A-TIG 용접과 FB-TIG 용접의 차이점

TIG(Tungsten Inert Gas) 용접은 비소모성 텅스텐 전극과 공작물 사이에 전기 아크가 구성되는 인기 있는 아크 기반 용접 프로세스 중 하나입니다. 용가재를 사용하거나 사용하지 않고 금속 부품을 효율적이고 영구적으로 결합하는 것은 신뢰할 수 있고 경제적인 공정 중 하나입니다. 건전한 조인트를 생성하는 기능 외에도 멋진 용접 비드 모양으로 인해 이 프로세스는 구조적 영역에서 항공 우주 영역에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 압도적으로 수용 가능합니다. 많은 장점에도 불구하고 도달 가능한 최대 침투 깊이에 의해 제한됩니다. 최적의 매개변수 세트와 모든 유리한 조건을 활용하여 단일 패스에서 최대 3.5mm 침투를 가져올 수 있습니다. 따라서 두꺼운 부품을 결합하려면 모서리 준비와 여러 번 통과해야 하므로 시간이 오래 걸리고 전체 생산성에 영향을 미칩니다.

텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접의 변형

제한된 침투는 이 주제에 대한 연구 관심을 불러일으키고 그 결과 달성 가능한 침투 깊이에서 현저한 개선을 보여주는 TIG 용접의 몇 가지 변형이 출현했습니다. 활성 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접 및 플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접은 적절한 활성 플럭스를 활용하여 기존 TIG 용접의 다양한 특성을 개선하는 두 가지 변형입니다. 이러한 프로세스는 결합할 구성요소에 활성화 플럭스 레이어가 의무적으로 필요하기 때문에 플럭스 보조 TIG 용접이라고도 합니다.

활성화 플럭스와 금속 표면에 적용

두 경우 모두 용접 전에 모재 표면에 활성 플럭스의 얇은 층(일반적으로 50μm 미만의 두께)을 적용합니다. 이러한 활성화 플럭스는 산화티타늄(TiO₂)과 같은 금속의 많은 산화물 및 할로겐화물을 포함합니다. ), 실리카(SiO₂ ), 산화크롬(Cr₂ O₃ ), 탄산마그네슘(MgCO₃ ), 산화마그네슘(MgO), 이산화망간(MnO₂ ), 산화칼슘(CaO), 산화알루미늄(Al₂ O₃ ), 이산화지르코늄(ZrO₂ ) 등. 이러한 플럭스의 균질한 혼합 비율도 사용됩니다.

이러한 플럭스는 먼저 아세톤과 혼합되어 용액과 같은 페이스트를 형성한 다음 부드러운 브러시를 사용하여 수동으로 또는 기계화 시스템을 사용하여 자동으로 모재 표면에 적용됩니다. 아세톤은 휘발성이 높기 때문에 혼합비는 중요하지 않으므로 금속에 플럭스층을 도포하는 동안에도 이 비율은 일정하지 않습니다. 그러나 플럭스 코팅 두께의 균일성을 유지하는 것은 무결점 용접을 얻기 위한 중요한 요소입니다. 플럭스 코팅 후 기존의 TIG 용접과 동일하게 용접을 진행합니다. 어떤 경우에는 폐쇄 회로 전압이 약간 증가한다는 점을 제외하고 모든 공정 매개변수는 동일하게 유지됩니다(일반적으로 이 변화는 무시할 수 있음).

활성 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접

A-TIG와 FB-TIG는 전술한 동일한 원리를 따르지만 모금속에 활성화 플럭스를 적용하는 위치가 다릅니다. 활성 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접에서 플럭스는 모재의 접합면과 그 주변에 적용됩니다. 일반적으로 플러스는 접합면에서 각 측면의 루트 간극을 가로질러 약 4mm의 너비까지 적용됩니다. 따라서 여기에서 플럭스는 용접 중 아크 바로 아래에 있습니다. A-TIG 용접을 위한 모재의 일반적인 플럭스 층이 여기에 개략적으로 나와 있습니다.

플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접

플럭스 바운드 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접에서 접합 표면과 그 주변에는 플럭스가 적용되지 않습니다. 대신, 루트 갭 이후에 작은 공간을 유지하면서 모재의 상부 표면에 적용된다. 따라서 여기에서 플럭스는 용접 중 전기 아크 바로 아래에 있지 않습니다. 활성화 플럭스, 금속 표면에 적용하는 방법 및 용접 절차는 A-TIG 용접과 동일하게 유지됩니다. 유일한 차이점은 플럭스가 적용되는 위치에 있습니다. 그러나 둘 다 달성 가능한 침투 깊이에서 눈에 띄게 개선되었습니다. FB-TIG에 대한 모금속의 일반적인 플럭스 층이 여기에 개략적으로 표시됩니다.

기존 TIG에 비해 A-TIG 및 FB-TIG가 제공하는 이점

다양한 조사를 통해 이러한 플럭스를 사용하면 기존의 TIG 용접에 비해 많은 이점을 얻을 수 있음이 밝혀졌습니다. A-TIG와 FB-TIG는 모두 유사한 결과를 제공하므로 기존의 것과 비교했을 때 장점도 동일합니다. 그들의 장점은 다음과 같습니다.

1. 향상된 침투 깊이: 활성화 플럭스의 사용은 아크의 열 밀도를 증가시키는 수축된 아크로 이어집니다. 많은 지지자들은 마랑고니 효과의 역전이 그러한 침투의 증가를 유발한다고 주장했습니다. 플럭스 보조 TIG 용접은 일반적으로 6 – 9mm 범위의 침투를 제공합니다. 그러나 최적의 매개변수를 사용하면 11mm 깊이의 침투도 단일 패스로 달성할 수 있습니다. 이는 기존의 TIG 용접 공정에 비해 용입이 약 3배 증가함을 나타냅니다.
2. 좁은 용접 비드: 좁은 아크는 또한 좁은 용접 비드를 생성합니다. 이는 변형 감소, 열 영향 영역(HAZ) 감소 등과 같은 간접적인 이점이 있습니다. HAZ는 야금학적 특성이 아크 가열에 의해 심하게 영향을 받기 때문에 용접 조인트의 약점으로 간주되며 더 좁은 HAZ가 항상 바람직합니다.

활성 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접과 플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접 간의 과학적 비교가 이 기사에서 제공됩니다. 저자는 또한 주제에 대한 더 나은 이해를 위해 다음 참조를 검토할 것을 제안합니다.

• Babu ​​et al. (2016); 알루미늄 합금을 접합하기 위한 플럭스 경계 텅스텐 불활성 가스 용접 공정의 개발; 미국 기계 및 산업 공학 저널; 권. 1(3); 58-63페이지.
• Saha et al. (2018); 교류 극성을 사용하는 오스테나이트계 스테인리스강의 텅스텐 불활성 가스 용접에 대한 활성화 플럭스의 영향에 대한 조사; 인도 용접 저널; 권. 51 (2).