스터드 용접의 이해: 유형, 공정, 응용 분야

스터드 용접의 정의와 주요 용도

스터드 용접(Stud Welding)은 전기 전류로 생성된 열을 사용해 금속 패스너를 다른 금속 조각에 접합하는 공정입니다. 이 용접 유형은 자동차와 선박 같이 금속으로 주로 구성된 제품 제조에 널리 사용됩니다. 스터드 용접에는 두 가지 유형이 있습니다: 콘덴서 방전(Capacitor Discharge, CD) 용접은 주로 작은 패스너를 얇은 금속 베이스에 접합하는 데 사용되고, 아크 스터드 용접(Arc Stud Welding)은 보통 큰 패스너를 더 두꺼운 금속 베이스에 접합하는 데 사용됩니다.

패스너의 종류와 특징

스터드 용접에 사용되는 패스너는 다양한 모양과 크기로 나오며, 일반 너트, 볼트, 스터드와 비슷해 보이는 것도 있습니다. 그러나 일반 패스너와 달리 이 조각들의 끝단은 CD 또는 아크 스터드 용접 용도로 특수 설계돼 있습니다. CD 용접용으로 설계된 것들은 용접 단부에 평평한 칼라와 돌출된 팁이 있어 전류가 가해지면 팁이 무너지며 강한 용접을 돕습니다. 아크 스터드 용접용 패스너는 용접 단부에 알루미늄이 있는 경우가 많아 견고한 결합을 돕습니다.

CD 용접 공정

CD 용접 공정은 단 몇 밀리초만 소요되므로, 패스너가 접합되는 금속에 눈에 보이는 열 손상 없이 보통 수행할 수 있습니다. CD 용접을 수행하려면 특수 패스너를 용접 건에 장착한 후, 용접될 금속 조각에 대고 건을 작동시킵니다. 전류가 패스너와 금속 조각으로 흐르며 열이 발생합니다. 이 열로 패스너의 팁과 칼라, 금속 조각 일부가 녹습니다. 용접 건 내부의 스프링이 패스너를 금속 조각으로 밀어 넣고, 녹은 물질이 식으며 융합됩니다.

아크 스터드 용접 공정

아크 스터드 용접은 CD 용접에는 너무 크거나 두꺼운 패스너와 금속 조각을 접합하는 데 사용됩니다. CD 용접과 마찬가지로 아크 스터드를 용접 건에 장착하지만, 접합될 지점을 페룰(Ferrule) 또는 세라믹 링으로 둘러쌉니다. 이 페룰은 용접으로 발생한 열을 가둬 주변 금속이 녹지 않게 합니다. 용접사가 건을 작동하면 전류가 방출돼 스터드 팁과 페룰 내 베이스 금속을 녹이고 패스너를 베이스 금속으로 밀어 넣습니다. 금속이 식고 융합이 완료되면 페룰은 보통 깨서 제거합니다.