용접은 열, 압력, 또는 둘 다를 사용해 두 개 이상의 부품을 융합(fuse)해 부품이 식으면서 조인트(joint)를 형성하는 제작 공정(fabrication process)입니다. 용접은 주로 금속과 열가소성 플라스틱(thermoplastics)에 사용되지만 나무에도 적용 가능합니다. 완성된 용접 조인트는 '웰드먼트(weldment)'라 부를 수 있습니다.
일부 소재는 특수 공정과 기술이 필요합니다. 어떤 소재는 '용접 불능(unweldable)'으로 간주되는데, 이는 사전엔 없는 용어지만 엔지니어링에서 유용하고 설명적인 표현입니다.
결합되는 부품들을 '모재(base material)'라 부릅니다. 조인트 형성을 위해 추가되는 소재를 '충전재(filler)' 또는 '소모품(consumable)'이라 합니다. 이 소재들 형상 때문에 '베이스 플레이트(base plate)', '튜브(tube)', '플럭스 코어 와이어(flux-cored wire)', '소모성 전극(consumable electrode, 아크 용접용)' 등으로 불리기도 합니다.
소모품은 보통 모재와 조성이 비슷하게 선택돼 동질 용접(homogenous weld)을 형성하지만, 주철 용접처럼 충전재 조성이 크게 다르고 따라서 특성이 다른 경우도 있습니다. 이런 용접을 이종 용접(heterogeneous welds)이라 부릅니다.
완성된 용접 조인트는 '웰드먼트(weldment)'라 부를 수 있습니다.
용접은 열, 압력, 또는 둘 다로 두 개 이상의 부품을 융합해 부품이 식으면서 결합(join)을 형성하는 제작 공정입니다. 용접은 보통 금속과 열가소성 플라스틱에 쓰이지만 나무에도 사용 가능. 완성된 용접 조인트는 '웰드먼트(weldment)'라 부를 수 있습니다.
용접은 별도 바인더(binder) 소재 없이 두 소재를 직접 결합합니다. 브레이징(brazing)과 솔더링(soldering)은 더 낮은 녹는점 바인더를 쓰지만, 용접은 두 공작물을 직접 결합합니다.
오늘날 대부분 용접은 아크 용접(arc welding)과 토치 용접(torch welding) 두 범주로 나뉩니다.
아크 용접(Arc Welding)은 전기 아크로 모재와 충전재(용접봉이라고도 함)를 녹여 조인트 용접. 아크 용접은 접지선(grounding wire)을 용접 소재나 다른 금속 표면에 연결.
다른 선인 전극 리드(electrode lead)를 용접할 소재에 놓습니다. 리드를 소재에서 떼면 전기 아크 발생. 자동차 배터리에서 점퍼 케이블 뺄 때 보이는 스파크와 비슷. 아크가 공작물과 충전재를 녹여 결합 돕습니다.
충전재를 용접 조인트에 공급하려면 안정된 손과 세심한 눈이 필요. 봉이 녹으면 용접사는 작은 일정한 앞뒤 움직임으로 충전재를 조인트에 지속 공급해야 함. 이 움직임이 용접비드 특유 모양 만듦. 너무 빠르거나 느리게, 아크를 너무 가깝거나 멀리 대면 불량 용접 발생.
피복 아크 용접(SMAW/스틱 용접), 가스 금속 아크 용접(GMAW/미그 용접/MIG), 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW/티그 용접/TIG) 모두 아크 용접 예시.
이 세 가지 일반 방법은 각각 고유한 장단점. 스틱 용접은 저렴하고 배우기 쉽지만 느리고 덜 다용도. 반대로 TIG 용접은 배우기 어렵고 정교한 장비 필요. 하지만 고품질 용접 생성, 다른 방법으로 못 용접하는 소재도 용접 가능.
토치 용접(Torch Welding)은 또 다른 인기 용접법. 보통 산소-아세틸렌 토치로 공작물과 용접봉 녹임. 용접사가 토치와 봉 동시 제어해 용접 제어력 높음. 산업용으로는 덜 쓰이지만 유지보수, 수리, 조각 작업에 여전히 자주 사용.
용접에는 네 가지 주요 유형이 있습니다. MIG – 가스 금속 아크 용접(GMAW), TIG – 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 스틱 – 피복 금속 아크 용접(SMAW), 플럭스 코어 – 플럭스 코어 아크 용접(FCAW). 각 용접 유형을 더 깊이 살펴보겠습니다.
MIG 용접은 초보자가 배워야 할 가장 흔한 용접 유형 중 하나. 자동차 산업에서 배기 수리, 주택/건물 건설에 사용. 연속 와이어인 전극(electrode)을 쓰는 아크 용접 유형. 용접 건으로 실드 가스(shielding gas) 흐르며 오염 방지.
MIG 용접은 실제 두 가지 유형. 첫째 베어 와이어(bare wire), 둘째 플럭스 코어(flux core). 베어 와이어 MIG로 얇은 금속 조각 결합 가능. 플럭스 코어 MIG는 유량계나 가스 공급 불필요해 야외 사용 가능. MIG 용접은 비싼 장비 살 돈 없는 DIY/아마추어 용접사 선택지.
MIG처럼 아크 사용하지만 배우기 더 어려운 용접 기술 중 하나. TIG 용접은 텅스텐 전극 사용. 텅스텐은 가장 단단한 금속 소재 중 하나로 녹거나 타지 않음.
티그 용접은 퓨전(fusion) 공정으로 수행 가능하며 충전 금속 사용 여부 선택 가능. TIG는 아르곤, 헬륨 등 외부 가스 공급도 사용.
TIG 용접엔 양손 필요. 한 손은 봉 가이드, 다른 손은 TIG 토치 잡음. 토치가 열과 아크 생성해 알루미늄, 강철, 니켈 합금, 구리 합금, 코발트, 티타늄 등 대부분 일반 금속 용접.
TIG 용접기로 강철, 스테인리스강, 크로몰리, 알루미늄, 니켈 합금, 마그네슘, 구리, 황동, 청동, 금까지 용접 가능. 자전거 프레임, 잔디깎이, 도어 핸들, 펜더 등 용도에 유용.
항공우주, 자동차 산업 등 산업 현장에서도 TIG 용접 사용. 아이오와 같은 곳에서도 농부들이 왜건 프레임, 펜더, 중요 장비 용접에 유용.
용접 장비 휴대하며 작업하고 싶다면? 스틱 용접 큰 장점: 휴대성 좋음. 건설, 유지보수/수리, 수중 파이프라인, 산업 제조에 사용. 피복 금속 아크 용접, 즉 스틱 용접 사용.
스틱 용접 = 아크 용접, 전통 방식. MIG보다 마스터하기 좀 더 어렵지만 집에서 해보고 싶으면 장비 매우 저렴하게 구입 가능. 스틱 전극 용접봉 사용.
소모성 피복 전극(스틱) 사용. 피복 전극과 모재 공작물 사이 전기 아크로 열 가해 금속 연화·결합. 스틱 녹으며 피복도 녹아 산소 등 공기 중 가스로부터 용접부 보호.
MIG 용접과 유사. 사실 MIG 용접기로 FCAW 용접도 겸용 가능. MIG처럼 전극 겸 충전재인 와이어가 봉 통과. 여기부터 차이: FCAW 와이어엔 플럭스 코어(flux core) 있어 용접부 주변 가스 실드 형성. 외부 가스 공급 불필요.
FCAW는 고온 용접이라 두껍고 무거운 금속에 적합. 중장비 수리에 자주 사용. 폐기물 적게 발생하는 효율적 공정. 외부 가스 불필요해 비용 효율적. 단, 슬래그(slag) 남아 깔끔한 마무리 위해 약간 정리 필요.
플라즈마 아크 용접은 정밀 기술로, 금속 두께 0.015인치(약 0.38mm) 항공우주 용도에 흔히 사용. 예: 엔진 블레이드, 에어 씰. TIG 용접과 기술적으로 매우 유사하나 전극이 함몰(recessed)돼 있고 아크 내 이온화 가스들로 열 발생.
일반 가스 조합: 플라즈마 가스 아르곤, 실드 가스 아르곤 + 2~5% 수소. 헬륨도 플라즈마 가스로 가능하나 더 뜨거워 노즐 암페어리지 감소.
플라즈마 용접 더 알고 싶으면 이 글 확인.
금속이나 열가소성 플라스틱에 사용. 이름대로 레이저를 열원으로 사용해 용접 생성. 탄소강, 스테인리스강, HSLA 강, 티타늄, 알루미늄 사용 가능. 로봇으로 쉽게 자동화돼 제조업(예: 자동차 산업)에 널리 사용.
고속 전자빔이 운동에너지로 열 발생시켜 두 소재 용접하는 용접 유형. 기계적으로 수행되는 매우 까다로운 용접으로, 주로 진공 상태에서 수행.
가스 용접은 드물게 사용되며 TIG 용접으로 대체됨. 가스 용접기엔 산소와 아세틸렌 필요, 휴대성 좋음. 자동차 배기 파트 재용접에 아직 가끔 사용.
원자 수소 용접은 극도로 고열 용접으로 구 명칭 원자 아크 용접(Atomic Arc Welding). 두 텅스텐 전극을 수소 가스로 실드. 아세틸렌 토치 초과 온도 도달 가능, 충전 금속 유무 상관없이 수행 가능. 최근 MIG 용접으로 대체된 오래된 용접 형태.
두 금속 판 얇은 모서리를 수직으로 결합하는 고급 용접 공정. 조인트 바깥이 아닌 두 패널 모서리 사이에서 용접 수행.
구리 전극 와이어가 소모성 금속 가이드 튜브(충전재 역할) 통과. 전류 인가 시 아크 발생, 심(seam) 바닥에서 용접 시작해 위로 천천히 이동하며 심 대신 용접비드 형성. 자동화 공정으로 기계 수행.
필렛 용접은 두 금속 조각이 수직이거나 각도 있을 때 결합하는 공정. 보통 티 조인트(tee joints, 서로 수직인 두 금속)나 겹치기 조인트(lap joints, 겹치는 두 금속 모서리 용접)로 불림.
용접은 삼각형 단면이며 용접사 기술에 따라 오목(concave), 평평(flat), 볼록(convex) 표면 가질 수 있음. 플랜지-파이프 연결, 인프라 단면 용접, 볼트 강도 부족 시 필렛 용접 사용.
필렛 용접은 두 표면을 수직 결합해 대략 직각 형성. 이 용접 스타일은 다음 하위 유형으로 세분화:
필렛 용접의 다용도와 저비용으로 용접 산업에서 가장 널리 쓰이는 조인트 중 하나. 대표 용도:
그루브 용접은 두 조인트 부재 사이 간격으로 금속 담을 공간 제공하는 것. 필렛 용접 다음으로 가장 많이 쓰이는 용접.
그루브 용접은 결합될 두 부재 사이 그루브에 용접비드 증착. 사용 용접 유형이 심, 조인트, 표면 준비 방식 결정.
그루브 용접으로 같은 평면 부품 결합 가능. 기본 그루브 용접 유형:
다른 용접 형태 대비 그루브 용접 공정은 일반적으로 더 시간 많이 걸리고 수행 어렵고, 결합 면 한쪽 또는 양쪽 특수 베벨링 필요.
하지만 검사 용이, 고강도 용접 생성, 양호한 변형 제어 제공. 그루브 용접 대표 용도:
끊어지지 않은 표면에 하나 이상 스트링거(stringer)나 위브 비드(weave beads) 증착해 원하는 특성이나 치수 얻는 용접.
서페이싱은 마모된 부품 표면이나 모서리에 단단하고 내마모성 금속층 적용하는 용접 공정. 기계, 공구, 건설 장비 수명 보존·연장 가장 경제적 방법 중 하나.
서페이싱 용접은 하나 이상 스트링거/위브 비드 구성. 서페이싱=하드페이싱(hard facing) 또는 웨어페이싱(wear facing)이라고도 함. 마모된 샤프트, 기어, 절삭날 빌드업에 자주 사용.
대표 서페이싱 용접 유형:
서페이싱 용접은 모재보다 내마모성 큰 금속으로 용접해 물체 표면 강화나 마모 부위 재건에 흔히 사용.
이 기술은 공격적 고마모 용도 장비/공구 보호·수명 연장 가장 비용 효율적 방법 중 하나. 사각 맞대기 조인트와 결합해 최종 용접 품질 향상에도 사용.
플러그 용접(Plug Weld) = 로제트 용접(Rosette Weld). 작은 원형 구멍에 용접 비드 증착해 두 금속 융합. 보통 겹치는 두 금속 위쪽 금속에 구멍 내 용접.
플러그 용접은 스팟 용접기 접근 어려운 경우 차량 제조사 대안. DIY 자동차 복원에선 원래 스팟 용접됐던 패널 플랜지에 일반적으로 스팟 용접 대신 사용.
제대로 된 플러그 용접은 원래 스팟 용접보다 강함. 랠리 카 빌더들 자주 사용, 영국 MOT 시험에서 구형 차 수리 시 스팟 용접 대안으로 인정.
기타 용도:
슬롯 용접은 한 소재 표면을 긴 구멍(elongated hole) 통해 다른 소재와 결합. 구멍 한쪽 끝 열려 있을 수 있고 부분적/완전 용접재 채움 가능.
랩/티 조인트 한 부재 긴 구멍에 용접해 해당 부재를 구멍 통해 노출된 다른 부재 표면과 결합. 구멍 한쪽 끝 열려 있거나 부분/완전 용접 금속 채움 가능.
플러그 용접은 직경으로 형상 특징, 슬롯 용접은 직경과 길이 모두로 형상 특징.
부품 사양에 따라 구멍 한 끝 열려 있거나 부분/완전 용접재 채움.
슬롯 용접은 부품 설계상 두 표면 겹침 필요할 때 유리. 구체적 용도:
플래시 용접은 충전 금속 필요 없는 저항 용접(resistance welding) 방식. 플래시 용접 공정 중 결합될 두 표면 사이 저항 생성 위해 전류 인가. 두 표면이 작은 접촉점에서 만나면 전류 흐르며 소재 용융.
용융 소재가 용융 입자 분사 형태로 조인트 빠져나가며 독특한 플래싱 동작 생성. 산화물 등 오염물질 계면에서 제거되며 두 표면 단부에 열연화 구역(heat-softened zone) 형성.
충분히 소재 녹으면 힘 가해 표면 결합. 잔여 용융 소재 없는 맞대기 용접 생성 용이.
플래시 용접 공정: 빠르고 경제적, 다른 녹는점 이종 금속 합 가능. 플래시 용접 주요 용도:
심 용접은 전기 전류와 압력 이용해 두 동일/이종 소재를 심(seam)에서 결합. 두 금속 사이 접촉 저항 덕분에 가능. 전류 금속 사이 통과하며 미세 간격에 열 발생.
주로 금속에 사용(전기 전도 쉽고 상대적 고압 유지 가능). 전류 통과하며 미세 간격 열 발생. 전극이 전기 흐름 유지·제어.
이 용접 유형 두 가지 방법으로 생성:
심 용접 이점:
스팟 용접(저항 스팟 용접)은 저항 용접 공정. 압력과 전기 전류 열로 두 개 이상 금속 시트 결합하는 데 주로 사용.
구리 합금 전극을 시트 표면 접촉시켜 압력과 전류 가해, 저탄소강 같은 저항성 소재에 전류 통과로 열 발생.
스팟 용접은 상대적으로 쉽고 저렴해 자동차, 항공우주, 건설, 전자, 금속 가구, 철도 등 주요 산업에서 인기.
업셋 용접(UW)/저항 맞대기 용접(resistance butt welding)은 맞대는 면 전체에서 동시 또는 조인트 따라 점진적으로 합착(coalescence) 생성하는 용접 기술. 접촉 면 사이 전기 저항 열로 수행.
가열 전 압력 가해 가열 기간 내내 유지. 업셋 용접 장비는 플래시 용접 장비와 매우 유사. 용접할 부품 단면적이 동일할 때만 사용 가능.
맞대기 표면은 적절한 가열 위해 매우 신중히 준비해야 함. 플래시 용접 차이: 부품 용접기에 클램핑돼 힘으로 단단히 밀착.
고전류 조인트 통과시켜 맞대기 표면 가열. 적절한 단조 온도 도달하면 업셋 힘 가하고 전류 차단. 맞대기 표면 고온 + 고압 = 합착 발생. 냉각 후 힘 해제, 용접 완료.
업셋 용접 공정 뚜렷한 이점:
용접은 압력 용기, 교량, 건축 구조물, 항공기/우주선, 철도 차량, 조선/자동차/전기/전자/방산 산업 일반 용도, 파이프라인/철도 부설, 원자력 설비 제작에 널리 쓰임.
용접은 열, 압력 또는 둘 다로 두 개 이상의 부품을 융합해 부품이 식으면서 결합을 형성하는 제작 공정입니다. 용접은 보통 금속과 열가소성 플라스틱에 쓰이지만 나무에도 사용 가능. 완성된 용접 조인트는 '웰드먼트(weldment)'라 부를 수 있습니다.
용접은 별도 바인더 소재 없이 두 소재 직접 결합. 브레이징/솔더링은 더 낮은 녹는점 바인더 쓰지만 용접은 두 공작물 직접 결합.
네 가지 주요 용접 유형: MIG – 가스 금속 아크 용접(GMAW), TIG – 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 스틱 – 피복 금속 아크 용접(SMAW), 플럭스 코어 – 플럭스 코어 아크 용접(FCAW).
가장 흔한 세 가지: 아크, MIG(금속 불활성 가스) 또는 GMAW(가스 금속 아크 용접), TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접. 특정 작업에 최적인 공정 알려면 각 공정 특징 알아야. 아크 용접이 이 세 공정 중 가장 오래됨.
용접사 연봉은 $29,000~$117,000 범위, 중간값 $58,000. 경력과 학력에 따라 차이. 탁월한 기술과 경험이면 고소득 가능.
대부분 사람에게 용접 배우는 건 보통~매우 어려움. 실습 기술이라 읽기만 해선 안 됨. 실제로 하는 것도 대부분 사람에겐 매우 어려움. 배우는 것 위에 수년 연습 필요.
용접은 훌륭한 커리어. 용접사들 흔히 직업 칭찬하며 혜택 강조. 극한 조건, 장시간, 연기/불꽃 감당 가능하면 보람찬 커리어.
진입 쉽음. 정식 교육 불필요, 경험 없어도 시작 가능. 알면 알수록 좋지만 바닥부터 현장 배워가는 좋은 기술직.
TIG 용접이 MIG나 다른 아크 용접보다 더 깨끗하고 정밀한 용접 생성해 가장 강함. 다만 작업마다 다른 방식 필요할 수 있음. TIG가 일반적으로 더 강하고 고품질이지만 작업 요구면 MIG 등 다른 방식 사용.
MIG 용접. MIG 용접기는 초보자 최고 유형. 스풀에 와이어 용접 전극 장착돼 예속 속도로 용접 건 통해 공급. 반자동/자동 공정인 가스 금속 아크 용접(GMAW/MIG)이 가장 배우기 쉬움.
전문 기술 필요하고 위험 수반하는 이런 일들로 계약직 용접사 연 $100,000 이상 벌 수 있음.
대부분 사람 신뢰할 만한 자료 연구와 많은 연습으로 용접 기초 배워 기본 제작/일반 수리 가능. 단, 전문가 의도면 전문가 지도 없이 고숙련도 빠르게 도달 불가능.
TIG 용접이 여러 이유에서 가장 배우기 어려움. 공정 느리고 초보자가 익히는 데 시간 걸림. TIG 용접기엔 풋 페달로 전극 공급·가변 암페어리지 제어하며 토치 손 안정 유지 필요.
용도별 다양한 용접 유형:
기본 용접 유형:
피복 금속 아크 용접(스틱)이 가장 인기 용접 공정. 가장 다용도고 장비 가장 단순. 작고 가벼운 전극과 홀더로 매우 좁은 곳이나 용접 전원에서 수백 피트 떨어진 곳도 작업 가능.
용접은 본질적으로 열과 충전재로 두 물체 결합. 충전재 녹는점까지 가열돼 두 물체 사이 고이면 강한 조인트(용접) 형성.
TIG는 얇은 금속/소규모 프로젝트에 적합(정밀·깨끗한 용접). MIG는 두꺼운 금속/대규모 프로젝트, 긴 연속 런 필요 시 적합. MIG 보통 제어 쉽고 초보자 적합. 비용: TIG가 MIG보다 비쌈.
시작 전 반드시 적절한 안전 장비 갖출 것 — 가장 중요한 것: 보안경, 용접 장갑, 자동 차광 헬멧(섬광 눈 보호), 방화 재킷.
F는 필렛 용접(fillet weld), G는 그루브 용접(groove weld). 필렛 용접은 수직/각도 있는 두 금속 결합. 그루브 용접은 공작물 사이/공작물 모서리 사이 그루브에 생성. 이 시스템으로 2G 용접 = 수평 자세 그루브 용접.
작업에 가장 적합한 용접 공정 평가 시 일반적으로 고려 요소:
산업기술
용접이란? 용접은 열, 압력, 또는 둘 다를 이용해 두 개 이상의 부품을 융합해 냉각되면서 접합부(이음)를 형성하는 제조 공정입니다. 금속과 열가소성 수지에 주로 쓰이며 목재에도 적용 가능합니다. 완성된 용접 이음을 용접부(weldment)라 부릅니다. 특수 공정·기술이 필요한 재료도 있으며, 비용접성(non-weldable)이라 불리는 재료도 있습니다(공학 용어). 접합 대상 모재(base material)와 이음 형성을 위해 첨가되는 필러/소모재(fillers/consumables)로 구성되며, 형상에 따라 기재, 튜브, 플럭스
아크 용접이란? 아크 용접은 전기를 사용하여 금속을 녹일 만큼 충분한 열을 발생시키고, 냉각된 용융 금속이 금속의 접합을 생성하도록 하여 금속을 금속에 접합하는 데 사용되는 용접 공정입니다. 금속 막대(전극)와 모재 사이에 아크를 생성하기 위해 용접 전원 장치를 사용하는 용접 유형으로, 접촉점에서 금속을 녹입니다. 아크 용접기는 직류(DC) 또는 교류(AC)를 사용할 수 있으며 소모성 또는 비소모성 전극을 사용할 수 있습니다. 용접 영역은 일반적으로 어떤 유형의 차폐 가스, 증기 또는 슬래그로 보호됩니다. 아크 용접 공정은 수동,
