D1.1 예열 계산기

A36은 D1.1:2025 표 5.6의 Group I 강재이며 표 5.11에 따라 용접 공정에 따라 예열 범주 A 또는 B에 속합니다. E6010 또는 E6011과 같은 비저수소 SMAW 전극(범주 A)의 경우, 최소 예열 온도은(는) 3/4 in 이하 재료의 경우 32°F (0°C), 3/4 ~ 1-1/2 in의 경우 150°F (65°C), 1-1/2 ~ 2-1/2 in의 경우 225°F (110°C), 2-1/2 in 초과의 경우 300°F (150°C)입니다. 저수소 공정 — E7018 SMAW, SAW, 가스 금속 아크 용접, 또는 FCAW (범주 B) —의 경우, 예열 요구 사항은 더 낮습니다: 3/4 in 이하의 경우 32°F, 3/4 ~ 1-1/2 in의 경우 50°F (10°C), 1-1/2 ~ 2-1/2 in의 경우 150°F, 2-1/2 in 초과의 경우 225°F입니다. Clause 7.6.4에 따라 각 패스 아크를 시작하기 직전에 예열 온도을(를) 확인해야 합니다.

예. 가스 금속 아크 용접은 D1.1 표 5.11의 범주 B에 속하며, 저수소 SMAW, 서브머지드 아크 용접, 그리고 FCAW와 함께 분류됩니다. A36, A572 Gr.50, A992와 같은 일반적인 구조용 강재의 경우, 가스 금속 아크 용접을 사용한 최소 예열 온도은(는) 3/4" 두께 이하의 경우 32°F (0°C), 3/4"–1-1/2"의 경우 50°F (10°C), 1-1/2"–2-1/2"의 경우 150°F (65°C), 2-1/2" 초과의 경우 225°F (110°C)입니다. 얇은 판에 대한 32°F 최소값은 영하 이상에서는 능동적인 예열이 필요 없음을 의미합니다 — 주변 작업장 온도가 요구 사항을 충족합니다. ER70S-6와 같은 솔리드 와이어 전극은 본질적으로 낮은 확산성 수소 수준을 생성하며, 일반적으로 용접 금속 100g당 8mL의 H8 임계값보다 훨씬 낮기 때문에 가스 금속 아크 용접은 범주 B에 해당합니다. 이러한 낮은 수소 특성 때문에 가스 금속 아크 용접은 E7018과 같은 저수소 SMAW 전극과 동일한 유리한 예열 처리를 받습니다. 그러나 비저수소 분류는 가스 금속 아크 용접 공정에 적용되지 않으므로 가스 금속 아크 용접은 범주 A에 절대 나열되지 않습니다.

D1.1 표 5.11의 범주 B는 저수소 전극(E7018, E7016 등), 서브머지드 아크 용접 (SAW), 가스 금속 아크 용접 (GMAW), 또는 플럭스 코어드 아크 용접 (FCAW)으로 용접된 강재를 다룹니다. 이는 건물 및 교량 건설에 가장 일반적으로 사용되는 구조용 강재인 A36, A572 Gr.50, A992, A588, A709 Gr.36, A709 Gr.50, A500 Gr.B/C, A53 Gr.B, 그리고 A106 Gr.B에 적용됩니다. 범주 B는 범주 A보다 예열 요구 사항이 낮습니다. 왜냐하면 이러한 공정 및 전극은 용접 금속에 확산성 수소을(를) 현저히 적게 생성하여 수소 유기 균열(냉간 균열 또는 지연 균열이라고도 함)의 위험을 줄이기 때문입니다. 범주 B의 예열 값은 다음과 같습니다: 3/4" 이하의 경우 32°F (0°C), 3/4"–1-1/2"의 경우 50°F (10°C), 1-1/2"–2-1/2"의 경우 150°F (65°C), 2-1/2" 초과의 경우 225°F (110°C)입니다. 실제로 대부분의 구조용 강재 제작은 저수소 공정을 사용하므로 범주 B가 가장 자주 사용되는 예열 범주입니다.

D1.1에서 최소 예열 온도은(는) 첫 아크가 발생하기 전에 필요한 모재 온도입니다. 최소 층간 온도은(는) 다중 패스 용접에서 연속적인 패스 사이에 용접 영역이 냉각될 수 있는 최저 온도입니다. 표 5.11은 둘 다 동일한 값으로 설정합니다 — 나열된 온도은(는) 초기 예열 및 패스 간 냉각 모두에 적용됩니다. 다중 패스 용접 중에는 용접 영역이 나열된 온도 아래로 냉각되도록 허용할 수 없습니다. 예를 들어, 표 5.11이(가) 강재 및 두께에 대해 150°F를 지정하는 경우, 용접 전에 최소 150°F로 예열하고 모든 패스 사이에 최소 150°F를 유지해야 합니다. Clause 7.6.4에 따라 각 패스 아크를 시작하기 직전에 예열 온도을(를) 확인해야 합니다. 일부 고강도 강재는 결정립 조대화를 방지하기 위해 최대 층간 온도 제한도 있습니다 — 상한선이 있는지 WPS를 확인하십시오.

범주 A 및 B의 대부분의 구조용 강재(A36, A572 Gr.50, A992, A500 Gr.B/C 포함)의 경우, 3/4 in 두께 이하 재료의 최소 예열 온도은(는) 표 5.11에 따라 32°F (0°C)입니다 — 이는 조건이 영하 이상인 한 주변 작업장 온도가 요구 사항을 충족함을 의미합니다. 표 5.11 각주 (a)에 따라, 모재 온도이(가) 32°F 미만일 때는 최소 70°F (20°C)로 예열하고 용접 내내 해당 온도을(를) 유지해야 합니다. 이 각주는 모든 범주에 적용되며 주요 한랭 기후 예열 규칙입니다. 범주 C 강재(특정 공정을 사용하는 A588 및 A709 Gr.50W 등)는 3/4 in 미만이라도 최소 50°F (10°C)를 요구합니다. 범주 D부터 G까지(A913 Gr.65 또는 A514와 같은 고강도 강재)의 경우, 3/4 in 미만 예열은 수소 지정에 따라 50°F에서 150°F까지 될 수 있습니다. 올바른 범주를 확인하려면 항상 표 5.6에서 특정 강재를 확인하십시오.

D1.1 표 5.11은 사전 인증된 용접 절차 사양 (WPS)에 대한 최소 예열 온도 및 층간 온도을(를) 지정합니다. 화학 조성, 항복 강도, 그리고 수소 유기 균열에 대한 민감도를 기반으로 승인된 모재을(를) 7가지 범주(A부터 G까지)로 분류합니다. 각 범주는 4가지 두께 범위(3/4" 이하, 3/4"–1-1/2", 1-1/2"–2-1/2", 그리고 2-1/2" 초과) 및 용접 공정 유형별로 예열 요구 사항을 정의합니다. 범주 A 및 B는 각각 비저수소 및 저수소 공정을 사용하는 일반적인 구조용 강재를 다룹니다. 범주 C부터 G까지는 특정 수소 제어 소모품(H8 또는 H4 지정)이 필요한 고강도 및 특수 강재를 다룹니다. 표 5.11은 Clause 5에 따른 사전 인증된 WPS에만 적용됩니다 — Clause 6에 따라 시험을 통해 인증된 절차는 인증 시험 결과에 의해 뒷받침되고 엔지니어의 승인을 받은 경우 다른 예열 값을 사용할 수 있습니다. 표 5.6에 나열되지 않은 강재 또는 표 5.11이(가) 지나치게 보수적으로 보이는 경우, 별표 B는 밀 테스트 보고서의 실제 강재 화학 성분을 사용하는 분석적 대안을 제공합니다.

H4 및 H8은 AWS A4.3 시험 방법으로 정의된 확산성 수소 지정입니다. H8은 전극, 와이어 또는 플럭스 조합이 용접 금속 100g당 8mL 이하의 확산성 수소을(를) 증착한다는 의미입니다. H4는 더 엄격합니다 — 100g당 4mL 이하입니다. 이러한 지정은 표 5.11에 중요합니다. 왜냐하면 고강도 강재는 수소 유기 균열에 더 취약하며 더 엄격한 수소 제어가 필요하기 때문입니다. 예를 들어, 표 5.11의 A913 Gr.50, 60, 65 강재는 H8 소모품으로 용접할 때 범주 D 예열에 해당합니다. A913 Gr.80은 가장 제한적인 분류인 H4 소모품을 요구하며, 이는 더 높은 항복 강도 및 더 큰 균열 민감도를 반영합니다. 일반적인 H8 소모품에는 E7018-H8 SMAW 전극 및 ER70S-6와 같은 대부분의 가스 금속 아크 용접 솔리드 와이어가 포함됩니다. H4 소모품은 일반적으로 낮은 수소 등급을 유지하기 위해 특별한 취급 및 보관 절차가 필요합니다.

D1.1 별표 B는 사양 기반 범주 대신 실제 강재 화학 성분을 사용하여 예열을 결정하는 두 가지 분석 방법을 제공합니다. HAZ 경도 제어 방법은 필릿 용접에 대해 CE = C + (Mn+Si)/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15를 사용합니다. 수소 제어 방법은 모든 이음쇠 유형에 대해 Pcm = C + Si/30 + Mn/20 + Cu/20 + Ni/60 + Cr/20 + Mo/15 + V/10 + 5B를 사용합니다. 별표 B는 밀 테스트 보고서의 실제 화학 성분, 소모품의 수소 수준, 그리고 이음쇠의 구속 — 표 5.11이(가) 고려하지 않는 세 가지 변수를 고려합니다. 표 5.11은 사전 인증된 WPS의 기본값입니다. 별표 B는 표 5.11이(가) 지나치게 보수적이거나 특정 강재 화학 성분에 대해 충분히 요구되지 않는 경우의 대안입니다. 엔지니어는 Clause B1에 따라 별표 B의 사용을 승인해야 합니다. 당사의 탄소 당량 계산기로 CE 및 Pcm을 계산하십시오.