용접봉 보관방법과 흡습되면 생기는 일

2026년 10월 16일 읽는 시간 약 7분

피복 아크 용접봉의 피복제는 공기 중 수분을 빨아들입니다. 이 수분은 아크 속에서 수소가 되어 용접금속으로 들어가고, 기공과 균열이라는 두 갈래 결함으로 나타납니다. 흡습이 생기는 보관 조건, 수분이 결함이 되는 경로, 흡습 정도별 증상을 제조사 자료와 국내 연구로 정리합니다.

피복제가 수분을 머금게 되는 보관 조건

Hobart의 보관 지침은 포장이 손상되면 습한 공기가 들어가 봉이 수분을 흡수하고 품질이 떨어질 수 있다고 적습니다. 같은 지침은 미개봉 제품을 4~49°C, 습도 80% 이하에 두고, 온도 변화가 적은 밀폐된 건조 공간에 보관해 이슬점을 오르내리지 않게 하라고 권합니다.

차가운 곳에서 따뜻한 작업장으로 옮긴 제품은 작업장 온도와 6°C(10°F) 이내로 맞춘 뒤 포장을 열라고 합니다. 차가운 상태로 열면 제품 표면에 바로 결로가 생길 수 있기 때문입니다.

ESAB는 실외 적치, 해안·해상의 높은 습도, 기후 조절이 어려운 현장 제작을 노출이 큰 환경으로 꼽습니다. ESAB 자료에 따르면 셀룰로오스계(E6010) 피복제는 수분을 약 4~6% 품고 저수소계는 제조 직후 약 0.1~0.4%여서, 둘을 같은 보관함에 두면 셀룰로오스계의 수분이 저수소계 피복제로 옮겨 갈 수 있습니다.

습도가 피복제 수분과 확산성 수소로 이어지는 경로

대한용접학회지(1984)에 실린 연구는 일미나이트계와 저수소계 봉을 상대습도 70~92% 조건에 두고 피복제 함수량을 쟀습니다. 포화에 이르는 함수량은 0.6~6.8% 범위였습니다.

같은 연구에서 함수량이 늘수록 용접금속의 수소·산소·질소가 늘었고, 특히 확산성 수소가 함수량에 비례해 증가했습니다. 함수량 1% 증가당 수소 증가량은 일미나이트계 약 1.8 ml, 저수소계 약 2.4 ml였습니다.

고베제강(Kobelco) 교육 자료는 아크 속에서 수증기가 분해되어 수소가 생기고, 녹는점 부근의 용융 금속이 이를 빠르게 흡수한다고 설명합니다. 용접금속에 들어간 수소 원자는 크기가 작아 열영향부까지 빠르게 확산하며, 이를 확산성 수소라고 부릅니다.

눈에 보이는 결함과 숨은 결함, 피트와 블로홀

고베제강 자료는 용접금속 기공의 주된 원인을 수소로 봅니다. 표면에 드러난 기공은 피트, 표면까지 이어지지 않아 파단이나 방사선 검사로 찾는 내부 기공은 블로홀로 구분합니다.

Lincoln Electric은 저수소계 봉의 흡습 정도에 따라 증상이 단계적으로 커진다고 설명합니다. 흡습 초기에는 내부 기공만 생겨 겉모습으로는 알아차리기 어렵습니다.

표 1. 저수소계 봉의 흡습 정도별 증상

흡습 정도	나타나는 결함	비고
늘어난 수준	내부 기공	방사선 검사나 파괴 시험으로만 확인. 모재·용접금속 항복강도가 550 MPa를 넘으면 비드 밑 균열·용접 균열 요인
상당히 많은 수준	내부 기공과 눈에 보이는 표면 기공	슬래그 유동 과다, 거친 표면, 슬래그 제거 곤란, 균열
심한 흡습	용접 균열, 비드 밑 균열, 심한 기공	외관 불량, 슬래그 문제

* 흡습량을 수치로 나눈 구분이 아니라 Lincoln Electric 설명의 정도 표현을 옮긴 것입니다.

자료: Lincoln Electric 「Storing and Redrying Electrodes」

며칠 뒤에도 나타나는 수소 균열

고베제강 자료에 따르면 저온 균열은 응고가 끝난 뒤 200°C 아래에서 생기며, 몇 시간이나 며칠 뒤 나타나기도 해 지연 균열이라고도 부릅니다. 원인은 용접부의 낮은 연성, 잔류응력, 확산성 수소가 겹치는 데 있고, 확산성 수소의 주된 공급원은 용접재료와 대기의 수분입니다.

Lincoln Electric은 흡습한 저수소계 봉이 수소 유기 균열을 일으킬 수 있고, 특히 항복강도 550 MPa(80,000 psi) 이상 강재에서 그렇다고 적습니다. 앞의 1984년 연구에서도 저수소계 봉의 함수량이 0.1~4.2% 구간에서 늘자 용접금속 인장강도가 63.0 kg/mm²에서 53.8 kg/mm²로 낮아졌습니다.

균열은 구조물 건전성과 직결됩니다. 흡습이 의심되는 봉으로 만든 용접부의 검사 범위와 보수 여부는 품질·안전 책임자와 해당 시공 기준으로 판단해야 합니다.

저수소계가 아닌 봉에서 보이는 흡습 신호

Lincoln Electric은 일반 봉도 개봉 후 습한 공기에 오래 두면 작업성이나 용접 품질이 달라질 만큼 수분을 머금을 수 있다고 봅니다. 봉 계열마다 드러나는 신호를 따로 적었습니다.

표 2. 일반 봉 계열별 과도한 수분 신호

계열(Lincoln 분류)	형번 예	흡습 신호
Fast Freeze	E6010, E6011	시끄러운 아크와 많은 스패터, 홀더 쪽 심선의 녹, 용접 중 피복제 물집
Fast Fill	E7024, E6027	시끄럽거나 파고드는 아크, 많은 스패터, 잘 떨어지지 않는 슬래그, 언더컷
Fill Freeze	E6012, E6013, E7014, E6022	시끄럽거나 파고드는 아크, 많은 스패터, 잘 떨어지지 않는 슬래그, 언더컷

* 계열 이름은 Lincoln Electric의 제품군 분류이며, 형번은 같은 자료에 실린 예입니다.

자료: Lincoln Electric 「Storing and Redrying Electrodes」

반대로 Hobart는 E6010·E6011·E6012·E6013을 습도 50% 미만에 두는 것도 피하라고 적습니다. ESAB 역시 셀룰로오스계는 피복제 수분이 너무 적으면 아크 힘이 부족해진다고 설명하므로, 봉 계열마다 맞는 보관 습도가 다릅니다.

흡습 저항형 R 표기가 보여 주는 것

AWS 형번 끝의 R은 통제된 가습 시험에서 낮은 흡습 한도를 만족했다는 표시입니다. Lincoln Electric의 E7018 H4R 제품 자료에는 피복제 수분 요구치가 공급 상태 0.3% 이하, 80°F(약 27°C)·상대습도 80%에 9시간 둔 뒤 0.4% 이하로 적혀 있습니다.

Lincoln Electric은 일반 EXX18 봉은 한 근무조에 두 번 나눠 지급하고, 흡습 저항형은 최대 9시간까지 노출할 수 있다고 안내합니다. 다만 R 표기 봉도 적절히 보관해야 하며, 적용 규정이 이와 다른 노출 한도를 정할 수 있다고 덧붙입니다.