SUS316L 용접 시 주의사항

SUS316L

SUS316L은 스테인리스강 중에서도 내식성이 뛰어나고 용접에 강한 재질로, 제약, 식품, 반도체, 화학 플랜트 등 고청정 및 고내식 환경에서 널리 사용됩니다. 하지만 용접 시 주의사항을 지키지 않으면 오히려 부식 발생이나 품질 저하 문제가 생길 수 있습니다. 이번 글에서는 SUS316L의 용접 시 반드시 알아야 할 주의점과 품질 확보를 위한 팁을 정리해드리겠습니다.

1. SUS316L의 특성과 용접성

• 저탄소 스테인리스: 탄소 함량 0.03% 이하로 용접 시 Cr-carbide 석출 억제
• 몰리브덴(Mo) 함유: 일반 SUS304보다 우수한 염소 부식 저항
• 내식성 우수: TIG, MIG, 전기저항 용접 등 다양한 공정에서 양호한 용접성

2. 용접 시 가장 흔한 문제점

✅ 열영향부(Sensitization) 부식

용접 시 열영향부(HAZ)에서 크롬이 탄소와 결합하여 Cr-carbide를 형성하면, 이 부위의 크롬이 고갈되면서 국부적인 부식(Pitting)이 발생할 수 있습니다.

✅ 입계부식(Intergranular Corrosion)

용접 열로 인해 결정립 경계에 탄화물이 생기면 입계부식이 발생하여 구조적 약점이 생깁니다.

✅ 산화층과 청색피막

공기 중 용접 시 표면 산화층이 생기고, 특히 내부에서 산소에 노출되면 청색, 황색, 보라색 피막이 형성되어 부식 촉진 요소가 됩니다.

3. SUS316L 용접 시 주의사항

1️⃣ 적절한 소모재(Filler Metal) 사용

• TIG 용접 시: ER316L
• MIG 용접 시: ER316LSi (더 나은 유동성과 비드 형성)
• 스틱(ARC) 용접 시: E316L-16
• 주의: ER308L 등 SUS304 계열 소모재 사용 금지 (내식성 저하)

2️⃣ 아르곤 가스 보호 필수

• TIG 용접 시 충분한 후면(Back Purge) 보호가 매우 중요
• 스테인리스의 산화 방지를 위해 순도 높은 Ar(99.99%) 사용 권장
• 내부 산화되면 표면에 청색 산화막이 남아 부식 발생

3️⃣ 용접 전·후 세정 철저

• 오일, 먼지, 수분 등 이물질 제거 후 용접
• 용접 후 피클링(Pickling) 및 패시베이션(Passivation) 필수
• 산세 처리를 통해 산화층 제거 → 내식성 회복

4️⃣ 열입력 제어

• 과도한 열은 Grain Growth, 탄화물 석출 초래
• 연속 용접보다는 짧은 구간 반복 용접으로 열 누적 억제
• 두께가 두꺼울 경우 층별 다단 용접(Multi-pass) 적용

4. 후처리(Passivation & Pickling)

스테인리스 용접 후에는 반드시 산세 및 피클링 처리를 통해 표면 산화물을 제거하고, 질산계 패시베이션 처리를 하여 크롬 산화피막을 재형성해야 합니다.

• Pickling: 산화층, 용접 흑피 제거 (혼합산 사용: 질산 + 불산 등)
• Passivation: 부식방지용 Cr 산화피막 형성 (질산 처리)
• ※ 용접 후 24시간 이내 처리 권장

5. SUS316L 용접 시 추천 장비 세팅

• 용접 전류: TIG 기준 50~120A (두께에 따라 조정)
• 아르곤 유량: 전면 8~12 L/min, 후면 Purge 5~10 L/min
• 텅스텐 전극: 2% Thoriated 또는 Lanthanated 추천
• 트래블 속도: 느리게 설정 시 과열 주의

6. 용접 전 체크리스트

• ✔ 용접부 클리닝 완료 여부
• ✔ 소모재 선택 정확성
• ✔ 백퍼지 가스 준비 여부
• ✔ 피클링·패시베이션 계획 수립
• ✔ 두께별 다단 용접 계획 유무

마무리하며

SUS316L은 일반 스테인리스보다 뛰어난 내식성과 고온 안정성을 갖췄지만, 용접 시 적절한 소모재, 보호 가스, 후처리를 적용하지 않으면 되려 열영향부 부식, 산화층 문제로 품질이 크게 저하될 수 있습니다. 특히 제약/식품/클린라인과 같은 환경에서는 백퍼지와 표면처리가 매우 중요하므로, 작업 전에 충분한 준비와 숙련된 기술이 필요합니다.

다음에는 SUS316L과 316Ti의 차이점도 함께 소개해드릴게요.