필릿용접 규격표

심화 가이드

각장·목두께·유효목두께 — a=0.7s는 어디서 나오고 언제 틀리나

직각 등각 필릿의 목두께 a는 용접 단면에 내접하는 이등변삼각형의 높이로, a = s/√2 ≈ 0.7s에서 나옵니다(s는 각장). 강도 계산은 이 목두께 단면을 기준으로 하므로, 도면이 a(목두께)로 주는지 z 또는 s(각장)로 주는지 반드시 구분해야 합니다 — 같은 수치를 목두께로 읽느냐 각장으로 읽느냐에 따라 단면적이 약 1.4배(약 40%) 차이 나 강도가 크게 어긋납니다. 0.7 계수는 등각·직각일 때만 성립하며, 부등각 필릿이나 둔각·예각 조인트에서는 실제 내접 높이로 다시 계산해야 합니다. 깊은 용입(deep penetration) 자동용접은 용입분까지 유효목두께로 인정되어 a가 더 커질 수 있습니다.

용접기호 읽는 법 — 화살표 쪽과 반대쪽, 기준선 위/아래 (KS B 0052·ISO 2553)

필릿 삼각형 기호가 기준선(reference line) 아래에 붙어 있으면 화살표가 가리키는 면(화살표 쪽)을 용접하고, 위에 붙어 있으면 그 반대 면을 용접합니다. 양쪽에 다 그려져 있으면 양면 필릿입니다. 위·아래를 거꾸로 읽어 반대 면을 용접하는 것이 현장의 대표적 오독이며, 한쪽에서만 용접하는 조인트에서는 치명적입니다. 기호 꼬리(tail)에는 용접 방법·각장·기타 지시를 적습니다. 화살표 쪽 기준이라는 ISO/KS 규칙은 미국식(AWS)과 위/아래 관습이 다를 수 있으니 도면이 어느 표준을 따르는지 먼저 확인해야 합니다.

연속 필릿과 단속 필릿 — 6-50@150 표기와 단속을 금지하는 곳

단속(intermittent) 필릿 표기 6-50@150은 각장 6mm, 용접 길이 50mm, 피치(중심 간 거리) 150mm를 뜻합니다. 양쪽 용접을 엇갈리게 배치하면 지그재그(staggered) 단속입니다. 단속은 입열을 줄여 용접 변형과 용접량·비용을 낮추므로 정하중 구조물에 유리합니다. 그러나 단속 비드의 시작·끝단마다 응력 집중과 피로 균열 기점이 생기므로, 반복 하중을 받는 부재나 기밀이 필요한 밀폐 탱크·압력 용기에는 연속 필릿이 필수입니다. 부식 환경에서도 단속 사이 틈에 수분이 고여 틈 부식이 일어나므로 연속이 안전합니다.

각장의 하한과 상한 — 너무 작아도, 얇은 판에 너무 커도 안 되는 이유

최소 각장은 강도가 아니라 균열 방지를 위한 하한입니다. 두꺼운 모재는 용접부 열을 빠르게 빼앗아(급랭) 비드가 굳기 전에 균열이 생기므로, 모재가 두꺼울수록 최소 각장을 키워 충분한 입열을 확보합니다. 반대로 최대 각장은 얇은 판 가장자리에서 정해집니다 — 각장이 판 가장자리 두께에 가까우면 모재가 녹아내려(에지 용락) 모서리가 무너집니다. 그래서 부재 가장자리를 따라가는 필릿의 최대 각장은 판두께(얇은 판은 판두께 − 1.5mm 정도)로 제한합니다. 즉 각장은 강도만 보고 키우는 값이 아니라 급랭 균열(하한)과 용락(상한) 사이에서 잡는 값입니다.

결함과 검사 — 루트 갭·언더컷·볼록/오목과 필릿 게이지 측정

겉보기 각장이 커도 강한 것은 아닙니다. 루트 갭(맞닿는 면의 틈)이 벌어지면 표면은 커 보여도 실제 목두께가 모자라 강도가 떨어집니다. 입열을 과하게 넣어 각장을 키우면 각변형이 심해지고, 비드 끝의 모재가 파인 언더컷이나 끝단이 융합 없이 겹쳐 접히는 오버랩은 모두 피로 균열원이 됩니다 — 비드 끝(toe)을 그라인딩해 매끄럽게 하면 피로 수명이 늘어납니다. 검사는 필릿 게이지(weld gauge)를 비드에 대어 각장과 목두께, 그리고 표면이 볼록(convex)인지 오목(concave)인지를 측정합니다. 오목 비드는 목두께가 부족하기 쉽고 볼록이 과하면 끝단 응력 집중이 커지므로, 약간 평평하거나 살짝 오목한 형상을 목표로 합니다.