언더컷·오버랩·형상결함

형상결함(Imperfect Shape)은 ISO 6520 Group 5에 해당하며, 용접 비드의 외형에 나타나는 결함입니다. 대부분 육안검사(VT)로 발견할 수 있으며, 결함의 심각도에 따라 허용 여부가 결정됩니다.

형상결함은 외관 문제만이 아니라, 응력 집중원이 되어 피로 수명을 단축시킬 수 있어 관리가 필요합니다.

언더컷(Undercut)

용접 비드의 토우(Toe) 부분에서 모재가 녹아 홈이 파인 상태입니다. 유효 두께 감소 + 응력 집중을 유발하여 피로 균열의 기점이 됩니다.

원인:
- 과도한 전류(과전류) — 가장 흔한 원인
- 과도한 용접 속도 — 용융 금속이 홈을 채우지 못함
- 부적절한 전극/토치 각도 — 아크가 한쪽에 집중
- 과도한 위빙(Weaving) 폭 — 가장자리에서 체류 시간 부족

허용 기준 (대표적):
- AWS D1.1: 일반 구조물 1mm 이하, 중요 구조물 0.8mm 이하
- ASME B31.3: 파이프 벽 두께의 10% 이하 (최대 0.8mm)

오버랩(Overlap)

용착금속이 모재 표면 위로 흘러넘쳤으나 모재와 융합되지 않은 상태입니다. 비드 토우부에서 용착금속이 모재 위에 겹쳐진 형태로, 근본적으로는 융합불량의 일종입니다.

원인:
- 과도한 용착량 — 전류 대비 용접 속도가 너무 느림
- 부적절한 전극 각도 — 용융 금속이 중력으로 흘러넘김
- 수직/위보기 자세에서 과대 입열 — 용융풀 제어 실패

오버랩은 응력 집중 + 미융합 결함이므로 대부분의 코드에서 불합격 처리됩니다.

기타 형상결함

과도한 덧살(Excess Reinforcement/Overfill): 비드가 필요 이상으로 볼록한 상태. 보통 높이 3mm 이하로 제한. 과도한 덧살은 응력 집중원이 됩니다.

과도한 이면 용입(Excess Penetration/Burnthrough): 루트부 이면으로 용접 금속이 과도하게 돌출. 배관 내부 유체 흐름을 방해할 수 있음.

비드 불균일(Irregular Bead): 비드 폭, 높이가 불규칙한 상태. 기량 부족, 불안정한 용접 조건이 원인.

아크 스트라이크(Arc Strike): 모재 위에 부주의하게 아크를 발생시킨 흔적. 국부적 경화와 미세 균열을 유발할 수 있어 그라인딩으로 제거 후 검사 필요.

스패터(Spatter): 용접 중 비산된 금속 입자가 모재에 부착. 외관 불량, 도장 부착성 저하. GMAW에서 CO₂ 가스 사용 시 심화.