welding] 용접 Feature - 마무리 옵션

▣ 용접 마무리

용접 마무리 작업(Post-Weld Finishing 또는 Post-Weld Treatment)은 용접부가 설계된 요구사항을 충족하고 장기간 안정적으로 기능하도록 보장하는 데 필수적입니다. 단순히 미관상의 이유를 넘어, 구조적 건전성, 내구성, 안전성 등을 확보하기 위한 중요한 공정입니다. 다음은 용접 마무리의 주요 필요성입니다.

1. 구조적 건전성 및 피로 강도 향상

용접 후 비드(Weld Bead)의 형상은 급격한 단면 변화를 유발하여 응력 집중(Stress Concentration)을 일으킵니다. 특히 용접 비드의 발끝(Weld Toe) 부분은 피로 파괴가 시작되기 쉬운 지점입니다.

•  응력 집중 완화: 용접부를 연마(Grinding)하거나 매끄럽게 처리하여 급격한 형상 변화를 줄이면, 하중 작용 시 응력이 특정 지점에 몰리는 것을 방지하고 피로 수명을 크게 향상시킬 수 있습니다.
•  용접 결함 제거: 언더컷, 오버랩, 크레이터 등의 표면 결함을 제거하여 용접부의 실질적인 강도 저하 요소를 없앱니다.

 

2. 내식성(부식 저항성) 향상

용접 과정에서 발생하는 부산물과 표면 거칠기는 부식에 취약한 환경을 만듭니다.

•  슬래그 및 스패터 제거: 용접 후 남아있는 슬래그(Slag)나 용접 스패터(Spatter)는 부식 매개체가 될 수 있으므로, 이를 완전히 제거하여 녹 발생을 방지해야 합니다.
•  표면 처리 준비: 페인트, 도금(Galvanizing), 코팅 등 최종 방청 처리를 위해 표면을 깨끗하고 균일하게 준비하여 코팅의 접착력과 지속력을 높입니다.

 

3. 미관 및 안전성 확보

제품의 외관 품질을 높이고 사용자 또는 작업자의 안전을 보장합니다.

•  미관 개선: 특히 최종 제품에서 용접부가 노출되는 경우, 그라인딩이나 폴리싱을 통해 미려하고 일관된 외관 품질을 제공합니다.
•  안전 확보: 용접 비드의 날카롭거나 거친 부분을 제거하여 취급 중 부상을 입을 수 있는 위험을 제거합니다.

 

4. 치수 및 기능적 요구사항 충족

용접 부위의 두께나 형상이 정밀한 치수 공차를 요구하는 경우, 마무리가 필수적입니다.

•  정밀 공차 확보: 필요 이상으로 두꺼운 용접 비드를 규격에 맞게 깎아내거나, 조립되어야 할 부품의 평면도를 확보하기 위해 용접부를 평탄하게 가공합니다.
•  기계 가공 준비: 후속 기계 가공이 필요한 경우, 가공에 적합하도록 용접부를 사전 정리합니다.

---

Creo Parametric에서 필렛 용접 정의 시 '컨투어(Contour)' 기능을 사용하는 이유는 용접 비드(Weld Bead)의 최종 표면 형상을 지정하여 엔지니어링 도면 표준을 충족하고 실제 용접 후처리(Post-Weld Finishing) 상태를 모델에 정확히 반영하기 위해서입니다.

 

1. 용접 컨투어의 역할 및 필요성

용접 컨투어 옵션은 용접 비드의 외부 표면이 어떤 모양으로 마무리되어야 하는지를 정의합니다. 이는 용접부의 강도, 응력 집중 완화, 피로 수명, 미관과 직결됩니다.

컨투어 옵션	의미 (형상)	실제 용접 후처리	필요성
Flush (플러시)	평평하거나 매끄러운 표면	그라인딩(연마) 등으로 용접 비드를 기본 재료 표면과 수평하게 제거	응력 집중 최소화, 조립성 확보, 높은 미관 요구 시
Convex (볼록)	외부로 둥글게 돌출된 표면	일반적인 용접 비드 형상 (기계적 가공 없음)	용접 강도 유지, 일반적인 용접 표준
Concave (오목)	안쪽으로 오목하게 들어간 표면	특수 용접 공정 또는 가벼운 후처리 (필요 시)	특정 유체 역학적/구조적 이점을 위해 (드묾)
None (없음)	(Creo에서) 기본 용접 형상 (보통 볼록)	도면에 별도의 컨투어 기호 없이 일반 용접으로 지시	용접 후처리가 필요 없거나 중요하지 않은 경우

 

2. 설계 및 제조상의 이점

CAD 모델에서 컨투어를 정의하면 다음과 같은 설계 및 제조상의 이점을 얻을 수 있습니다.

•  도면 규격 준수: 용접 도면에서 '용접 기호'는 용접의 크기, 유형뿐만 아니라 **마무리 형상(컨투어)**까지 지정합니다 (예: 평탄하게 그라인딩할지 여부). Creo에서 컨투어를 지정하면 이 정보가 자동으로 도면에 포함되어 제조 현장에 정확한 지침을 전달합니다.
•  시뮬레이션 정확도: 특히 **피로 해석(Fatigue Analysis)**을 수행할 때, 용접 비드의 발끝(Weld Toe) 형상이 응력 집중도에 결정적인 영향을 미칩니다. 컨투어를 'Flush'와 같이 매끄럽게 지정하면, 모델링된 용접부가 실제 그라인딩된 용접부의 응력 감소 효과를 반영할 수 있어 해석의 정확도가 높아집니다.
•  후처리 공정 계획: 컨투어 옵션은 제품이 완성된 후 **추가적인 기계 가공(예: 그라인딩)**이 필요한지 여부를 나타내므로, 제조 공정 및 비용 계획에 필수적입니다.
•  형상 간섭 확인: 용접 후 주변 부품과 간섭이 발생할 수 있는 경우, 플러시(Flush) 컨투어를 지정하여 용접 비드 높이를 제어하고 조립성 문제를 사전에 방지할 수 있습니다.

 

 

 

PTC 도움말 센터

 

---

 

 

1. 컨투어(Contour)의 역할: 원하는 마감 형상 지정

컨투어 기호는 용접 기호(Weld Symbol)의 일부로, 용접 비드의 최종 표면 형상을 나타냅니다.

•  Flush (평평함): 용접부를 기본 모재 표면과 평탄하게 만듭니다.
•  Convex (볼록함): 용접부가 둥글게 솟아오른 모양을 유지합니다.
•  Concave (오목함): 용접부가 안쪽으로 오목하게 들어간 모양을 만듭니다.

 

2. 마무리 작업(Finishing)의 역할: 컨투어 구현

용접 마무리 작업(Post-Weld Finishing/Treatment)은 용접 후 용접부의 표면 상태를 지정된 컨투어에 맞추거나, 추가적인 품질 향상을 위해 수행되는 실제 제조 공정입니다.

국제 표준(AWS, ISO 등)에서 마무리 방법을 나타내는 기호는 다음과 같습니다:

기호	마무리 방법	컨투어와의 관계
G	Grinding (연삭/그라인딩)	주로 Flush (평평함) 컨투어를 달성하기 위해 사용됨. 응력 집중 완화에 필수적.
M	Machining (기계 가공)	정확한 Flush 컨투어 및 정밀한 치수 공차를 맞추기 위해 사용됨.
C	Chipping (치핑)	거친 용접부의 슬래그 등을 제거하거나 형상을 대략적으로 조정.
H	Hammering (해머링)	특정 응력 완화나 형상 조정 목적.

 

핵심 연결 관계

1. 설계 의도 전달: 엔지니어는 도면에 특정 컨투어(예: Flush)를 요구하고, 이 컨투어를 달성하기 위한 마무리 방법(예: G - Grinding)을 함께 지시합니다.
2. 구조적 성능: Flush 컨투어를 요구하는 것은 종종 미관보다는 응력 집중 완화를 통해 부품의 피로 수명을 높이기 위함이며, 그라인딩(G)은 이 목적을 달성하는 주요 마무리 작업입니다.

따라서 컨투어는 결과적으로 얻고자 하는 용접 표면의 모양"이고, 마무리 작업은 그 모양을 달성하기 위한 수단 또는 공정이라고 볼 수 있습니다. 이것을 기호로 도면 또는 3D 주석으로 표시 합니다. 이러한 용접 기호는 Paramter로 관리되기 때문에 모델이 업데이트 돠면 자동을 변경 됩니다. 용접 기호는 Text 파일로 변환되어 다음 공정 프로세에 활용 가능 합니다 

 

 

예시

by korealionkk@gmail.com

---