용접부 희석률 완벽 정리 (계산식·Weld Metal·HAZ 차이까지 한방 정리)

용접부 희석률 계산식과 의미 총정리 (Weld Metal·Fusion Line·HAZ 구분)

용접부 희석률(Dilution)이란 무엇일까요? 전체 용접금속 중 모재가 녹아 섞인 비율과 계산식 (a+c)/(a+b+c) × 100을 알아보고, Weld Metal·Fusion Line·HAZ의 차이와 희석률이 용접 품질에 미치는 영향을 쉽게 정리합니다.

목차

• 희석률이란 무엇인가?
• 용접부 각 영역의 의미
• 희석률 계산식
• 모재와 필러메탈 비율
• HAZ와 희석률의 관계
• TEST 포인트 및 현장 관리 포인트

용접에서 희석률(Dilution rate)은 단순히 계산식만 이해하는 것보다, Weld Metal, Fusion Line, HAZ, Base Metal의 구분까지 함께 이해하는 것이 중요합니다. 특히 HAZ를 희석률 계산에 포함하는지 여부는 많이 헷갈리는 부분이기 때문에 정확하게 짚고 넘어가야 합니다. 이번 글에서는 용접부 희석률의 계산식과 의미를 현장에서 바로 이해할 수 있도록 쉽게 정리해 보겠습니다.

희석률이란 무엇인가?

희석률이란 용접금속 중에서 모재가 용융되어 혼입된 비율을 말합니다.

다시 말해, 용접 후 형성된 Weld Metal 안에 모재 성분이 얼마나 들어갔는가를 나타내는 값입니다.

희석률이 높으면 모재의 영향이 커지고, 희석률이 낮으면 필러메탈의 영향이 더 커집니다.

희석률의 의미 및 영향

희석률은 용접금속의 성질을 결정하는 핵심 요소이며, 화학성분, 기계적 성질, 용접품질에 직접적인 영향을 준다.

✔ (1) 화학성분 변화

• 모재 성분 증가
• 합금 희석 발생
• 스테인리스 → Cr 감소 → 내식성 저하

✔ (2) 기계적 성질 변화

• 경도 증가
• 인성 저하
• 취성 증가

👉 고희석률 → 균열 위험 증가

✔ (3) 용접품질 영향

• 클래딩 : 희석률 낮게 유지 필요
• 내마모 용접 : 희석률 낮아야 성능 유지
• 이종금속 : 희석률 관리 필수

✔ (4) 희석률 영향 인자

• 입열량 ↑ → 희석률 증가
• 용입깊이 ↑ → 희석률 증가
• 전류 ↑ → 희석률 증가
• 용접속도 ↑ → 희석률 감소 경향

용접부 각 영역의 의미

구분	의미	희석률 계산 포함 여부
Weld Metal	용가재와 모재 일부가 녹아 응고된 용접금속 영역	포함
Fusion Line	모재가 실제로 녹은 한계 경계선	기준선
HAZ	용융되지 않고 열만 받아 조직이 변한 영역	제외
Base Metal	열영향이 거의 없는 원래의 모재 영역	제외

즉, 희석률은 Weld Metal 내부에서 모재가 차지하는 비율이지, HAZ의 크기나 Base Metal의 넓이를 따지는 개념이 아닙니다.

희석률 계산식

그림에 나타낸 용접부의 희석률(%)의 계산식과 희석률의 의미를 설명하시오.

그림 기준으로 보통 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

a, c = 모재 용융부 면적
b = 용접금속 영역

희석률 계산식
Dilution(%) = (a + c) / (a + b + c) × 100

여기서 분자 (a+c)는 모재가 녹아 들어간 양이고, 분모 (a+b+c)는 전체 용접금속 단면적입니다. 즉, 전체 용접금속 중에서 모재 기여분이 얼마인가를 나타내는 식입니다.

항목	의미
a + c	모재가 용융되어 용접금속에 포함된 면적
a + b + c	전체 용접금속 단면적
Dilution(%)	전체 용접금속 중 모재가 차지하는 비율

모재와 필러메탈 비율

희석률을 알면 용접금속 내에서 모재와 필러메탈의 비율도 함께 해석할 수 있습니다.

모재 비율(%)
(a + c) / (a + b + c) × 100

필러메탈 비율(%)
b / (a + b + c) × 100

예를 들어 희석률이 30%라면, 용접금속은 대략 모재 30%, 필러메탈 70%의 영향을 받는다고 해석할 수 있습니다. 다만 이것은 계산 결과에 따른 값이지, 처음부터 무조건 70 : 30으로 정해져 있는 것은 아닙니다.

⚠️ 주의
현장이나 교육자료에서 “용접금속 70%, 퓨전라인 30%”처럼 단순화해서 설명하는 경우가 있지만, 기술사 답안에서는 고정 비율로 쓰기보다 계산식으로 표현하는 것이 정확합니다.

HAZ와 희석률의 관계

HAZ는 열영향부(Heat Affected Zone)로, 용융되지 않고 열만 받아 조직이 변화한 영역입니다.

따라서 HAZ는 희석률 계산에 포함되지 않습니다.

희석은 금속이 녹아 서로 섞이는 개념이고, HAZ는 녹지 않고 조직만 바뀌는 영역이므로 두 개념은 명확히 구분해서 써야 합니다.

구분	Weld Metal	HAZ
용융 여부	용융됨	용융 안 됨
혼합 여부	모재+필러 혼합	혼합 없음
희석률 적용	적용	적용 안 함
주요 변화	성분 변화	조직 변화

TEST 포인트 및 현장 관리 포인트

📝 Test 포인트

• 희석률은 Weld Metal 개념이며 HAZ 개념이 아니다.
• 희석률 계산식은 (a+c)/(a+b+c) × 100 으로 정리하면 안전하다.
• HAZ는 용융되지 않으므로 희석률 계산에서 제외한다.
• 희석률이 높을수록 모재 성분 영향이 커진다.
• 이종금속, 클래딩, 내마모육성 용접에서는 희석률 관리가 매우 중요하다.

현장에서는 전류, 전압, 용접속도, 입열량, 용입깊이에 따라 희석률이 달라집니다. 일반적으로 용입이 깊어질수록 모재가 더 많이 녹으므로 희석률은 증가합니다. 반대로 클래딩이나 오버레이 용접에서는 성능 확보를 위해 희석률을 낮게 관리해야 합니다.

핵심 정리

희석률은 용접금속 중에서 모재가 차지하는 비율이다.
계산식은 (a+c)/(a+b+c) × 100 이다.
HAZ는 용융되지 않은 조직변화 영역이므로 희석률 계산에서 제외된다.
희석률은 용접금속의 화학성분, 경도, 인성, 내식성에 큰 영향을 준다.

🎯 한 줄 정리

희석률은 전체 용접금속 중 모재가 얼마나 섞였는가를 나타내는 값이며, HAZ는 희석률 계산 대상이 아니다.

👉 핵심 개념 키워드

희석률
→ Weld Metal
→ Fusion Line
→ HAZ 제외
→ 모재 용융부
→ 필러메탈 비율
→ 용입깊이
→ 화학성분 변화

2026.03.29 - [용접개론] - 용접 입열량(Heat Input) 계산 공식 쉽게 정리

용접 입열량(Heat Input) 계산 공식 쉽게 정리