 사전 인증된 CJP 그루브 용접에는 강재 백킹이 있어야 한다고 명시합니다. 이는 Figure 5.1의 단면 CJP 이음부에 대한 기본값입니다. 백킹 바는 루트 패스에 대한 표면을 제공하고 번스루 없이 완전 용입을 달성하는 데 도움이 됩니다.
백킹이 필요하지 않은 경우
CJP 용접은 항상 백킹을 필요로 하지는 않습니다. Clause 5.4.1.3은 두 가지 조건이 충족될 때 강재 백킹 없이 사전 인증된 CJP 그루브 용접을 허용합니다: 용접 후 백킹이 제거되고, 용접 뒷면이 건전한 금속까지 백고징되고 백용접되는 경우. 백고징을 통해 양쪽에서 용접되는 양면 CJP 용접은 영구적인 백킹 없이 완전 용입을 달성합니다.
백고징은 첫 번째 측면 용접의 루트를 제거하여 건전한 용접 금속을 노출시키고, 루트에서의 융합 부족 또는 슬래그 개재물을 제거합니다. 그런 다음 백용접이 두 번째 측면에서 이음부를 완성합니다. 이 기술은 이음부에 영구적인 백킹 바가 삽입되지 않은 CJP 용접을 생성합니다.
실용적인 참고 사항: 많은 엔지니어는 피로에 민감한 연결부에 백고징된 CJP 용접을 선호합니다. 백킹 바 제거가 용접 루트에서 잠재적인 응력 집중을 제거하기 때문입니다. 백킹된 CJP와 백고징된 CJP 사이의 선택은 접근성, 비용 및 피로 요구사항에 따라 달라지며, 일률적인 코드 요구사항은 아닙니다.
CJP WPS 자격을 얻는 방법
CJP 그루브 용접이 Clause 5 및 Figure 5.1의 사전 인증 한계를 벗어나는 경우, WPS는 Clause 6에 따라 시험을 통해 자격을 부여해야 합니다. Table 6.2는 CJP 그루브 용접 자격에 필요한 시험편의 수와 유형, 그리고 자격이 부여되는 두께 범위를 정의합니다.
자격 시험은 판재(또는 튜브 적용의 경우 파이프)에 시험 용접을 수행하고, 시험편을 추출하여 파괴 시험을 수행하는 것을 포함합니다. 판재 시험의 경우, Table 6.2는 Clause 6.10.1에 따른 육안 검사(VT), 축소 단면 인장 시험, 그리고 판재 두께에 따라 루트 및 면 굽힘 시험 또는 측면 굽힘 시험을 지정합니다. 시험된 판재 두께는 생산 용접에 자격이 부여되는 모재 두께의 범위를 결정합니다.
3/8인치 이하의 판재의 경우, 시험은 최소 두께 1/8인치 및 최대 2T(시험 판재 두께의 두 배)를 인증합니다. 1인치 이상의 판재의 경우, 최소값은 1/8인치로 유지되며 최대값은 무제한입니다. 이는 1인치 판재에 대한 단일 시험이 1/8인치 이상 모든 두께에 대한 절차를 인증한다는 의미입니다.
결과 PQR에 기록된 필수 변수는 자격이 부여된 WPS의 경계를 정의합니다. Table 6.6에 나열된 필수 변수(용접 공정, 용가재 분류, 모재 그룹, 자세, 예열 또는 기타 35가지 변수 중 하나)의 변경은 재자격을 요구할 수 있습니다.
용접 기호에 CJP가 표시되는 방법
엔지니어링 도면에서 CJP 용접은 기준선에 용접 크기 위치에 깊이 치수 없이 그루브 용접 기호(V, 베벨, J, U 또는 스퀘어)를 표시하여 나타냅니다. 용접 크기(깊이)가 지정되지 않은 경우, 용접은 완전 용입으로 이해됩니다. V-그루브 기호 옆에 “3/8”과 같은 깊이 치수가 나타나면, 해당 깊이까지의 용접은 PJP입니다.
그루브 각도, 루트 간격 및 루트 면 치수는 용접 기호의 표준 위치에 나타납니다. 백킹이 필요한 경우, 백킹 기호(기준선 반대편의 직사각형)가 포함됩니다. 꼬리말은 WPS 번호, 용접 공정 또는 기타 보충 정보를 지정할 수 있습니다.
용접 기호 규칙에 대한 자세한 내용은 그루브 용접 기호 참조 및 전체 기호 차트를 참조하십시오.
자주 묻는 질문
아니요. D1.1:2025 Clause 5.4.1.2는 한쪽에서만 수행되는 사전 인증된 CJP 그루브 용접에 강재 백킹을 요구합니다. 그러나 Clause 5.4.1.3은 용접 후 백킹이 제거되고 용접 뒷면이 건전한 금속까지 백고징되고 백용접될 때 강재 백킹 없이 CJP 용접을 허용합니다. 백고징을 통해 양쪽에서 용접되는 양면 CJP 용접은 백킹이 전혀 필요하지 않습니다. 백킹 요구사항은 특히 단면 사전 인증된 CJP 이음부에 적용됩니다.
CJP(완전 용입)는 용접 금속이 이음부의 전체 두께를 통해 확장됨을 의미합니다. PJP(부분 용입)는 용접 금속이 전체 두께를 통해 확장되지 않음을 의미합니다. D1.1:2025에 따르면, 이 구분은 용접이 어떻게 이루어지는지에 따라 달라집니다: 한쪽에서 용접된 강재 백킹이 없는 그루브 용접과 백고징 없이 양쪽에서 용접된 그루브 용접은 Clause 5.4.2에 따라 PJP로 간주됩니다. CJP 이음부는 모재의 전체 설계 강도를 지탱합니다. PJP 이음부는 감소된 유효 목 두께를 가지며, 엔지니어는 설계에서 이를 고려해야 합니다.
CJP 용접은 용접 기호에 용접 크기 위치에 깊이 치수 없이 그루브 유형(V, 베벨, J, U 또는 스퀘어)을 표시하여 나타냅니다. 깊이 치수가 나타나지 않으면 용접은 CJP로 이해됩니다. 깊이 치수가 표시되면 용접은 해당 깊이까지 PJP입니다. 그루브 각도, 루트 간격 및 백킹 요구사항과 같은 추가 정보는 기호의 표준 위치에 나타납니다. 꼬리말은 WPS 번호 또는 용접 공정을 지정할 수 있습니다.
예. D1.1:2025 Clause 5.4.1은 사전 인증된 CJP 그루브 용접 상세를 정의합니다. 이음부 구성은 지정된 그루브 유형, 루트 간격, 그루브 각도 및 루트 면 치수를 포함하여 Figure 5.1의 사전 인증된 상세 중 하나와 일치해야 합니다. 용접 공정은 SMAW, SAW, GMAW (단락 이행 제외) 또는 FCAW여야 합니다. 모재는 Table 5.6에 나열되어야 하며, 다른 모든 Clause 5 조항이 충족되어야 합니다. 사전 인증된 CJP 이음부는 Clause 6에 따른 PQR 또는 자격 시험을 요구하지 않습니다.
물리적으로는 예 — 용접 금속은 이음부 루트에서 모재로 융합되므로 필릿은 항상 어느 정도의 융합 깊이를 생성합니다. 그러나 D1.1 용어에서 완전 용입(CJP) 및 부분 용입(PJP)은 그루브 용접에만 정의된 코드 용어입니다. Clause 3은 CJP를 용접 금속이 이음부 두께를 통해 확장되는 그루브 용접의 이음부 루트 조건으로 정의합니다. Clause 4.5.1 및 Figure 5.1은 CJP 그루브 용접 상세를 다룹니다. Clause 4.5.2는 필릿 용접을 별도로 다룹니다: 필릿 용접 크기는 다리 길이로 측정되며, 필릿 용접 강도는 Clause 4.5.2.6에 따라 유효 목 두께로부터 계산됩니다 — 용입 깊이로부터가 아닙니다. 필릿을 CJP라고 부르는 것은 D1.1에 따른 범주 오류입니다. 이음부가 전체 두께 강도를 발휘해야 한다면, 상세는 Figure 5.1의 그루브 용접이어야 하며, 추가 용입이 있는 필릿이 아닙니다.