각장과 각목은 필릿용접(Fillet Weld)에서 가장 핵심적인 치수 개념입니다. 이 두 용어는 단순히 용접 비드의 외형을 설명하는 것이 아니라, 구조물의 하중 전달 능력과 직결되는 중요한 기술 기준입니다. 미국용접학회(AWS) D1.1 기준에서도 이 두 요소는 필수 치수로 명시되며, 구조물의 설계, 시공, 검사 전반에 걸쳐 영향을 미칩니다. 특히 철골 구조물, 기계 프레임, 플랜트 배관 등 다양한 분야에서 각장과 각목의 정확한 개념 이해는 용접 품질과 구조 안정성을 동시에 확보하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 본 글에서는 각장과 각목의 정의, 계산 방법, 구조적 의미, 실무 적용 시 주의사항 등을 심층적으로 다루어 실무자와 설계자 모두에게 실질적인 가이드를 제공합니다.
각장(Leg Length)의 정의와 실무 적용
각장(Leg Length)은 필릿용접 단면의 삼각형에서 모재와 접하는 두 날개 부분의 길이를 의미합니다. 일반적으로 두 금속재가 직각으로 교차하는 T-접합이나 코너 접합에서 필릿용접이 시행되며, 이 때 형성되는 삼각형의 두 직각 변이 각장입니다. 설계 도면에서 보통 “6mm 필릿”, “8mm 필릿”이라고 표시된 숫자가 바로 각장의 크기를 의미합니다. 측정은 모재 표면 기준으로 수직, 수평 방향의 길이를 게이지로 측정하며, 두 면이 동일한 경우 등각 필릿(Equal Leg Fillet), 다를 경우 부등각 필릿(Unequal Leg Fillet)이라 합니다. 실무에서는 등각이 가장 흔하게 사용됩니다. 각장의 크기는 곧 용접 비드의 외형 크기를 의미하므로 시공자는 각장의 기준 이상으로 비드를 쌓아야 하며, 부족한 경우 미달로 판정되어 보수 또는 재용접이 필요합니다. 과도한 각장은 재료 낭비, 용접변형, 열영향부 확대 등의 부작용을 초래할 수 있어 정확한 용접 기준을 준수해야 합니다. 특히 각장 규격이 클수록 냉각 시간과 잔류응력도 커지기 때문에, 단순히 크게 쌓는 것이 아니라 적절한 치수 내에서 최적화된 비드 형성을 목표로 해야 합니다. 각장은 육안검사(VT)와 치수검사(MT) 등에서 비드 외형 검사 기준으로 자주 활용되며, 작업자의 정밀도와 품질관리를 평가하는 핵심 요소이기도 합니다.
각목(Throat Thickness)의 구조적 의미와 계산 방법
각목(Throat Thickness)은 필릿용접에서 하중을 실제로 전달하는 유효 단면의 두께를 의미합니다. 삼각형 용접 단면에서 두 각장의 끝을 연결하는 가상의 빗변에 대해, 그 빗변에 수직으로 내린 선의 길이가 바로 각목입니다. 이는 단순히 외형 치수인 각장과는 달리, 용접의 구조 강도를 결정짓는 핵심 수치입니다. 일반적으로 등각 필릿용접에서 각목은 다음과 같이 계산됩니다: Throat = Leg × 0.707. 이 0.707은 직각삼각형에서 빗변과 높이 사이의 비율(√2/2)로부터 도출된 값입니다. 예를 들어, 8mm 등각 필릿의 경우 각목은 약 5.66mm입니다. 이 값이 실제로 하중이 전달되는 유효 치수이며, 구조계산에서 가장 중요한 기준입니다. 부등각일 경우에는 수학적 계산이 복잡해지므로, CAD 모델링 또는 스캐닝을 활용한 실측 평가가 병행되기도 합니다. 구조물 설계 시, 각목 기준이 하중 해석에 적용되며, 시공자는 이 기준 이상으로 충분한 융합을 확보해야 합니다. 그러나 단순히 각목 두께만 확보한다고 해서 구조적으로 안전한 것은 아니며, 용입 깊이, 용접 결함, 언더컷, 크랙 등의 결함이 발생하면 실제 구조 성능은 급격히 저하됩니다. 따라서 각목은 단면상 두께뿐 아니라 용접부 전반의 건전성까지 포함하는 평가 기준으로 보아야 합니다. 검사 시에는 목두께 게이지(Throat Gauge)를 사용하며, 비파괴시험(NDT)을 병행하여 내부 결함 여부도 확인합니다. 이처럼 각목은 단순한 숫자가 아닌, 구조 안전성과 직결된 실질적 성능 지표로서 중요합니다.
각장과 각목의 차이점과 적용 전략
각장과 각목은 모두 필릿용접의 품질과 성능을 평가하는 기준이지만, 그 용도와 의미에는 분명한 차이가 있습니다. 각장은 용접 외형을 정의하는 시각적이고 시공 중심의 기준입니다. 즉, 작업자가 비드를 쌓는 높이와 폭을 판단하는 기준선이며, 육안 검사에서도 주로 각장을 기준으로 한치수 이상인지 여부를 판단합니다. 반면 각목은 구조 설계와 하중 전달 측면에서의 기준으로, 구조계산과 실제 강도 해석에서 핵심 역할을 합니다. 쉽게 말해 각장은 ‘보이는 치수’, 각목은 ‘작용하는 치수’라고 정리할 수 있습니다. 이러한 차이 때문에 설계도면에는 보통 각장 크기로 표기되어 있고, 해석자는 이를 기반으로 각목을 계산해 강도 확보 여부를 판단합니다. 하지만 실무에서는 둘을 별개로 보지 않고, 상호 보완적인 기준으로 이해해야 합니다. 예를 들어 6mm 필릿이 지정된 경우, 시공자는 각장을 6mm 이상 확보해야 하며, 동시에 용접 깊이를 조절해 4.24mm 이상의 각목 두께를 실질적으로 확보해야 구조적 안전성을 충족할 수 있습니다. 과도한 각장은 불필요한 용접열 투입으로 인해 왜곡, 변형, 응력 집중을 유발할 수 있으므로, 구조적 필요 이상으로 비드를 키우는 것은 바람직하지 않습니다. 특히 초보 용접자들이 흔히 범하는 실수 중 하나가 ‘비드를 크게 쌓으면 좋다’는 착각인데, 이는 과용접(overwelding)을 유발하여 오히려 구조에 해롭습니다. 따라서 각장과 각목은 항상 구조 요구조건에 따라 균형 있게 적용되어야 하며, 도면 해석 능력과 용접 실행 능력이 모두 요구되는 고급 기술요소입니다.
각장과 각목은 필릿용접에서 단순한 측정값이 아닌, 설계, 시공, 검사 전 단계에서 중요한 구조적 기준입니다. 각각의 정의를 명확히 이해하고 실제 적용 시 주의사항을 숙지해야 고품질의 용접과 구조 안전을 동시에 확보할 수 있습니다. 특히 구조물에 직접 하중이 작용하는 부위일수록 각목 기준을 우선 고려하고, 외형 치수인 각장도 이에 부합하도록 시공해야 합니다. 이 두 기준을 정확히 다루는 것이야말로 숙련 용접자와 설계 기술자의 핵심 역량이라 할 수 있습니다.