2205는 듀플렉스 스테인리스강(약 22% 크롬, 5–6% 니켈, 3% 몰리브덴, 0.15% 질소)으로, 이상적인 조직은 페라이트와 오스테나이트가 각각 절반을 차지하는 것입니다 — 절반은 강도와 응력부식 저항성을, 절반은 인성과 용접성을 보장합니다. 용접은 이 둘 사이에서 균형을 찾는 작업입니다.
한 줄 판단
예열 없음, 입열량 제어, 층간 온도 150℃ 이하, 용가재 일치, 보호가스 질소 보충.이 다섯 가지 중 하나라도 깨지면 용접부의 내식성이 모재보다 현저히 떨어집니다 — 겉보기에는 완전히 정상으로 보이더라도 말입니다.
입열량이 핵심인 이유
입열량(단위 kJ/mm)은 용접부 냉각 속도를 결정하고, 냉각 속도는 두 상의 비율을 결정합니다:
- 입열량 과다(냉각 느림): 페라이트가 과다해지고 크롬 질화물이 페라이트 내에 석출되어내식성과 인성이 동시에 저하;
- 입열량 과소(냉각 너무 빠름): 오스테나이트가 형성될 시간이 없어 페라이트 비율이 과다해지고인성 저하, 균열 발생 쉬움;
- 일반적인 실행 가능 범위는0.5–2.5 kJ/mm(판 두께, 이음 형식, 용가재 직경에 따라 영향받으며 WPS에 따라 결정해야 함);
- 층간 온도 ≤150℃, 높으면 잠시 멈출 것 — 현장에서 가장 쉽게 간과되는 항목이며, 기록하지 않으면 보이지 않습니다.
입열량 = 전압 × 전류 × 60 ÷ 용접 속도(mm/min) ÷ 1000. 이를 계산하여 WPS에 기재해야 하며, "감으로" 해서는 안 됩니다.
용가재와 보호가스
- 용가재는 ER2209사용(듀플렉스 매칭),316L 용가재는 사용 불가— 오스테나이트 용가재를 쓰면 전부 오스테나이트 용접부가 되어 강도와 응력부식 저항성이 모두 떨어집니다;
- 보호가스에 질소 첨가: 일반적으로 Ar + 2–3% N₂ 사용. 질소는 오스테나이트 형성 원소로, 용접 고온에서 질소가 손실되므로 보충하지 않으면 페라이트가 기준 초과;
- 이면 보호(아르곤 충전)도 질소를 첨가하거나 최소한 충분한 보호를 보장해야 하며, 그렇지 않으면 루트가 산화되어 검게 변합니다.
페라이트 함량 검증 방법
페라이트 측정기(Feritscope)로 용접부와 열영향부에서 실측하며,일반적인 합격 범위는 35–65%(프로젝트/규격에 따라 차이가 있으며 기술 조건에 따름). 세 가지 주의점:
- 측정점은용접부 중심, 융합선, 열영향부세 곳을 포함해야 하며, 용접부 중심만 측정하면 가장 위험한 위치를 놓치게 됩니다;
- 페라이트 측정기 판독값은 자기법 간접 측정으로 자체 오차가 있으므로동일 위치에서 여러 번 측정하여 평균해야 합니다;
- 분쟁이 있을 때는 금속조직법으로 재확인(규격 표준 조직도에 따라 등급 평가)하는 것이 기기보다 설득력이 있습니다.
흔한 함정
- 예열: 듀플렉스강은 예열이 불필요하며, 예열은 입열량을 높이는 것과 같아 페라이트 기준 초과만 초래합니다;
- 탄소강 공구, 탄소강 와이어 브러시로 청소 — 철 오염은 용접부가 먼저 녹슬게 만듭니다;
- 용접 후 산세 패시베이션 미실시: 듀플렉스강 용접부의 산화색을 반드시 제거해야 하며, 그렇지 않으면 패시베이션 피막이 재형성되지 않습니다;
- 다층 다패스 용접에서 층간 온도 미제어: 용접할수록 뜨거워져 마지막 몇 패스에서 입열량 누적이 기준 초과;
- "용접 후 용체화 처리"를 일반 공정으로 간주: 전체 용체화 처리는 요구 수준이 매우 높은 경우에만 사용하며, 통상은 입열량 제어로 해결합니다.
듀플렉스강 프로젝트를 진행하신다면 판 두께, 이음 형식, 적용 규격을 알려주십시오. 귀사의 WPS에 맞춰 용가재와 시험편을 제공하고, 배치별로 재질 증명서를 함께 제공할 수 있습니다 — 듀플렉스강의 비용은 강재 가격이 아니라 한 번의 재작업에서 발생합니다.
