Distribution of Welding Residual Stresses in T-joint Weld with Root Gap

The root joint in the welding structures are apt to failure by the stress concentration which is occurred by the external force. Therefore, in the safety and reliability of structure, the complete penetration joint welding which are obtained by the groove welding with edge preparation is generally required. Nevertheless, fillet T-joint welding without edge preparation is often carried out in the fields to reduce working time and consumption of welding electrode, however, this process is likely to produce inadequate joint penetration such as root gap. In this paper, the focus of research is to investigate distribution of welding residual stresses in the plate(or flange) and web of T-joint weld, and especially in the near of root gap notch that is due to incomplete joint penetration. For the analysis, we have chosen model of T-joint weld in the cases of single and multi-pass welding with submerged arc welding and analyzed model by using finite element programs considering the heat conduction and thermal elasto-plastic theory.

루트부 갭이 있는 양면 필릿용접 이음부의 용접잔류응력 분포

용접구조물의 루트부는 외력에 의한 응력 집중에 의해 파손되기 쉽다. 따라서 구조물의 안전성 및 신뢰성 측면에서 홈 가공한 그루브 용접에 의한 완전용입 용접이 일반적으로 요구되어진다. 하지만 필릿 T-이음부 용접은 루트부의 갭과 같은 불완전 용입부를 만들어내기 쉬움에도 불구하고 홈 가공 시간 및 용접봉 소모량을 줄이기 위해 이러한 필릿용접이 자주 행해지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 필릿 용접구조물의 플래이트(또는 플랜지)와 웨브 부분에 발생하는 용접잔류 응력과, 특히 불완전 용입에 의한 루트부 갭을 갖는 양면 T-이음부의 노치부분에 발생하는 잔류응력 분포를 해석하고자 하였다. 해석을 위해서 서브머지드 아-크 용접에 의한 단층 및 다층패스용접 모델을 선정하였으며, 열전도 및 열탄소성 이론을 고려한 유한요소 프로그램을 사용하였다.