탄소당량(CE)이란?
탄소당량(흔히 CEV로 표기)은 탄소와 그 밖의 합금 원소가 강재의 경화능과 용접성에 미치는 영향을 하나의 수치로 종합한 값입니다. 망간, 크롬, 니켈 같은 원소도 저마다 경화에 기여하지만 그 정도가 다르기 때문에, 각 원소에 가중치를 두어 "탄소에 상당하는 양"으로 환산합니다. 국제용접학회(IIW)에서 정립한 공식이 가장 널리 쓰이며, 이 영향력을 하나의 백분율 값으로 나타냅니다.
공식
$$\text{CE} = \text{C} + \frac{\text{Mn}}{6} + \frac{\text{Cr} + \text{Mo} + \text{V}}{5} + \frac{\text{Ni} + \text{Cu}}{15}$$ 이며, 각 원소 값은 강재 내 중량 백분율(wt%)입니다. 탄소는 그대로 100% 반영되고, 망간은 6으로 나눕니다. 크롬·몰리브덴·바나듐은 5로, 니켈·구리는 15로 나누어 더합니다.
계산기 사용 방법
강재의 밀 시트(mill certificate)나 성분 분석 결과에 적힌 각 원소의 함량(%)을 입력하세요. 해당 원소가 없으면 그 칸은 0으로 두면 됩니다. 그러면 계산기가 탄소당량과 함께 간단한 용접성 등급을 알려줍니다. 일반적인 기준으로 CE가 0.40 미만인 강재는 예열 없이도 비교적 쉽게 용접할 수 있지만, 0.45를 넘으면 열영향부(HAZ)에서의 수소 균열을 막기 위해 예열과 냉각 속도 관리가 필요한 경우가 많습니다.
계산 예시
\(\text{C} = 0.18\%\), \(\text{Mn} = 1.2\%\), \(\text{Cr} = 0.2\%\), \(\text{Mo} = 0.05\%\), \(\text{V} = 0\%\), \(\text{Ni} = 0.1\%\), \(\text{Cu} = 0.15\%\)인 강재의 경우: $$\text{CE} = 0.18 + \frac{1.2}{6} + \frac{0.2+0.05+0}{5} + \frac{0.1+0.15}{15} = 0.18 + 0.20 + 0.05 + 0.016667 = \mathbf{0.4467}$$ 이 값은 "예열이 대체로 필요한" 구간에 해당합니다.
자주 묻는 질문
CE가 어느 정도면 용접 가능한가요? 일반적으로 CEV가 약 0.40~0.45 이하이면 표준 공정으로 용접할 수 있고, 그보다 높으면 예열과 세심한 관리가 필요합니다.
어떤 공식을 사용하나요? EN 10025 같은 규격에서 가장 많이 인용되는 IIW(국제용접학회) 탄소당량 공식을 사용합니다.
백분율을 넣나요, 소수 비율을 넣나요? 밀 시험 성적서에 표기된 그대로 중량 백분율을 직접 입력하면 됩니다(예: 탄소 0.18%는 0.18로 입력).
