용접결함 총론

용접부에서 발생하는 결함을 체계적으로 분류하고 이해하는 것은 품질 관리의 출발점입니다. 결함의 종류, 원인, 방지법을 알아야 올바른 WPS 작성과 검사 판정이 가능합니다.

이 토픽에서는 ISO 6520 결함 분류체계와 ISO 5817 품질 등급을 중심으로 용접결함의 전체 그림을 다룹니다.

결함 vs 불연속 vs 불합격 — 개념 구분

- 불연속(Discontinuity): 재료나 용접부의 균질성이 깨진 모든 불규칙. 존재 자체가 곧 불합격은 아닙니다.
- 결함(Defect): 관련 코드나 규격의 허용 기준을 초과한 불연속. 보수(Repair)가 필요합니다.
- 불합격(Rejection): 결함이 발견되어 해당 용접부가 최종 판정에서 거부된 상태.

즉, 모든 결함은 불연속이지만, 모든 불연속이 결함인 것은 아닙니다. 이 구분은 검사 판정의 기본 원칙입니다.

ISO 6520-1 결함 분류 (6개 그룹)

Group 1 — 균열(Cracks): 가장 심각한 결함. 고온균열, 저온균열, 라멜라 티어링, 재열균열 등. 대부분의 코드에서 균열은 크기에 관계없이 불합격.

Group 2 — 기공(Cavities): 가스 기공(Gas Pore), 수축공(Shrinkage Cavity). 분산기공, 선상기공, 파이핑(Piping/Wormhole) 등.

Group 3 — 고체 개재물(Solid Inclusions): 슬래그 개재물(Slag Inclusion), 텅스텐 개재물(Tungsten Inclusion), 산화물 개재물.

Group 4 — 융합불량/용입불량(Lack of Fusion/Penetration): LOF(Lack of Fusion), LOP(Lack of Penetration). 구조적 건전성에 큰 영향.

Group 5 — 형상결함(Imperfect Shape): 언더컷, 오버랩, 과도한 용입, 비드 불균일, 각변형 등.

Group 6 — 기타(Miscellaneous): 아크스트라이크, 스패터, 모재 손상 등.

결함 발생의 3대 요인

1. 설계(Design) 요인: 부적절한 이음 설계, 과도한 구속, 접근성 불량, 부적절한 개선각도

2. 재료(Material) 요인: 높은 탄소당량, 불순물(S, P) 과다, 수분 흡수된 용접재료, 부적합한 용가재 선택

3. 시공(Fabrication) 요인: 부적절한 용접 변수(전류, 전압, 속도), 예열 부족, 인터패스 온도 미관리, 기량 부족

대부분의 용접결함은 이 세 가지 중 하나 이상이 원인입니다. 근본 원인 분석(Root Cause Analysis) 시 이 3가지를 체계적으로 점검합니다.

ISO 5817 / IIW 품질 등급

용접부 품질을 3개 등급으로 구분합니다:

- 등급 B (Stringent): 가장 엄격. 허용 결함 크기 최소. 압력용기, 고응력 구조물에 적용
- 등급 C (Intermediate): 중간 수준. 일반 구조물에 널리 적용
- 등급 D (Moderate): 가장 관대. 저응력, 비중요 구조물에 적용

각 등급별로 결함 종류마다 허용 크기, 개수, 간격이 구체적으로 규정되어 있습니다. 예: 등급 B에서 언더컷 허용 깊이 ≤ 0.5mm, 등급 D에서는 ≤ 1.0mm.