강도 등급의 일부는 온도이며, 아크는 그 온도를 넘어갑니다
r/fabrication의 한 사용자가 시중에 파는 것보다 두꺼운 스페이서가 필요해서, 강도 등급이 있는 스페이서 두 개를 용접해 붙여도 되는지 물었습니다. 43점을 받은 최상위 답변은 용접하면 애초에 그 등급을 만들어 준 열처리가 망가진다고 했습니다. 맞는 말이지만 숫자가 하나도 없습니다. 그래서 이미 동의하는 사람만 설득하고 그 밖의 누구도 설득하지 못합니다. 등급의 근거가 되는 규격에는 숫자가 있으며, 대부분의 사람이 펼쳐 보지 않는 표 안에 들어 있습니다.
8.8과 9.8 등급에 대해 규격은 최저 뜨임 온도 425 °C를 명시합니다. 그 옆의 각주는 뜨임 전에 재료가 심부에서 약 90퍼센트의 마르텐사이트에 도달할 것을 요구합니다. 따라서 8.8 이상의 등급 숫자는 강재를 지칭하는 것이 아닙니다. 두 온도를 거치는 경로를 지칭하며, 그 주장의 일부는 그 뒤로 어떤 것도 부품을 다시 가열하지 않았다는 것입니다.
해당 문서는 ISO 898-1:2013이며, 관련 부분은 6절입니다. 이 절은 첫머리에서 표 2의 용도를 정확히 밝힙니다. 볼트, 나사, 스터드의 각 강도 등급에 대해 강재의 화학 성분 한계와 최저 뜨임 온도를 규정한다는 것입니다. 성분과 온도가 하나의 표 안에서 같은 것을 정의합니다.
숫자에 앞서 단서 하나를 달아 둡니다. 그 글타래는 인치 계열 등급에 관한 것이었지만 우리가 가진 것은 인치 규격이 아니라 ISO 문서입니다. 그래서 이 페이지에는 인치 규격의 수치가 하나도 나오지 않으며, 한 등급 체계를 다른 체계로 환산하지도 않습니다. 옮겨 올 수 있는 것은 논증입니다. 두 체계 모두 이런 체결 부품을 담금질과 뜨임으로 등급을 매기기 때문입니다.
표 2가 실제로 정하는 것
| 등급 | 재료와 열처리 | 탄소, 용강 분석 | 최저 뜨임 온도 |
|---|---|---|---|
| 4.6, 4.8 | 탄소강 또는 첨가 원소가 있는 탄소강 | 최대 0.55% | 규정 없음 |
| 5.6, 5.8, 6.8 | 탄소강 또는 첨가 원소가 있는 탄소강 | 등급에 따라 0.13~0.55% | — |
| 8.8, 9.8 | 허용 경로 세 가지, 모두 담금질 뜨임: 첨가 원소가 있는 탄소강, 일반 탄소강 또는 합금강 | 경로에 따라 0.15~0.55% | 425 °C |
| 12.9 | 합금강, 담금질 뜨임 | 0.30~0.50% | 425 °C |
| 12.9 | 첨가 원소가 있는 탄소강, 담금질 뜨임 | 0.28~0.50% | 380 °C |
10.9 행에도 같은 세 가지 재료 경로가 있지만, 우리가 읽은 사본에서는 뜨임 온도 칸이 워터마크에 가려져 있었으므로 여기서는 인용하지 않습니다. 논증에는 그 값이 필요하지 않습니다.
마지막 열을 위에서 아래로 읽어 보십시오. 8.8 미만에는 적을 것이 없습니다. 그 등급들은 애초에 담금질 뜨임으로 정의되지 않기 때문입니다. 8.8부터는 숫자가 있으며, 최솟값 열에 있는 숫자는 제조업체가 넘어야 했던 하한입니다. 곱씹어 볼 만한 부분은 바로 여기입니다. 등급은 부품이 도달했던 온도, 그리고 함축적으로는 그 뒤에 다시 넘지 않은 온도를 일부 근거로 부여되었습니다.
안에 실제로 무엇이 있는지 말해 주는 각주
8.8, 9.8, 10.9, 12.9 등급에는 화학 성분이 아니라 미세 조직을 설명하는 각주가 달려 있습니다. 재료는 뜨임 전 담금질한 상태에서 나사부 단면의 심부에 약 90퍼센트의 마르텐사이트로 이루어진 조직을 확보할 만큼 충분한 경화능을 가져야 합니다.
마르텐사이트는 담금질로 생기고, 뜨임이 그것을 부분적으로 완화합니다. 규격은 의도적으로 도달해서 유지되고 있는 상태를 설명하고 있습니다. 용접은 그 설명을 참고하지 않습니다. 용접은 작은 부피에 자기만의 열 사이클을 가하고 냉각 속도는 주변 금속에 맡깁니다. 그리고 규격은 그 결과가 어떠해야 하는지에 대해 아무것도 말하지 않습니다. 규격은 처음부터 나중에 다시 등급을 매길 수 있는 강재를 설명한 적이 없기 때문입니다.
여기서 실무 질문을 매듭짓는 소극적 사실이 나옵니다. ISO 898-1에는 되돌아가는 길이 없습니다. 이후의 열 사이클 뒤에 강도 등급을 어떻게 회복하고, 다시 검증하고, 다시 선언하는지 설명하는 조항이 없습니다. 강도 등급은 어떤 상태에 있는 부품에 부여되며, 규격은 그것을 다시 부여하는 방법을 설명하지 않습니다.
그리고 용접사가 원하는 숫자에는 접근할 수 없습니다
신중한 용접 절차로도 이 문제를 구할 수 없는 이유는 등급이 입력값을 주지 않기 때문입니다. 8.8 행을 다시 보십시오. 붕소 같은 첨가 원소가 있는 탄소강, 일반 탄소강, 합금강이라는 세 가지 서로 다른 재료 경로를 허용하며, 탄소 범위도 경로마다 달라 세 경로를 합치면 0.15~0.55퍼센트에 걸칩니다. 둘 다 올바르게 8.8로 표시된 체결 부품 두 개가 상당히 다른 강재일 수 있습니다.
따라서 등급 숫자로는 쓸모 있는 범위 안에서 성분을 알 수 없습니다. 이 페이지는 용접성 기준이나 공식을 제시하지 않습니다. 우리에게는 용접 규격이 없으며, 용접 기술자가 출발점으로 삼을 입력값을 표시에서 얻을 수 없기 때문입니다. 체결 부품 규격이 스스로의 한계에 대해 말하는 내용은 등급 숫자가 결코 주장하지 않은 것에 관한 페이지에 이미 정리되어 있으며, 거기서 용접성은 1절이 규정하지 않는다고 밝힌 특성 목록에 들어 있습니다.
그 글타래가 제기했지만 이 페이지가 답하지 않을 것이 하나 더 있습니다. 한 답변은 부품이 도금되어 있다고 지적하며 먼저 도금을 벗기라고 제안했습니다. 용접과 흄이라는 두 방향에서 동시에 실제로 우려할 만한 점입니다. 그러나 우리에게는 용접 안전 문서가 없으므로, 정직한 안내는 그것이 체결 부품 페이지가 아니라 귀사의 용접 절차서와 안전 문서에 속한다는 것입니다.
용접하도록 설계된 부품은 정반대의 답을 줍니다
두 경우를 나란히 놓고 볼 가치가 있습니다. 같은 직감이 그중 한 경우에서 틀린 답을 내기 때문입니다. 용접 너트가 파손되면 사람들은 같은 가설을 꺼냅니다. 용접이 열처리를 망쳤을 것이라는 가설입니다. 용접 너트에 강도 등급이 없는 이유를 다룬 페이지에서 이 가설은 기본 부품에 애초에 잃을 담금질 뜨임이 없다는 사실에 부딪힙니다.
| 부품 | 담금질 뜨임을 했는가? | 용접이 등급 논증에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 8.8 등급 이상의 체결 부품 | 예, 그리고 명시된 최저 뜨임 온도까지 | 등급이 설명하는 상태가 바로 이후의 열 사이클이 바꾸는 것입니다 |
| 표준 용접 너트 | 기본적으로는 아닙니다. 담금질 뜨임품은 따로 요청해야 합니다 | 용접이 망칠 열처리가 아예 없는 경우가 많습니다 |
같은 의심, 정반대의 결론입니다. 결정하는 것은 그 부품이 논증이 가정하는 상태에 한 번이라도 있었느냐입니다.
실제 문제는 어떻게 할 것인가
글쓴이는 더 두꺼운 스페이서가 필요했고 기다릴 시간이 없었습니다. 실제 제약이며, 글타래는 이에 잘 답했습니다. 맞는 치수를 사거나, 파이프를 자르거나, 환봉을 선반 가공해서 구멍을 뚫으라는 것이었습니다. 세 방법 모두 더 이상 뒷받침하지 못하는 표시를 단 부품이 아니라, 정직하게 등급이 없는 부품을 만듭니다. 한 댓글은 환봉을 제안하면서 바로 그 점을 말했습니다.
그 밑에 깔린 일반 원칙은 기억해 둘 만합니다. 부품을 용접해야 한다면 등급 있는 체결 부품이 아니라 용접 부품으로 지정하십시오. 등급은 어떤 상태에 대한 주장이고, 용접은 그 상태에 가하는 작업이기 때문입니다. 머리의 표시는 용접 뒤에도 그대로 남아 있으며, 곤란한 점이 바로 그것입니다. 머리 표시가 무엇의 증거인가는 별개의 질문이며, 짧게 말하면 제조된 상태의 부품에 대한 증거입니다.
그리고 등급을 이루는 숫자들에도 각자의 절차가 있습니다. 인장 강도는 힘을 시험편의 처음 단면적으로 나눈 값이며, 항복점은 대개 영구 연신 1000분의 2에서 그은 선입니다.
이 글은 1단계: 모재를 다룹니다. 전체 순서는 모재, 나사산, 머리, 구동부, 표면 처리, 문서이며, 순서를 바꾸면 재작업이 되는 이유는 영어 글 Specifying a screw에 설명되어 있습니다.
자주 묻는 질문
8.8 등급 이상의 볼트를 용접해도 됩니까?
규격은 금지하지도 않고 도와주지도 않습니다. ISO 898-1은 8.8 이상의 등급을 담금질 뜨임으로 정의하며, 표 2는 최저 뜨임 온도를 8.8과 9.8에 대해 425 °C로 명시합니다. 용접 아크는 그보다 훨씬 높은 열적 사건이며, 규격에는 이후의 열 사이클 뒤에 강도 등급을 회복하거나 다시 검증하는 방법을 설명하는 조항이 없습니다. 따라서 부품의 등급은 용접이 작용하는 상태에 대한 진술이며, 문서 어디에도 용접 후에 그것을 다시 선언할 수 있게 해 주는 내용은 없습니다.
강도 등급이 실제로 규정하는 온도는 무엇입니까?
담금질 뜨임하는 등급에 대한 최저 뜨임 온도입니다. ISO 898-1 표 2는 8.8과 9.8 등급에 425 °C를, 12.9 등급에는 합금강 경로에 425 °C, 첨가 원소가 있는 탄소강 경로에 380 °C를 줍니다. 4.6과 4.8 등급은 그 칸이 규정 없음으로 되어 있습니다. 이 등급들은 담금질 뜨임으로 정의되지 않기 때문입니다. 10.9 칸은 우리가 읽은 사본에서 가려져 있어 여기서 인용하지 않습니다.
강도 등급은 재료 사양입니까?
사람들이 기대하는 의미로는 아닙니다. 8.8 등급에 대해 규격은 붕소 같은 첨가 원소가 있는 탄소강, 일반 탄소강, 합금강이라는 세 가지 재료 경로를 허용하며, 탄소는 세 경로를 통틀어 0.15~0.55퍼센트입니다. 둘 다 올바르게 8.8로 표시된 체결 부품 두 개가 상당히 다른 강재일 수 있으므로, 등급 숫자를 용접성 평가의 출발점으로 쓸 수 없습니다.
규격은 용접성에 대해 무언가 말합니까?
규정하지 않는다고 말합니다. ISO 898-1의 1절은 내식성, 전단 저항, 토크와 체결 축력 성능, 피로 저항과 함께 용접성을 규격이 다루지 않는 특성으로 열거합니다. 등급 숫자가 결코 주장하지 않은 것에 관한 우리 페이지에서 그 목록을 살펴봅니다. 표 2가 제공하는 것은 열처리 상태이며, 그것이 있어야 용접에 관한 질문에 답할 수 있습니다.
용접 너트를 용접하는 것은 왜 다릅니까?
표준 용접 너트는 일반적으로 애초에 담금질 뜨임을 하지 않으므로, 용접이 파괴할 열처리가 없기 때문입니다. 담금질 뜨임품은 따로 요청해야 합니다. 이는 담금질 뜨임이 바로 등급 숫자가 설명하는 내용인 등급 있는 볼트와 거울상을 이루며, 같은 의심이 두 부품에서 정반대의 답을 내는 이유이기도 합니다.
더 두꺼운 등급 있는 스페이서가 필요하다면 대신 무엇을 써야 합니까?
맞는 치수를 사거나, 파이프를 길이에 맞춰 자르거나, 환봉을 선반 가공해서 구멍을 뚫으십시오. 세 방법 모두 더 이상 자신을 설명하지 못하는 표시를 단 부품이 아니라, 드러내 놓고 등급이 없는 부품을 줍니다. 스페이서가 등급이 필요한 하중 경로에 있다면, 정직한 방법은 부품이 아니라 설계를 바꾸는 것입니다. 표시가 설명하는 상태는 바뀌었어도 용접 뒤에 표시는 여전히 읽히기 때문입니다.
참고 자료
- ISO 898-1:2013 — Mechanical properties of fasteners made of carbon steel and alloy steel, part 1. 6절과 표 2: 강재, 탄소 한계, 최저 뜨임 온도, 마르텐사이트 각주
- r/fabrication — 이 글의 출발점이 된 글타래, 옳은 답이 숫자 없이 제시된 곳
ISO 898-1:2013의 6절과 표 2는 공개된 미리보기에서 읽었으며, 인용한 한계값, 온도, 각주 문구는 그 본문입니다. 10.9 등급의 뜨임 온도 칸은 우리 사본에서 미리보기 워터마크에 가려져 있었으므로 의도적으로 인용하지 않았습니다. 그 글타래는 인치 계열 등급에 관한 것이었고 우리에게는 ISO 문서만 있습니다. 그래서 여기에는 인치 규격의 수치가 나오지 않으며 두 등급 체계 사이의 환산도 제시하지 않습니다. 논증은 두 체계 모두 이런 체결 부품을 담금질과 뜨임으로 등급을 매긴다는 공통 사실에 기대고 있습니다. 탄소 당량, 용접성 기준, 용접 절차는 제시하지 않습니다. 우리에게는 용접 규격이 없고, 이 페이지가 논증하듯 그런 평가의 출발점이 될 성분 입력값을 등급 표시에서 되찾을 수 없기 때문입니다. 같은 이유로 용접 흄이나 도금 제거에 관한 안내도 하지 않습니다. 도금에 관한 댓글의 지적은 전달했을 뿐 답하지 않았습니다. 이후의 열 사이클 뒤에 등급을 회복하는 경로가 규격에 없다는 진술은 문서를 읽고 얻은 소극적 결론이며, 규격이 금지를 명시한 것이 아니라 우리가 찾아보았으나 없었던 것으로 읽어야 합니다.
문의
조립품의 부품을 용접해야 한다면, 나중에 용접할 등급 있는 체결 부품을 요청하지 말고 문의할 때 그 사실과 부품이 받는 하중을 알려 주십시오. 그 둘은 서로 다른 서류를 갖는 서로 다른 부품이며, 후자는 아크가 튀는 순간부터 자기 표시로 설명할 수 없게 됩니다.
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