후판과 박판, 용접법이 어떻게 달라지는가?

같은 강재라도 판 두께가 다르면 용접 접근법 자체가 완전히 달라집니다.
얇은 판을 다룰 때 신경 쓰는 것과 두꺼운 판을 다룰 때 신경 쓰는 것이 서로 정반대인 경우도 많습니다. 후판과 박판을 가르는 기준부터, 각각의 용접에서 무엇이 왜 달라지는지 작성하였습니다.

후판과 박판을 가르는 기준

두께 구분은 업계와 용도에 따라 조금씩 다르게 쓰입니다. 일반적인 강판 분류에서는 3mm 미만을 박판(박강판), 3~6mm를 중판, 6mm 이상을 후판으로 구분합니다.

반면 구조용 강재 쪽에서는 8mm를 기준으로 그 이하를 박판, 초과를 후판으로 보고, 50mm를 넘어가면 극후판으로 별도 분류하는 경우도 있습니다.

정확한 기준은 적용하는 규격이나 산업 분야에 따라 확인이 필요하지만, 어느 쪽이든 두께가 커질수록 용접에서 고려해야 할 변수가 늘어난다는 방향성은 같습니다.

박판 용접에서 가장 큰 적 – 용락과 변형

용락(Burn-through) 위험

박판은 열용량이 작기 때문에 조금만 입열이 과도해도 모재를 뚫고 지나가는 용락이 발생하기 쉽습니다. 특히 8mm 이하의 얇은 판으로 구조물을 조립할 때는 용접 조건을 조금만 잘못 잡아도, 혹은 판재 모서리 가공 정밀도가 조금만 떨어져도 과입열로 인한 용락 가능성이 크게 높아진다고 알려져 있습니다.

각변형·수축변형 관리

박판은 용접열에 의한 영구변형에도 취약합니다. 각변형, 종·횡 수축변형 같은 문제가 후판보다 훨씬 두드러지게 나타나기 쉬워서, 전용 지그로 소재를 고정하거나 열변형을 미리 감안해 가공 치수를 설정하는 등의 대응이 필요합니다. 완성된 박판의 치수를 측정할 때도 열팽창·수축의 영향을 함께 고려해야 합니다.

박판에 맞는 이음·개선 설계

박판은 판 두께 자체가 얇기 때문에 후판처럼 복잡한 개선(그루브) 가공이 필요 없는 경우가 많습니다.

별도의 베벨 가공 없이 맞대는 스퀘어 이음(I형 개선)만으로도 충분한 용입을 얻을 수 있는 경우가 흔하고, 오히려 이음 설계보다는 용접 조건(전류·전압·속도)의 정밀한 제어와 지그를 통한 고정이 품질을 좌우하는 핵심 변수가 됩니다.

후판 용접에서 가장 큰 과제 – 다층용접과 인성 확보

개선 형상과 다층용접

후판은 한 번에 다 채울 수 없는 두께이기 때문에 V형, X형 같은 개선을 가공하고 여러 층에 걸쳐 용착금속을 쌓아 올리는 다층용접이 기본이 됩니다. 층마다 용입과 융합 상태를 확인하며 진행해야 하고, 극후판으로 갈수록 좁은 개선(Narrow Gap) 안에서 측벽 융합까지 확보해야 하는 난이도 높은 작업이 됩니다.

고입열 용접의 딜레마 – 생산성 vs 인성

두꺼운 판을 다층용접으로 채우려면 시간이 많이 걸리기 때문에, 서브머지드아크용접(SAW)이나 일렉트로가스아크용접(EGW) 같은 고입열·편면 1패스 용접법으로 생산성을 높이려는 시도가 이어져 왔습니다.

다만 판 두께가 일정 수준을 넘어서면 이런 고입열 공법만으로는 이음부 인성을 확보하기 어려워지는 한계가 있어, 이런 경우 전통적으로는 CO2 다층용접 방식이 대안으로 활용되어 왔습니다.
최근에는 입열량을 낮추면서도 생산성을 유지하려는 하이브리드 용접 같은 새로운 접근법도 함께 연구되고 있습니다.

예열과 후열처리, 후판에서 훨씬 중요해지는 이유

두꺼운 판은 구속력이 크고 용접부 냉각속도가 빨라 저온균열(수소균열) 위험이 상대적으로 높습니다. 그래서 후판 용접에서는 예열과 층간온도 관리, 필요하다면 용접 후 열처리(PWHT)까지 하나의 세트로 계획하는 것이 일반적입니다.
반면 박판은 애초에 구속력과 열입력 자체가 작아서, 예열보다는 오히려 과입열을 막는 방향으로 관리 포인트가 옮겨간다고 볼 수 있습니다.

정리하면~

박판 용접은 용락과 변형 관리가 핵심이고, 이음 설계는 비교적 단순한 스퀘어 개선으로도 충분한 경우가 많습니다.

반대로 후판 용접은 다층용접을 통한 인성 확보와 예열·후열처리 관리가 핵심 과제가 되며, 두께가 커질수록 고입열 공법의 생산성과 인성 사이에서 균형을 잡는 것이 중요한 변수가 됩니다.

결국 판 두께에 따라 용접에서 우선적으로 관리해야 할 변수 자체가 달라진다고 이해하면 됩니다.

질문 과 답변 (Q&A)

Q1. 박판과 후판을 나누는 절대적인 기준이 있나요? 아닙니다. 일반 강판 분류(3mm·6mm 기준)와 구조용 강재 분류(8mm·50mm 기준)가 다르게 쓰이므로, 적용하는 규격을 먼저 확인하는 것이 안전합니다.

Q2. 후판도 개선 가공 없이 용접할 수 있나요? 두께가 어느 정도 이상이 되면 완전용입을 확보하기 위해 개선 가공이 사실상 필수가 됩니다. 개선 없이 용접하면 루트부 용입 부족 문제가 생기기 쉽습니다.

Q3. 박판 용접에서 용락을 막는 현실적인 방법은 무엇인가요? 전류를 낮추고 이동속도를 조절하는 것 외에도, 백킹재나 지그를 활용해 열이 과도하게 집중되지 않도록 관리하는 방법이 함께 쓰입니다.

Q4. 후판 용접 후 열처리는 항상 필요한가요? 재질, 두께, 사용 환경에 따라 다릅니다. 저온균열 위험이 큰 재질이나 구속도가 높은 구조물이라면 후열처리가 요구되는 경우가 많습니다.

Q5. 고입열 용접법은 후판에서 아예 쓸 수 없나요? 쓸 수는 있지만, 두께가 커질수록 이음부 인성 확보가 어려워지는 한계가 있어 재질·두께에 맞는 용접법 선정이 중요합니다.

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