현업자가 알려주는 하드페이싱 (Hardfacing)이란?

현대 산업 현장에서 기계는 단순한 도구를 넘어 기업의 심장부 역할을 합니다.

 

하지만, 기계 부품은 매일같이 마모와 부식에 노출되고 있죠. 그리고 이는 곧 고가의 부품 교체나 잦은 정비로 이어지곤 합니다.

 

이럴 때 필요한 것이 바로 '하드페이싱(Hardfacing)'입니다.

 

하드페이싱이란?

기계 설비 부품에 내구성 있는 합금층을 덧씌워 표면을 강화하는 공정입니다.

 

일반적으로 용사 방식과 용접 방식을 나뉘며,

 

용접봉(용가재)을 녹여 모재의 표면에 하드페이싱 하는 모습.

이번 글에서는 '용접' 방식의 하드페이싱에 초점을 맞추어 설명드리겠습니다.

 

 

하드페이싱하는 이유?

임펠러, 스크류, 믹서, 롤 등 마모·충격·부식이 반복되는 부품은 일반적인 유지보수만으론 효율적인 관리가 어렵습니다.

 

표면에 국부적인 마모나 부식이 발생했을 때, 부품을 통째로 교체하는 것은 비용 부담이 큽니다, 가동 중단 시간(다운타임) 또한 무시할 수 없죠. 때론 위험하기도 합니다.

 

하드페이싱 용접은 상기의 문제들을 해결할 수 있는 효과적인 방법입니다. 

 

• 비용 절감 : 모재(기본 소재) 전부를 하독스, 하스텔로이, 인코넬 같은 값비싼 특수 소재로 제작할 필요가 없습니다. 상대적으로 저렴한 재료로 부품을 만들고 특정 부위만 강화하여 제작 비용을 줄일 수 있습니다.
• 생산성 향상 : 기계 설비는 원래의 가공 치수를 유지할 때 가장 높은 생산성을 보입니다. 표면을 강화(하드페이싱)하면 이 유효치수의 수명을 최대로 유지시킴으로써 생산품의 품질도 높이고, 보수 주기 또한 줄일 수 있습니다.

 

일반 용접과 하드페이싱 용접의 차이점

두 개 이상의 금속을 붙이는 것이 목적인 '일반적 용접'과는 달리,

'하드페이싱 용접'은 기계 부품의 표면에만 합금층을 입혀 더 오래 쓸 수 있게 하는 것에 중점을 둡니다.

 

일반 용접과의 차이점은 아래 표를 통해 확인하실 수 있습니다.

 

구분	일반용접	하드페이싱용접
목적	부품 접합, 보수	표면 강화(내마모·내부식 등)
사용 재료	일반 용접봉	내마모·내식성 합금봉(초경, 스텔라이트 등)
육성 두께	얇은 접합층	1mm 이상
활용 분야	구조물, 배관 등	임펠러, 스크류, 믹서, 롤 등

 

 

사용 재료

하드페이싱에 주로 쓰이는 재료는 초경 용접봉과 스텔라이트 용접봉입니다. 이들은 '강화된 표면(Hard Surfacing, Hardfacing)'이라는 목적에 부합하는 특성을 가지고 있죠.

 

이해를 돕기 위해 제작된 시편 사진입니다.

• 초경 용접봉 : 최상급의 내마모성, 내열성을 지닌 텅스텐카바이드계 합금봉입니다. 육성 두께 조절이 용이하며, 흘러내림 없이 5mm 이상 두께로도 육성할 수 있어 하드페이싱 목적에 적합합니다.
• 스텔라이트 용접봉 : 내마모성과 내식성이 우수한 코발트계 합금봉입니다. 스텔라이트 1, 스텔라이트 6, 스텔라이트 20, 스텔라이트 21 등 여러 종류가 있습니다. 그중 저희는 스텔라이트 1번 용접봉을 주로 씁니다. 스텔라이트 6번 또한 성능 대비 비교적 저렴하고, 용접성 및 가공성이 양호하여 종종 사용합니다.

초경에 대해 더 알고싶으시다면, 텅스텐·텅스텐카바이드·초경합금을 다룬 아래의 글을 참고해보시길 바랍니다.

 

텅스텐 vs 텅스텐 카바이드 vs 초경합금 차이점

 

 

용사 방식의 하드페이싱

지금까지 산업 현장의 비밀 병기라 할 수 있는 하드페이싱 용접에 대해 다뤄봤습니다.

 

서두에 언급했듯이 하드페이싱에는 용사 방식도 있습니다.

 

용사 방식의 하드페이싱(=용사 코팅)에 대한 자세한 내용은 아래의 글을 확인해보시길 바라며,

이상으로 글을 마치겠습니다.

 

용사 코팅 원리 및 종류 모음.zip