MMAW와 GMAW 용접 공정의 차이점

고정과 함께 용접은 다양한 산업 및 가정 조립 목적으로 광범위하게 사용됩니다. 용접은 두 개 이상의 고체 구성요소가 용가재, 열 및 압력의 적용 여부에 관계없이 유착 형성에 의해 영구적으로 결합될 수 있는 결합 프로세스의 한 유형입니다. 용접 기술의 발달로 오늘날에는 리벳팅을 포함한 다른 영구 접합 기술을 대부분 대체했습니다. 용접은 금속, 플라스틱, 세라믹 및 복합 재료를 효율적이고 경제적으로 접합하는 데 적용할 수 있습니다. 최적의 매개변수 세트로 올바르게 수행하면 모체 부품과 유사한 강도로 견고하고 안정적인 조인트를 생성할 수 있습니다. 용접 공정에는 여러 가지가 있으며 크게 융착 용접과 고체 용접으로 분류할 수 있습니다.

융착 용접 공정은 모재의 접합면을 열을 가하여 융착하여 접합을 구현하는 유착을 형성하는 공정입니다. 반면, 고체 상태 용접 공정에서는 그러한 용융 논의가 일어나지 않습니다. 아크용접, 가스용접, 저항용접, 고에너지용접 등 모든 공정은 기본적으로 융합공정입니다. 아크 용접에서 , 모 부품과 전극 사이에 충분한 전위차를 공급하여 전기 아크를 구성합니다. 이 아크는 베이스 플레이트와 필러를 녹이기 위한 열(열 에너지)의 주요 소스입니다. 다시 한 번 다양한 아크 용접 공정이 있습니다. 예를 들어 MMAW 또는 SMAW, GMAW(MIG 및 MAG), GTAW 또는 TIG, SAW, FCAW, ESW 등. 각각은 다른 것보다 특정 이점을 제공합니다.

수동 금속 아크 용접(MMAW) , 차폐 금속 아크 용접(SMAW)이라고도 함 , 는 전극과 베이스 플레이트 사이에 전기 아크가 구성되는 하나의 융합 용접 공정입니다. 이 용접은 대부분 수동으로 수행되므로 이름이 지정됩니다. 소모성 전극은 용접 중 분해되어 차폐 가스와 슬래그 층을 생성하는 적절한 플럭스로 덮여 있어 아크와 용융 금속 풀을 산화 또는 오염으로부터 보호하는 데 도움이 됩니다. 따라서 별도의 차폐 가스 도포가 필요하지 않습니다. 가스 금속 아크 용접(GMAW) 또한 소모성 전극과 상위 부품 사이에 아크가 구성되는 하나의 융합 용접 공정입니다. 와이어 형태의 전극은 기계화된 시스템을 사용하여 와이어 스풀에서 용접 영역으로 연속적으로 공급됨과 동시에 외부 소스에서 적절한 차폐 가스를 공급하여 아크 및 주변 영역을 보호합니다. GMAW는 충전재 증착 속도가 매우 빠른 매우 빠른 공정입니다. 수동 금속 아크 용접(MMAW)과 가스 금속 아크 용접(GMAW) 공정의 다양한 차이점이 아래 표 형식으로 나와 있습니다.

표:MMAW와 GMAW 용접 공정의 차이점

간헐적이고 지속적인 프로세스: 길이 30~50cm의 작은 지름(0.5~2.0mm) 막대와 적절한 플럭스가 코팅된 수동 금속 아크 용접의 전극으로 사용됩니다. 이 전극은 소모품이기 때문에 용접 비드에 부착되어 용접 시간에 따라 길이가 짧아집니다. 따라서 일정 시간이 지난 후(플럭스 코팅부가 종료되었을 때) 용접을 하기 위해 전극을 새 것으로 교체해야 합니다. 따라서 MMAW는 빈번한 중지가 필요하며 하나의 간헐적 프로세스입니다. 이에 반해, 가스 금속 아크 용접에서는 와이어 풀로부터 소모성 전극(와이어 형태)이 연속적으로 공급된다. 이 와이어 풀은 충분한 길이의 와이어를 저장할 수 있습니다(일반적으로 무게로 측정됨). 따라서 전극 교체를 위한 일시 중지 없이 GMAW를 더 오랜 시간 동안 수행할 수 있습니다.

차폐 가스의 출처: 차폐 가스는 아크 및 용융 금속 풀을 산화 또는 기타 오염으로부터 보호하기 위해 아크 용접 공정에서 필수적으로 필요합니다. 아크 용접 중에 두꺼운 차폐 가스 층이 전체 용접 영역을 둘러싸고 대기 공기가 용접 비드 및 주변의 뜨거운 영역과 접촉하는 것을 제한합니다. MMAW 공정에서 전극은 용접 열에 의해 분해되고 가열된 영역을 덮기에 충분한 차폐 가스를 생성하는 플럭스로 코팅됩니다. 따라서 추가 공급을 위한 차폐 가스가 필요하지 않습니다. 그러나 GMAW에서는 이러한 플럭스 코팅이 전극에 존재하지 않습니다. 따라서 차폐 가스는 적절한 공급 파이프라인과 노즐을 사용하여 추가 소스(예:가스 실린더)에서 공급됩니다.

슬래그 퇴적 및 제거: MMAW는 플럭스 코팅된 전극을 사용하며 이 플럭스는 실제로 용접 중에 의도한 차폐 가스를 생성합니다. Flux는 또한 용접 비드의 상단 표면에 침착되어 오염으로부터 보호하는 슬래그를 생성합니다. 그러나 이 슬래그층은 용접이 끝난 후 외관을 좋게 하기 위해 제거해야 합니다. 일반적으로 이러한 제거에는 연삭이 채택됩니다. 그러나 슬래그가 용접 비드 내에 갇힌 채로 남아 있고 표면에서 부유하지 않으면 슬래그 포함과 같은 결함이 관찰됩니다. 이러한 결함은 하중 전달 능력, 접합 강도를 감소시키고 부식에 취약하게 만들 수 있습니다. 이 모든 것이 궁극적으로 서비스 수명을 단축시킵니다. GMAW는 플럭스 코팅된 전극을 사용하지 않기 때문에 슬래그가 없습니다. 따라서 슬래그와 관련된 결함을 제거하고 슬래그 제거를 위한 후처리가 필요합니다.

생산성: MMAW는 생산성이 높지 않습니다. 다중 패스 용접에서 용접 비드에 부착된 슬래그는 슬래그 함유 불량을 방지하기 위해 매 패스 후에 완전히 제거해야 합니다. 또한 전극을 자주 교체해야 합니다. 따라서 용접 비드에 증착하기 위해 다량의 용탕이 필요한 경우에는 적합하지 않습니다. 따라서 다중 패스 용접에는 생산적이지 않습니다. GMAW는 슬래그가 없으며 전극 교체도 필요하지 않습니다. 따라서 짧은 시간에 많은 양의 필러를 증착할 수 있습니다. 따라서 루트 간격이 더 많고 가장자리가 U 또는 V 모양으로 준비되거나 판 두께가 더 많을 때 완벽한 선택입니다. 또한 GMAW 전극 직경은 MMAW보다 작기 때문에 아크 전류 밀도가 증가하여 필러 증착 속도가 증가합니다.

용접의 유연성: 유연성은 다양한 조건에서 다양한 방식으로 결합할 수 있는 다양한 모양을 수용할 수 있는 용접 프로세스의 능력을 나타냅니다. 간접적으로 특정 조건에서 특정 프로세스를 적용할 수 있는 능력과 실행 가능성을 나타냅니다. GMAW는 제어된 전달을 위해 차폐 가스 실린더, 파이프라인 및 액세서리가 필요합니다. 따라서 야외 소규모 응용 프로그램에는 적합하지 않습니다. MMAW는 전극이 도달할 수 있는 모든 위치의 모든 위치에 가상으로 적용될 수 있습니다. 그러나 성능은 모든 시나리오에서 동일한 수준이 아닐 수 있습니다. MMAW는 생산적이지 않지만 매우 유연하고 다양한 응용 프로그램이 있습니다.

용접 품질 및 용접기에 대한 의존성: 이름에서 알 수 있듯이 수동 금속 아크 용접은 대부분 작업자가 수행합니다. 따라서 용접 품질은 용접공의 기술과 경험에 달려 있습니다. 또한 무작위 및 우연 오류를 포함한 인적 오류에 취약합니다. 이에 반해 GMAW는 자동화가 가능하고 용접공의 개입이 거의 필요하지 않습니다. 따라서 적절한 매개변수를 사용하면 더 나은 품질의 조인트를 제공할 수 있습니다.

이 기사에서는 수동 금속 아크 용접(MMAW)과 가스 금속 아크 용접(GMAW) 공정 간의 과학적 비교를 제시합니다. 저자는 또한 주제에 대한 더 나은 이해를 위해 다음 참조를 검토할 것을 제안합니다.

1. magmaweld.com의 아크 용접 공정
2. W. L. Ballis의 차폐 금속 아크 용접(2011, Xulon Press)
3. W. H. Minnick의 가스 금속 아크 용접 핸드북(2007, Goodheart Willcox).