A-TIG와 FB-TIG 용접 기술 차이점 이해

텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접은 비소모성 텅스텐 전극과 공작물 사이 전기 아크 구성하는 아크 기반 인기 용접 공정. 필러 금속 사용 여부와 관계없이 금속 부품 영구 접합 효율적·경제적 신뢰성 있는 공정. 건전한 접합 생성 능력 외 훌륭한 용접 비드 외관으로 구조부터 항공우주까지 다양한 응용에서 압도적 수용.

많은 장점에도 최대 달성 관통 깊이 제한. 최적 매개변수와 모든 유리 조건 활용해도 단일 패스 최대 3.5mm 관통. 두꺼운 부품 접합 위해 모서리 준비와 다중 패스 필요, 시간 소모→전체 생산성 영향.

텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접 변형

제한적 관통이 이 주제 연구 관심 촉발, 결과 기존 TIG 대비 달성 가능 관통 깊이 현저 개선하는 몇 변형 등장. 활성화 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접과 플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접이 그런 변형 중 둘로 적합 활성화 플럭스 활용해 기존 TIG 다양한 특성 개선. 이 공정들은 플럭스 보조 TIG 용접이라 불리며 접합할 부품에 활성화 플럭스 층 필수 요구.

활성화 플럭스와 금속 표면 도포

두 경우 모두 활성화 플럭스 얇은 층(두께 보통 50µm 이하) 용접 전 모재 표면 도포. 활성화 플럭스: TiO₂, SiO₂, Cr₂O₃, MgCO₃, MgO, MnO₂, CaO, Al₂O₃, ZrO₂ 등 금속 산화물/할라이드 다수 포함. 그런 플럭스 다양한 비율 균질 혼합도 사용.

플럭스 먼저 아세톤과 혼합해 페이스트 같은 용액 만들고 모재 표면 부드러운 붓 수동 또는 기계화 시스템 자동 도포. 혼합 비율 중요치 않음. 아세톤 고휘발성으로 도포 중에도 비율 일정 안 유지되므로. 하지만 플럭스 코팅 두께 균일 유지가 결함 없는 용접 위한 핵심 요소. 플럭스 코팅 도포 후 용접 기존 TIG와 정확히 같은 방식 수행. 모든 공정 매개변수 동일, 단 폐회로 전압 일부 경우 약간 증가(보통 변화 무시 가능).

활성화 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접

A-TIG와 FB-TIG 앞서 언급한 원리 동일하나 모재에 활성화 플럭스 도포 위치 다름. A-TIG 용접에서 플럭스 모재 계면과 주변 도포. 보통 루트 갭 가로질러 계면에서 약 4mm 폭까지 양쪽 도포. 여기선 용접 중 플럭스 아크 바로 아래 위치. A-TIG용 모재 위 대표적 플럭스 층 도식적 표시.

플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접

FB-TIG 용접에서 계면과 주변 플럭스 도포 안 함. 대신 모재 최상면 루트 갭 후 작은 공간 두고 도포. 여기선 플럭스 용접 중 전기 아크 바로 아래 위치 안 함. 활성화 플럭스, 금속 표면 도포 방법, 용접 절차 A-TIG와 정확히 동일. 유일한 차이 플럭스 도포 위치. 둘 다 달성 가능 관통 깊이 현저 개선 보임. FB-TIG용 모재 위 대표적 플럭스 층 도식적 표시.

A-TIG와 FB-TIG가 기존 TIG 대비 제공하는 장점

다양한 조사 결과 그런 플럭스 사용 기존 TIG 대비 수많은 장점 가져옴 밝혀짐. A-TIG와 FB-TIG 유사 결과 제공해 기존 대비 장점도 동일. 장점 열거:

1. 향상된 관통 깊이: 활성화 플럭스→수축 아크→아크 열 밀도 증가. 많은 지지자 마랑고니 효과 역전으로 관통 증가 주장. 플럭스 보조 TIG 보통 6~9mm 관통; 최적 매개변수 사용 시 단일 패스 11mm 관통도 달성. 기존 TIG 대비 약 3배 관통 증가 의미.
2. 좁은 용접 비드: 수축 아크→좁은 용접 비드. 간접 이점: 낮은 변형, 좁은 열영향부(HAZ). HAZ는 아크 가열로 야금적 특성 심각 영향받아 용접 접합 약점 간주. 좁은 HAZ 항상 바람직.

이상으로 활성화 텅스텐 불활성 가스(A-TIG) 용접과 플럭스 결합 텅스텐 불활성 가스(FB-TIG) 용접 과학적 비교 제공. 더 깊은 이해 위해 다음 참고자료 권장.

• Babu et al. (2016); Development of flux bounded tungsten inert gas welding process to join aluminum alloys; American Journal of Mechanical and Industrial Engineering; Vol. 1 (3); pp. 58-63.
• Saha et al. (2018); Investigation on the effect of activating flux on tungsten inert gas welding of austenitic stainless steel using ac polarity; Indian Welding Journal; Vol. 51 (2).