피복 아크 용접(SMAW): 신뢰할 수 있는 전문 용접 기술

피복 아크 용접(Shielded metal arc welding)은 '봉 용접(stick welding)'이라고도 하며, 2부품 전극을 사용해 여러 금속 조각에 구조적으로 건전한 용접을 만듭니다. 봉 전극 내부 코어에는 베이스 메탈과 같은 조성의 금속 합금이 들어 있습니다. 실리콘 기반 플럭스가 금속 합금을 감싸 용융 용접부를 대기 오염으로부터 보호합니다. 용접 전극 적절한 취급과 올바른 열 설정으로 스패터가 적고 기공(porosity) 없는 강한 용접을 만듭니다.

기공(Porosity)의 원인과 방지

기공은 용접부를 관통하는 작은 구멍들입니다. 수분은 피복 아크 용접 전극의 플럭스를 분해·연화시킵니다. 연화된 플럭스는 용접부 위로 녹아내리지 않고 전극에서 떨어져 나가 대기 중 질소가 용접부와 반응하게 만듭니다. 봉 전극을 용접 전 건조하게 유지하면 실리콘 기반 플럭스 내 수분량을 줄일 수 있습니다. 잘못된 열 설정은 기공의 이차적 원인입니다.

적정 열 설정의 징후

완성된 용접부에서 식은 플럭스가 벗겨지면 피복 아크 용접 비드에 적정 열량이 가해진 것입니다. 열이 과하면 용접 주변에 스패터라 불리는 작은 금속 구슬이 생깁니다. 용융 풀에서 금속이 튀면 용접부를 둘러싼 보호막이 깨져 큰 기공 주머니가 생깁니다. 온도를 낮추면 스패터와 기공은 사라지지만 봉 전극과 베이스 메탈 간 침투 깊이는 줄어듭니다.

침투 깊이 부족 문제

침투 깊이가 낮은 용접은 금속 깊숙이 녹아들지 않아 구조적으로 강한 용접 이음을 만들지 못합니다. 베이스 메탈 표면을 긁어도 전극이 붙지 않거나 점화되지 않는 것이 용접 온도가 너무 낮다는 첫 신호입니다. 용접 비드 양옆이 말리는 것도 차가운 용접 온도 신호입니다. 용접이 금속 표면에 얹힌 듯 보이며 융합되지 않은 것처럼 보입니다. 차가운 용접 온도만으로 침투 깊이가 결정되는 것은 아닙니다.

봉 진행 방향과 침투 깊이

봉 진행 방향이 피복 아크 용접 중 비드 모양과 침투 깊이를 바꿉니다. 전극을 표면을 따라 당기면 용접이 깊게 침투하고 녹은 플럭스가 용융 풀에 들어가지 않게 합니다. 올바른 열 설정, 용접 방향, 사용 전 각 전극 검사로 완성된 피복 아크 용접이 압력 하에서도 강하게 유지되도록 할 수 있습니다.