선박용 강판(KR Grade A-1, SWS41A, SWS41B)의 수중용접 최적화에 관한 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 국산 라임티타니아계 용접봉 피복제의 흡수속도는 약 60분에서 일정하게 되고, 침수시간 8분까지의 흡수속도는 약 0.15%/min 였으므로 40cm 용접기간중의 정미 흡수량은 약 0.22%미만에 불과하였다. 2. 위의 이유와 건조, 직접, 침수용접봉에 의한 대기중, 수상, 수중용접과 모재의 인장강도 및 미시조직 비교실험결과에 의하면, 수중용접시간이 8분이내의 충분히 짧은 때에는 강도상 건조된 직접용접봉의 사용이 가능할 것이다. 3. 용접조건이 수중용접비이드에 미치는 영향을 KR Grade A-1강판에 대하여 조사한 결과, 용접각도는 60˚, 용접전류는 160A정도, 용접봉지름은 4mm인 경우가 적합하며, 또한 비이드외관과 X-선검사에 의하면 일미나이트, 라임티타니아, 고산화티탄계 용접봉이 가장 적합하였다. 4. 위의 용접봉 종류와 각 지름에 대해 비이드외 관검사에 의한 적정 수중용접전류의 범위는 어느 일정 범위내에 제한되며, 용접봉지름의 증가에 따라 전류는 증가하는 경향이다. 5. 수중용접부의 용착금속부에 관한 기계적특성조사에 의하면, 인장강도와 항복강도는 입열량과 이차함수적 관계가 성립되고, 이음효율이 100% 이상의 범위가 존재하며, 충격치와 스트레인은 모재의 경우보다 낮으나 그 증가현상이 고입열량 범위에서 존재하므로, SWS41A에 대한 수중용접 최적입열량범위는 약 13~15KJ/cm이다. 한편, 인장-인장 편진 피로한도가 모재의 경우보다 높고, 충격치와 연신율을 고려하여 구한 최적입열량의 범위는 약 16~19KJ/cm로서, 피로강도를 높이기 위한 입열량은 정적 인장강도때보다 고입열량으로 수중용접해야 한다. 이때 모든 실험식의 신뢰성은 95%수준이다. 6. 수중용접부에 대한 X-선검사와 미시조직검사 및 경도분포조사에 의하면 용접결함은 발견되지 않았으며, 특히, 깊이 1mm 표층부의 모재측 열영향부와 본드(bond)와의 경계부근에 경도 Hv400 max으로서 미세 마르텐사이트, 베이나이트, 퍼얼라이트와 소량의 조대한 입계페라이트 조직이며 그 외의 부위는 퍼얼라이트와 페라이트 조직으로서, 수소취성영향의 극심한 경도증가 및 조직은 발견되지 않았다. 7. 위에서 구한 입열량의 최적범위 내에서의 제어에 의하여 수중용접 할 경우, 신뢰성 있는 용접품질의 최적화가 가능할 것이다.

Optimizing investigation of characteristics of underwater welding by a gravity type arc welding process was experimentally carried out by using six types of domestic coated welding electrodes for welding of domestic marine structural steel plates (KR Grade A-1, SWS41A, SWS41B,) in order to develop the underwater welding techniques in practical use. Main results obtained are summarized as follows: 1. The absorption speed of the coating of domestic coated lime titania type welding-electrode became constant at about 60 minutes in water and it was about 0.18%/min during initial 8 minutes of absorption time. 2. Thus, the immediate welding electrode could be used in underwater welding for such a short time in comparison with the joint strength of in-atmosphere-and on-water-welding by dry-, wet-or immediate-welding-electrode. 3. By bead appearance and X-ray inspection, ilmenite, limetitania and high titanium oxide types of electrodes were found better for underwater-welding of 10 mm KR Grade A-1 steel plates, while proper welding angle, current and electrode diameter were 60℃, above 160A and 4mm respectively under 28cm/min of welding speed. 4. The weld metal tensile strength or proof stress of underwater-welded-joints has a quadratic relationship with the heat input, and the optimal heat input zone is about 13 to 15KJ/cm for 10mm SWS41A steel plates, resulting from consideration upon both joint efficiency of above-100% and recovery of impact strength and strain. Meanwhile, the optimal heat input zone resulting from tension-tension fatigue limit above the base metal's of SWS41A plates is 16 to 19KJ/cm. Reliability of all the empirical equations reveals 95% confidence level. 6. The microstructure of the underwater welds of SES41A welded in such a zone has no weld defects such as hydrogen brittleness with supreme high hardness, since the HAZ-bond boundary area adjacent to both surface and base metal has only Hv400 max with the microstructure of fine martensite, bainite, pearlite and small amount of ferrite.

• 오세규