MMAW와 GMAW: 용접 공정 핵심 차이점

용접은 체결과 함께 다양한 산업·가정용 조립 목적에 광범위 사용. 용접은 필러 금속, 열, 압력 적용 여부와 관계없이 합일 형성으로 두 개 이상 고체 부품 영구 접합하는 접합 공정 유형. 용접 기술 발전으로 요즘 리벳팅 등 다른 영구 접합 기술 대부분 대체. 용접은 금속, 플라스틱, 세라믹, 복합재 효율적·경제적 접합 적용 가능. 최적 매개변수 세트로 제대로 수행 시 모재 강도와 유사한 강도 가진 건전하고 신뢰성 있는 접합 생성. 수많은 용접 공정 존재, 크게 융합 용접과 고체 상태 용접으로 분류.

융합 용접 공정은 모재 계면 열 가해 융합시켜 합일 형성으로 접합 실현하는 것. 고체 상태 용접 공정엔 그런 용융 없음. 모든 아크 용접, 가스 용접, 저항 용접, 고에너지 용접 공정 기본적으로 융합 공정. 아크 용접에서 충분한 전위차 공급해 모재 부품과 전극 사이 전기 아크 구성. 이 아크 모재 판과 필러 용융위한 열(열에너지) 주 공급원. 다시 다양한 아크 용접 공정 존재: MMAW/SMAW, GMAW(MIG, MAG), GTAW/TIG, SAW, FCAW, ESW 등. 각자 타 공정 대비 특정 이점 제공.

공정 개요

수동 금속 아크 용접(MMAW), 일명 피복 아크 용접(SMAW)은 전극과 모재 판 사이 전기 아크 구성하는 융합 용접 공정. 이 용접 대부분 수동 수행돼 이름 붙음. 소모성 전극 적합 플럭스로 피복돼 용접 중 분해돼 차폐 가스와 슬래그 층 생성, 아크와 용융 금속 풀 산화/오염 방지 도움. 따라서 차폐 가스 별도 적용 불필요.

가스 금속 아크 용접(GMAW)도 소모성 전극과 모재 부품 사이 아크 구성하는 융합 용접 공정. 와이어 형태 전극이 와이어 스풀에서 기계화 시스템으로 용접 구역 연속 공급, 동시에 적절한 차폐 가스 외부 소스에서 공급해 아크와 주변 영역 보호. GMAW 매우 빠른 공정, 높은 필러 퇴적률.

상세 비교표

핵심 차이점 심층 분석

간헐적/연속 공정

직경 0.5~2.0mm, 길이 30~50cm, 적합 플럭스 피복 봉이 MMAW 전극 사용. 소모성 전극이라 용접 시간 따라 길이 짧아짐(용접 비드 퇴적). 일정 간격 후(플럭스 피복 부분 끝나면) 새 전극으로 교체해 용접 지속. 따라서 MMAW 빈번한 정지 필요, 간헐적 공정. 반대로 소모성 전극(와이어 형태) GMAW에서 와이어 풀에서 연속 공급. 와이어 풀 충분 길이 와이어 저장(보통 무게로 측정). 따라서 GMAW 전극 교체 위한 정지 없이 더 긴 지속 가능.

차폐 가스 공급원

차폐 가스 아크 용접 공정에서 아크와 용융 금속 풀 산화/기타 오염 방지 위해 필수. 아크 용접 중 두꺼운 차폐 가스 층 전체 용접 구역 감싸 대기 공기 용접 비드/주변 고온 영역 접촉 제한. MMAW 공정에서 전극 플럭스 피복돼 용접 열로 분해돼 가열 영역 덮을 충분 차폐 가스 생성. 추가 차폐 가스 공급 불필요. GMAW에서 전극 그런 플럭스 피복 없음. 따라서 차폐 가스 추가 소스(가스 실린더 등)에서 적절 공급 파이프라인/노즐로 공급.

슬래그 퇴적과 제거

MMAW 플럭스 피복 전극 사용, 플럭스 실제 용접 중 의도한 차폐 가스 생성. 플럭스 슬래그도 생성해 용접 비드 최상층 퇴적, 오염 방지 보호. 하지만 용접 후 슬래그 층 제거 필요 외관 개선. 보통 연삭 채택. 하지만 슬래그 표면 뜨지 못하고 용접 비드 내 갇히면 슬래그 함유 결함 관찰. 그런 결함 하중 지지력, 접합 강도 저하, 부식 취약→수명 단축 결과. GMAW 플럭스 피복 전극 안 써 슬래그 없음. 슬래그 관련 결함과 슬래그 제거 후처리 필요성 제거.

생산성

MMAW 고생산성 아님. 다중 패스 용접에서 용접 비드 슬래그 매 패스 후 완전히 제거 필요(슬래그 함유 결함 방지). 게다가 전극 자주 교체 필요. 용접 비드 대량 용융 금속 퇴적 필요 시 부적합. 다중 패스 용접 생산성 낮음. GMAW 슬래그 없고 전극 교체 불필요. 짧은 시간 대량 필러 퇴적 가능. 루트 갭 크거나 모서리 U/V 형상 준비됐거나 판 두꺼울 때 완벽 선택. 게다가 GMAW 전극 직경 MMAW보다 작아 아크 전류 밀도 높여 필러 퇴적률 증가.

용접 유연성

유연성: 특정 조건 하 특정 공정 적용 능력/가능성 의미. 간접적 특정 조건 하 공정 적용 능력/가능성 의미. GMAW 차폐 가스 실린더, 파이프라인, 제어 공급용 액세서리 필요. 옥외 소규모 적용 부적합. MMAW 전극 도달 범위 내 거의 모든 위치, 모든 자세, 거의 모든 장소 적용 가능. 단, 성능 모든 시나리오 동일 수준 아닐 수 있음. MMAW 생산성 낮으나 높은 유연성, 다양한 응용.

용접 품질과 용접사 의존도

이름대로 수동 금속 아크 용접 대부분 인간 작업자 수행. 용접 품질 용접사 기술과 경험 의존. 무작위/우연 오류 포함 인적 오류 취약. 반대로 GMAW 자동화 가능, 용접사 최소 개입. 적절 매개변수 사용 시 더 나은 품질 접합 제공.

이상으로 수동 금속 아크 용접(MMAW)과 가스 금속 아크 용접(GMAW) 공정 과학적 비교 마칩니다. 더 깊은 이해 위해 다음 참고자료 권장.

1. magmaweld.com, Arc welding processes
2. W. L. Ballis, Shielded Metal Arc Welding (2011, Xulon Press)
3. W. H. Minnick, Gas Metal Arc Welding Handbook (2007, Goodheart Willcox)