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특수용접(아크용접, 가스텅스텐아크용접, CO2용접)에 대하여 | 대구직업전문학교
  • 오늘은 특수용접에 대해 알아보겠습니다~
  • 특수용접의 종류는 아크용접, 가스텅스텐아크용접, CO2용접 등이 있습니다.

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특수 아크 용접의 종류 및 특징

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각 용접법의 종류와 특징 [가스용접, 아크용접, 특수용접, 전자빔용접]

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용접실험-특수용접의 종류와 특징 레포트

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특수 아크 용접의 종류 및 특징

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▣특수 아크 용접의 종류 및 특징

특수 아크 용접의 종류

▶불활성 아크 용접

-아르곤, 헬륨 등 고온에서도 활성이 없는 가스를 용접부위에 분사하면서

용접하는 방법을 말한다.

-용제를 사용 않고 용접봉에 피복을 입히지 않고 하는 용접이다.

-불활성 아크 용접에는 TiG용접과 MiG 용접 등이 있다.

▲TIG 용접 이란?

-텡스텐 전극을 쓰고 와이어상태의 용접봉을 별도로 사용하지 않는 용접이다.

▲MIG 용접 이란?

-와이어 상태의 용접봉을 전극으로 쓰는 용접이다.

-MIG 용접의 용도는 알루미늄과 그 합금 용접, 특수강 용접, 구리 및 합금에

사용되는 용접이다.

▶서브머지드 아크 용접

-잠호 용접, 유니언 멜트라고 불리는 용접이다.

-용접할 부분에 입자 형태의 용재로 덮어서 그 속에서 아크를 발생시키는 용접이다.

-후판 용접에 많이 사용되는 용접이다.

▶이산화 탄소 아크 용접

-MIG 용접에서 불활성 가스로 이산화탄소를 사용하는 용접이다.

▲이산화 탄소의 장점

-산화나 질화가 없어 우수한 용착 금속을 얻을 수 있다.

-수소 함량이 적어 수소로 인한 결함이 거의 없다.

-용입이 양호하다.

▶플라스마 제트 용접

-양이온과 음이온으로 분리되어 도전성을 띈 기체가 사용되는 용접이다.

-1만~3만℃ 정도의 플라스마를 분출시켜 용접 및 절단하는 작업에 사용된다.

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LIST

각 용접법의 종류와 특징 [가스용접, 아크용접, 특수용접, 전자빔용접]

◆ 가스 용접 장치

(1) 아세틸렌 가스

아세틸렌 가스는 발생기에서 만들어지고 발생할 때 생긴 불순물을 청정기에서 깨끗이 하고 산소는 산소병에 든 것을 감압 밸브를 통하여 토오치 내부에서 두 가지 가스를 혼합한다. 가스 용접에는 적당한 여러 가지 장치가 필요하다.

그림 6. 산소-아세틸렌 용접 장치의 개략도 아세틸렌은 칼슘카바이드에 물을 작용시키면 쉽게 발생한다. 이때 화학 반응식은 CaC 2 + 2H 2 O –> C 2 H 2 +Ca(OH) 2 + 31.872kcal 아세틸렌 외에 수산화칼슘이 발생하여 남게된다. 아세틸렌은 매우 불안정한 탄소와 수소와의 화합물이므로 열을 가하거나 압축하여 압력을 올리든지 하면 곧 분해하여 열을 내며 폭발한다. 그러므로 그늘진 곳에 안전하게 보관하여야 한다. 이것은 아세틸렌에 불순물이 많이 섞여 있기 때문이며 구리 및 황동 등의 기구와 접촉하면 폭발성인 화합물 즉 아세틸라이드가 생기는데 기인되므로 특히 주의하여야 한다.

(2) 아세틸렌가스발생장치

이동식과 고정식이 있다. 이동식은 카바이드 용량 10kg 이하의 적은 것이 사용되고 발생량은 최대 6000 l/h 정도로서 저압식으로 사용된다. 고정식 가스 발생기는 다량의 가스가 필요할 때에 사용하며 압력에 의하여 분류하면 된다.

(1) 저압식 발생기 (수주 100-250mm)

(2) 중압식 발생기 (수주 300-2000mm)

(3) 고압식 발생기 (수주 2000-15000mm)

가스 발생장치의 구조에는 투입식 , 주수식 및 침지식 등이 있다 투입식 아세틸렌 발생기는 물속에 카바이드를 투입하는 방법으로 발생된 아세틸렌은 물속에 용해되므로 다소 손실을 보며 슬랙의 제거가 곤란하다. 그러나 물 속을 통과한 청정 작용으로 인하여 아세틸렌의 순도가 좋아진다. 또한 반응열에 의한 온도 상승이 일어나지 않는다. 다량의 가스를 사용하는 공장에서는 이 방식의 발생기가 이용된다. 주수식 아세틸렌 발생기는 카바이드 속에 물을 주입하는 방법으로 온도 상승이 일어나기 쉽고 불순물도 많이 포함되어 있다. 그러나 급수의 자동 조절이 용이하고 슬랙의 제거도 간단하므로 적은 용량의 가스를 사용하는 것에 널리 이용된다. 침지식 아세틸렌 발생기는 투입식과 , 주입식의 중간형에 속한 것으로 소형에 많이 쓰이며 과잉 발생을 일으키기 쉬운 단점이 있다. 그러나 이것은 구조가 간단하고 가스 사용량에 따라 발생량을 자동적으로 조절할 수 있는 장점이 있다. 반응열에 의한 온도 상승이 있는 것은 위험하다.

우리 나라에서 이동식으로 널리 사용하는 것의 대부분은 침지식으로서 이동식을 겸하고 있다. 침지식은 장치가 간단하고 소형이며 가볍고 편리한 가스 발생법이다. 그러나 열의 상승이 많고 또한 가스가 순수하지 못한 단점이 있다. (3) 아세틸렌 청정기 및 안전 장치

가스청정기 : 아세틸렌 발생기에서 발생한 C 2 H 2 가스는 인화수소 , 활화수소 , 암모니아 , 일산화탄소 등 해로운 불순물이 혼합되어 용접부에 나쁜 영향을 주기 때문에 이것들을 제거하기 위하여 청정기를 사용한다. 제거에는 수세 여과 화학처리에 의한 아세틸렌 청정법 등이 있으며 보통 화학적 청정법이 사용된다. 구멍이 많이 뚫린 판 위에 청정제를 적당한 높이로 놓고 아래서부터 가스를 통과시켜 청정하는 장치가 쓰인다.

아세틸렌 청정기 및 안전기 : 아세틸렌 발생기에서 발생한 가스 속에는 용접부에 나쁜 영향을 주고 또한 아세틸렌 폭발을 일으키는 불순물이 있기 때문에 이것을 제거하여야 한다. 제거에는 아세틸렌 청정기를 사용한다. 용접 작업 중 역화를 일으키든가 저압식 토오치가 막혀 산소가 아세틸렌 쪽으로 역류하는 경우가 있다. 이 때 역류작용이 발생기까지 미치면 폭발할 위험성이 있으므로 토오치와 발생기의 중간 위치에 안전밸브를 설치하여 이 위험을 방지하고 있다. 일반적으로 수압식 안전 밸브 등이 쓰인다.

용해 아세틸렌 및 아세틸렌 실린더 : 아세틸렌은 아세톤에 잘 용해되는 성질이 있으므로 고압 용기 안에 석면 , 목탄 또는 규조토 등의 다공질 물질을 고르게 넣어 일정한 양의 아세톤을 흡수시키고 15㎏/㎠ 까지 충전시킨 것을 용해 아세틸렌이라 한다. 용해 아세틸렌은 그 취급이 매우 간단하고 아세틸렌과 산소의 혼합비 조절이 용이하고 경제적이므로 널리 쓰인다. 용해 아세틸렌의 장점을 들어보면

(1) 운반이 용이하고 발생기 부속 장치가 필요하지 않다.

(2) 고압 토오치를 사용할 수 있다.

(3) 순도가 높고 좋은 용접을 할 수 있다.

(4) 아세틸렌의 손실이 대단히 적다.

(5) 폭발의 위험성이 없다. (4) 아세틸렌 중의 불순물의 영향

가스 절단법에서는 산소의 순도가 중요하지만 용접작업의 경우에는 아세틸렌의 순도가 중요하다. 산소가 불순하면 주로 불꽃 온도에 영향을 주지만 아세틸렌이 불순하면 용착 금속을 해치고 또한 폭발의 위험성까지 가져온다. 황화수소는 강의 용접부를 취성이 생기게 하며 강도를 저하시키고 토오치 , 도관 , 플렌지 , 파이프 등을 부식시킨다. 인화수소는 용접부를 취성을 가지게 하고 다공질로 하며 내식성이 약한 용접부를 만든다. 규화수소는 팁을 소모시키며 또한 팁에 부착하여 역화의 원인이 되며 인화수소도 0.2% 이상 혼입하면 폭발될 위험성이 있다. 암모니아의 존재로 아세틸렌은 구리 , 은 , 수은과 화합하여 폭발성의 화합물을 만든다. 또한 수증기 메탄 수소 질소 등은 불꽃의 온도를 저하시킨다. 위와 같은 불순물 중 황화수소 , 인화수소 , 암모니아 등은 다른 것에 비하여 함유량이 많고 더욱 해롭다. 그러므로 물에 용해하기 쉬운 황화수소 , 암모니아는 충분히 물 속을 통과시켜 함유량을 줄인 후 제거하기 어려운 인화수소를 포함한 가스는 아세틸렌 청정기를 통하여 제거한다. (5) 산소

산소는 공기 또는 물에서 제조되고 있다. 산소 자체는 연소하는 성질을 가지고 있지 않으나 아세틸렌에 혼합하면 아세틸렌과 화합하여 연소하고 고열을 낸다. 산소 실린더 속의 산소는 고압이므로 실린더의 취급에 대해서는 고압가스 단속법 시행 규칙에 따르지 않으면 안 된다. 취급상 주의할 점은 다음과 같다.

(a) 운반 중에 충격을 주지 말 것

(b) 연소할 염려가 있는 기름이나 먼지를 피할 것

(c) 직사 광선을 피하여 그늘진 곳에 둘 것

(d) 밸브의 개폐는 조용히 할 것

(e) 산소 누설 시험에는 비눗물을 사용할 것

(6) 압력 조정기 : 용해 아세틸렌 또는 산소 실린더 등의 압력은 대단히 고압이므로 그대로는 사용할 수 없다. 그러므로 토오치의 크기 작업 조건 등에 따라 보통 1-5기압 정도로 감압하여 사용하지 않으면 안 된다. 이와 같이 고압의 가스를 작업에 적합한 압력으로 감압하여 그 조정 압력을 유지하기 위하여 사용되는 기기가 압력 조정기 이다.

도관 : 산소용 고무관은 20㎏/㎤이하 아세틸렌용 고무관은 2㎏/㎤이하에 사용하는 도관을 보통 사용하고 잇다. 산소용은 검은 색 아세틸렌 용은 붉은 색으로 구별하여 혼동하지 않도록 하여야 한다. 도관의 안 지금은 9㎜ , 6㎜ 를 사용하고 길이는 3-5m 를 표준으로 한다. 아세틸렌 가스의 송기 압력의 감소는 10mmHg 를 넘지 않는 것이 적당하다

토오치 : 토오치는 손잡이 , 혼합실 , 팁의 세 부분으로 되어 있고 손잡이에는 산소 및 아세틸렌용 고무관을 연결하는 연결관이 있다. 저압식 토오치는 아세틸렌 가스의 압력이 0.07㎏/㎤ 기압 이하일 때 쓰이며 인젝터 형으로 되어 있고 분출하는 산소 기류로 아세틸렌을 끌어 내어 혼합한다. 중압식 토오치는 0.07-1.3㎏/㎤ 기압 그리고 고압식은 1.5㎏/㎤ 이상에서 쓰이는 것으로 인젝터형도 있으나 등압가스 혼합식이 사용되어 좋은 결과를 나타내고 있다.

(7) 팁 : 토오치의 선단에는 팁이 있다 이것은 일반적으로 번호로 표시하고 독일식 팁의 번호는 연강판의 용접 가능판 두께를 표시하는데 가령 10번은 10㎜의 연강판이 용접 가능한 것을 표시하고 있다. 프랑스식 용접기는 산소 분출구에 니들 벨브를 가지고 있으며 산소 분출구의 크기를 팁에 맞추어서 어느 정도 조절할 수 있게 되어있다.. 더구나 산소 분출구가 토오치에 설치되어 있으므로 팁이 소형 경량으로 되어야 작업하기가 쉽다. (8) 가스의 연소 , 용접봉 , 용제

산소와 아세틸렌을 거의 같은 용적으로 혼합하여 팁에서 분출시켜 가스를 연소시키면 불꽃은 속불꽃과 겉불꽃으로 나뉘어 진다.

그림 7. 불꽃의 모양 속불꽃은 불꽃심이라고하는 청백색의 원뿔형 부분으로 구성된다. 보통 산소 1용적과 아세틸렌 1용적을 혼합하여 연소시키면 연소 작용이 2단으로 진행된다. 제 1단계에서는 노즐에서 분출되는 산소와 아세틸렌과의 연소하고 CO 와 H 2 가 있는 흰 불꽃심으로 된다. 이것이 용접에 사용되는 고온 화염이다. 제 2단계에서는 CO 와 O 2 와 반응하는 과정이다 .이 반응이 흰 불꽃심의 외부에서 일어나게 된다. 보통 CO 와 H 2 와 접촉되는 금속은 물리적 및 화학적으로 별로 영향을 받지 않는다. 산소와 아세틸렌의 비율에 따라 플레임의 상태가 다르게 된다.

팁에서 나오는 혼합 가스의 비가 거의 1:1 의 경우를 표준염 혹은 중성 불꽃이라고 하며 산소가 혼합비 1:1보다 많은 것을 산화 불꽃이라 하여 1:1 보다 아세틸렌이 많은 것을 탄화 불꽃 또는 환원 불꽃이라고 한다. 불꽃의 조정은 처음에 아세틸렌 과잉 불꽃으로 하고 점차로 산소양을 증가시켜 중성 불꽃으로 만든다. 좋은 용접 결과와 경제적인 작업을 위하여 산화 불꽃 탄화 불꽃의 어느 것에도 치우쳐서는 안 된다. 용접에서는 불꽃의 최고 온도 부분을 가장 유효하게 이용하여야 한다.

– 가스 용접봉 : 연강용 가스 용접봉에 대한 규격은 KS D 7005에서 규정되어 있고 아크 용접봉 심선의 경우와 같이 인 , 황 등의 유해 성분이 극히 적은 것으로 선정되고 있다. 그러나 탄소 함유량은 연강에 대해서는 아크봉 보다 다소 많은 것도 쓸 수 있다. 또한 망간 규소 등을 많이 포함한 아크 용접봉 심선을 가스 용접봉으로 써도 성적이 양호하다. 강 이외의 많은 금속은 그 산화물 보다 용융점이 낮기 때문에 산화물을 제거하기 위하여 용제가 중요한 역할을 한다.

[Welding(용접)] 용접 기기의 종류

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[Welding(용접)] 용접 기기의 종류

용접 기기의 종류는 크게 3가지로 구성된다.

= There are three types of welding machines.

전기(Arc) – 아크형 가스형 특수용접 – 플렉스(Flex) – 정극성(DCEN), 역극성(DCRP) – 물리적 특성에서의 용접기기 – 전기(Arc) 종류 피복아크, 서브머지드(SAW) 등 – 분사 방식

(Short, Spray, Globular) – 용접봉 선택(기호 읽기) – 용접 아크 발생 길이 1. 기초 화학 – 일부분 (원리) 2. 물리 (에너지) 3. HAZ(Heat Affected Zone) 4. 가스형 종류 : 아세틸렌 등. 5. 역화, 역류의 종류 1. GTAW=TIG 불활성 가스 텅스텐 아크용접 (아크 + 가스) 2. GMAW=(MIG) 가스 메탈 아크 용접 3. SAW=(서브머지드 아크 용접) 4. PAW(플라즈마 아크 용접) 공통 영역 1. HAZ(Heat Affected Zone)

크게 보면, 3가지의 용접 기기로 구성될 수 있다.

1. 전기용접기기(Arc)

2. 가스용접기기(Gas)

3. 특수용접기기

1. 전기용접기기의 설계

아크 용접기기는 크게 두 가지 타입으로 구성된다.

1-1. 용접기의 분류

번호 구분 세부 내용 1 AC Arc Welding Power Source (교류 – 아크 용접 전원기기) SMAW (Shielded (Manual) Metal Arc Welding 2 Electro-Slag Welding (일렉트로 슬래그 용접) 3 TIG for Alumminum Alloys (Cleaning Action) 알루미늄 알로이의 TIG 용접 (청정 작용) 4 Submerged Arc Welding (서브머지드 아크용접) 5 DC Arc Welding Power Source (직류 – 아크 용접 전원기기) MIG / MAG Welding (미그 / 마그 용접) 6 Electro-Gas Arc Welding (전기-가스 아크용접) (일렉트로 – 가스 아크 웰딩) 7 Gas Arc Welding with Flux Cored Wire ( 가스 아크 웰딩 윗 플럭스 코어드 와이어) 플럭스 코어드 와이어의 가스 아크 용접 8 Self Shield Arc Welding 9 TIG for Steel 10 Plasma Welding And Cutting 플라즈마 용접 그리고 컷팅 11 Stud Welding 12 Submerged Arc Welding with small diameter wire

1-2. 용접기의 특성

직류 아크 기기에는 발전형, 정류기형이 있다.

교류 아크 기기에는 탭 전환형(Tab switching type), 가동 철심형(Movable iron core type), 가동 코일형(Movable coil type),

가포화 리엑터형(Saturable reactor type), 가동 코어 리엑터형(Movable core reactor type),

가포화 리엑터 고정 철심형(Saturable reactor fixed core type)이 있다.

1-3. 용접기기의 구성

용접기기의 구성을 이해하는 것은 전기(Arc) 방식의 용접기기를 설계하는 데 있어서 무척 중요하다고 볼 수 있다.

그림 1-1) 아크 용접기기의 구성도

번호 언어 (Language) 용어 1 영어(English)-> 한글(Korean) Electrode holder -> 전극봉 2 영어(English)-> 한글(Korean) Electrode -> 용가대 3 영어(English)-> 한글(Korean) Base Metal -> 모재 4 영어(English)-> 한글(Korean) Work lead -> 작업선 5 영어(English)-> 한글(Korean) Electrode lead -> 전극선 6 영어(English)-> 한글(Korean) Power Source -> 전원 공급장치

사용자 측면에서의 용접은 아래의 그림과 같이 구성하여 사용할 수 있다.

그림 1-2) 기본적인 아크 용접 다이어그램

용접기기의 구성은 크게 아래의 표처럼 구성할 수 있다.

번호 [아크 용접 장비] 영어 표기 1 AC 또는 DC 기계 AC or DC machine 2 전극 Electrode 3 전극 홀더 Electrode holder 4 케이블, 케이블 커넥터 Cables, cable connectors 5 치핑 해머 Chipping hammer 6 접지 클램프 Earthing clamps 7 와이어 브러시 Wire brush 8 헬멧 Helmet 9 안전 고글 Safety goggles 10 손 장갑 Hand gloves 11 에이프런, 슬리브 등. Aprons, sleeves etc.

1-4. 용접 전원 공급장치

전원 공급장치를 실제로 뜯어보면 다음과 같다.

그림 1-2) 용접 전원장치

그림 1-3) 용접 전원 장치의 내부

실제 기계적인 측면에서 살펴보면, 전원 장치의 내부는 빈깡통이다.

그림 1-4) 전기회로의 예 – 전원 관련 회로 (용접기기)

회로를 추정해보면, 리엑터형에 가까울 수 있다.

리엑터형의 실제 구성이다.

그림 1-5) 가포화 리엑터형 – 아크 용접

1-5. 용접 – 토치

그림 1-6) Torch(토치)

용접에서 접합을 시도할 때, 사용하는 토치의 예이다.

가스 용접이나, 특수 용접 등에도 토치가 있을 수 밖에 없다. 접합을 하기 위한 필수 요소이기 때문이다.

K1782-1.7z

1-6. 용접봉

용접봉이란? 용접시 용접부에 부족한 금속을 보충하기 위해 모재와 더불어 용융하여 모재를 용착하는 선상 또는 막대 모양의 금속봉이다.

용접봉에는 크게 KS 기준에 따라서 관리된다.

그림 1-7) 용접봉 데이터시트

그림 1-8) 용접봉의 읽기

용접봉의 타입은 크게 이러한 형식으로 결정된다.

그림 1-9) 용접봉 – 실제 쇼핑몰 사례

그림 1-9는 실제 용접봉을 판매하는 곳의 사례이다. 구매하기 전에 반드시 제조사의 데이터시트를 확인해야 한다.

그림 1-10) 용접의 분류

피복 아크 용접봉은 크게 이런 형태로 분류할 수 있다.

1-7. 용접봉의 보관

용접봉의 보관은 무척 중요하다.

– 습기에 약하므로 기공 균열의 원인이 된다.

보관할 때 유의해야 할 점으로는 다음과 같다.

1) 건조한 곳에 보관할 것 2) 사용 전 반드시 건조(70~100℃로 30~60분 정도 건조시켜야 함.) 3) 저수소계(300~350℃로 30~60분 정도 건조시켜야 함.)

1-8. 용접 / 분사방식

용접에 있어서 분사방식은 무척 중요하다고 할 수 있다.

1) 단락(short circuiting) 이행

단락이행은 보호가스 조성에 관계 없이 저전류, 저전압 조건에서 나타나는 이행형태이다.

<그림 1-11>에는 단락이행 과정과 그에 수반되는 용접전류-전압의 순간적인 변화를 보여주고 있다.

그림 1-11) 단락 이행의 과정

2) 스프레이형(spray type)

피복제가 타면서 생기는 피복통 내부의 가스폭발의 힘과 아크 힘에 의해 용접봉 끝의 용융금속이 세차게 불리어 작은 입자로 용접부에 이행하는 방식

3) 글로불러형(globular type)

전류 소자간에 흡입력이 작용하여 원기둥의 지름이 가늘어지면서 작은 용융방울이 모재에 떨어져 내려오는 방식이다.

그림 1-12) GMAW Modes of Metel Transfer

1-9. DCSP, DCRP

아크 용접의 구성에 있어서 크게 DCSP, DCRP형으로 구분할 수 있다.

그림 1-13) DCSP, DCRP 구조

표 1-1. 정극성과 역극성 특징

Straight Polarity(정극성) Reverse Polarity(역극성) Electrode and Workpiece (전극 및 공작물) In this Electrode is connected with Negative terminal and Workpiece with positive terminal. = 이 전극에는 양극 단자가있는 음극 단자와

공작물이 연결됩니다. In this Electrode is connected with Positive terminal and Workpiece with Negative terminal. = 이 전극에는 음극 단자가있는 공작물과

음극 단자가있는 공작물이 연결됩니다. Electron Flow (전자 흐름) Electron flow from Electrode to Workpiece = 전극에서 공작물로의 전자 흐름 Electron flow from Workpiece to Electrode = 공작물에서 전극으로의 전자 흐름 Heat (열) 70% Heat is generated at w/p and 30% at electrode = 70 % w / p 및 전극에서 30 %의 열 발생 70% Heat is generated at Electrode and 30% at w/p = 70 % 열은 전극에서 발생하고 30 %는 w / p에서 발생합니다. Applicable (적용 가능한 것) Used for thin plate welding = 박판 용접 Used for thick plate welding = 후판 용접 Penetration (침투) Shallow Penetration = 얕은 관통 Deeper Penetration = 깊은 관통 Deposition Rate (증착율) Faster Deposition Rate = 빠른 증착 속도 Slow Deposition Rate = 천천히 증착 속도

1-10. 아크 길이

아크 길이를 소개하고자 한다.

그림 1-14) 용접 차트 비교 (Comparison chart of welds.)

그림 1-15) 용접시 언더컷 및 겹침(Undercuts and overlaps in welding.)

호의 길이 호가 너무 길면 금속이 큰 덩어리로 전극에서 떨어져 나와 아크가 자주 끊어 질 수 있습니다. 이것은 모재와 용접부 사이의 융합이 불충분한 넓고 산란된 불규칙한 퇴적물을 생성합니다.

아크가 너무 짧으면,베이스 금속을 적절히 녹일 수있는 충분한 열을 발생시키지 못하고 전극을 야기합니다.

그림 1-16) Setting the length of an arc. (설정된 아크 길이)

2. 가스(Gas)

다음은 가스 용접이다.

종류는 크게 4가지로 구성된다.

먼저 한가지 예로 산소-아세틸렌 용접에 대해서 소개하고자 한다.

2-1) Oxy-acetylene Welding(산소-아세틸렌 용접)

그림 2-1) Oxy-Acetylene welding

화학식으로는 아래와 같이 표현할 수 있다.

화학식을 몰라서, 모른다고 해서 가스 용접을 두려워하지 말자.

-> 하나 예를 들면,

H2O의 몰질량 = 18.01528g/mol

Ca(OH)2 = 74.0927 g/mol

상징 요소 원자량(원자의 무게) 질량 비율 Ca 칼슘 40.078 54.0917% O 산소 15.9994 43.1875% H 수소 1.00794 2.7208%

C2H2 = 26.0373 g/mol

상징 요소 원자량(원자의 무게) 원자 질량 비율 C 탄소 12.0107 2 92.2577% H 수소 1.00794 2 7.7423%

이렇게도 해를 풀 수 있다.

(물론 이 식이 맞다고는 장담하지 못함. 다만, 수리적인 방정식의 느낌으로 Solver(솔버)를 구함.)

그림 2-2) 화학 계산식 계산기

아래의 링크는 화학 원소주기율표 링크이다. 참고하기 바란다.

https://www.ptable.com/?lang=ko

이 밖에도 산소 프로판에 관한 식 등도 존재할 수 있다.

가스 용접을 결정할 때 중요한 요인이 될 수 있다.

아세틸렌에 대해서 보충 설명을 하나 작성하였다.

특징 1. 화학식 C2H2, 황색 가스통 2. 순수 아세틸렌은 무색 무취의 기체 3. 인화수소(PH3), 유화수소(H2S), 암모니아(NH3)와 같은 불순물을 포함하고 있어 악취가 난다. 4. 공기보다 가벼움(비중 r = 0.91) 5. 3중 결함을 가지는 불포화탄화수소 – 매우 불안정 6. 가열, 압축, 충격 등 약간의 부주의로 분해 폭발 위험 (505℃ 이상에서 폭발) C2H2 = 2C + H2 + 54,149 kcal 7. 분해 폭발은 관의 지름이 클수록 초압이 클수록 발생이 쉽다. – 아세틸렌 배관 설치 시 지름을 가능한 가늘게 하고, 관 압력도 1.3kg/cm^2 이하로 유지 8. 아세틸렌은 구리, 은 등과 화합하여 아세틸렌 – 통을 조성 – 건조 상태 120℃에서 폭발

2-2) Heat Affected Zone(HAZ)

HAZ는 열영향부를 의미한다.

그림 2-3) Heat Affected Zone(HAZ)

HAZ를 자세히 관찰하면 아래의 그림과 같다.

그림 2-4) A schematic diagram of the sub-zones of the heat affected zone explained in terms(열 영향 지역의 하위 지역에 대한 개략도)

전기용접(아크용접)이나 가스 등의 열이 발생하는 성질의 접합을 수행하면 반드시 주변에 열 영향이 존재한다.

2-3) 열과 관련한 물리

열과 관련한 것은 크게 대표적인 것은 에너지 단위인 줄(J)에 관한 것이다.

1cal = 4.186J

= (1g, 14.5℃->15.5℃)

1g이 온도 변화로 14.5도에서 15.5에 변화할 때 4.186J 정도라고 보면 된다.

다음은 가열 등으로 인하여 물질의 비열 또는 변화했을 때의 열의 양은

로 구할 수 있다.

처음과 나중 온도에 관한 식으로 구현한다면, 아래와 같이 쓸 수 있다.

( )

과학과 공학의 차이점이라는 것은 아무래도 과학은 원리에 집중한다고 했을 때, 공학은 구현 등의 실용성에 중점을 두는 것 같다.

가스 용접 등을 했을 때 열이 발생되기 때문에 흥미를 돕기 위해 작성하였다.

수치적인 온도와 관련된 것은 열팽창계수 등의 실험이 있을 수가 있다.

2-4) 역화, 역류, 인화

(1) 역화, 역류의 종류

▸ 역화(Back fire) : 불꽃이 돌발적으로 팁 안으로 역행하는 현상을 말한다.

– 용접기기에서 역화현상 일으키기: 가스 압력이 낮을 때, 팁의 고정이 부적당할 때 일어남.

그림 2-5) Backfire의 예

▸ 역류(contra flow) : 산소가 압력이 낮은 아세틸렌 호스로 흘러 들어가는 현상을 이른다.

즉, 산소가 아세틸렌 쪽으로 흡인되는 것을 말함.

– 공급 압력이 낮거나 팁이 과열되었을 때 산소가 아세틸렌 쪽으로 흡인되는 것을 말함.

▸ 인화(flash back) : 불꽃이 혼합실에 들어오는 것.

– 가스 압력이 불꽃의 연소 속도보다 느려서 일어남. (이러한 조건을 만들면 구경할 수 있음.)

3. 특수용접

특수용접이란,

다양한 복합으로 구성된 특수 용접장치들을 의미한다.

그림 3-2) Circuit Diagram of MIG Welding

아크(Arc) 용접 장치가 같는 특징과 가스(Gas) 용접장치가 같는 특성을 혼합하여 구성한 MIG 용접기기이다.

4. 맺는글

용접 기기의 종류에 대해서 중요하다고 생각되는 부분에 대해서 작성하였다.

다음 소개할 내용은 용접의 모재와 HAZ에 대해서 소개하도록 하겠다.

5. 참고자료(Reference)

1. What is ARC Welding Introduction, http://www.wballoys.co.uk/ARC/what-is-arc-welding.html, Accessed by 2018-07-18

2. What is Arc Welding? How Arc Welding Works?, http://www.theweldingmaster.com/what-is-arc-welding-how-arc-welding-works/, Accessed by 2018-07-18

3. Welding for engineers chapter 1, https://www.slideshare.net/hakimm/welding-for-engineers-chapter-1, Accessed by 2018-07-18

4. 그림 1-2, 그림 1-3, Welders, https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/cad/Pages/cad-files-welders.aspx

5. 그림 1-4, Arc welding transformer power regulation schematic, http://www.tehnomagazin.com/Motor/Arc-welding-transformer-power-regulation-schematic.htm, Accessed by 2018-07-18

6. 그림 1-6, Guns & Torches, https://www.lincolnelectric.com/en-us/support/cad/Pages/cad-files-guns-torches.aspx, Accessed by 2018-07-18

7. 그림 1-7, 제품 카탈로그, http://www.chosunwelding.com/kr/Support/Catalog.asp, Accessed by 2018-07-18

8. 그림 1-9, 망간봉 CH – 금속간/토사경마모용, http://www.toolnshop.co.kr/Shop/Shop_view/?code=17643, Accessed by 2018-07-18

9. 그림 1-11, http://www.weldnet.co.kr/sub01/sub01-343-2.htm, Accessed by 2018-07-18

10. 그림 1-12, 25, Introduction to Materials Joining, https://slideplayer.com/slide/3379824/, Accessed by 2018-07-18

11. 표1-1, 그림 1-13, Difference Between Straight Polarity vs Reverse Polarity, http://www.mechxplain.com/difference-between-straight-polarity-vs-reverse-polarity/, Accessed by 2018-07-18

12. 그림 1-14, 그림 1-15, 그림 1-16, Length of Arc, http://constructionmanuals.tpub.com/14250/css/Length-of-Arc-143.htm, Accessed by 2018-07-18

13. 그림 2-2, WebQC, https://ko.webqc.org/balance.php, Accessed by 2018-07-18

14. 그림 2-3, Basic Welding – Industrial Wiki – odesie by Tech Transfer, https://www.myodesie.com/wiki/index/returnEntry/id/3068, Accessed by 2018-07-18

15. 그림 2-4, Mechanism of solidification cracking during welding of high strength steels for subsea linepipe, https://www.researchgate.net/figure/16-A-schematic-diagram-of-the-sub-zones-of-the-heat-affected-zone-explained-in-terms_fig15_312293091, Accessed by 2018-07-18

16. https://www.globalspec.com/reference/80919/203279/chapter-6-wire-feed-welding-gas-metal-flux-cored-arc-welding

17. 그림 3-2, Circuit Diagram of MIG Welding, http://www.theweldingmaster.com/what-is-mig-welding-process/circuit-diagram/, Accessed by 2018-07-18

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