가스 용접 설명: 공정, 부품 및 응용 분야
가스 용접이란?
가스 용접은 연료 가스를 연소시켜 열을 발생시키는 액체 상태 용접 공정의 한 유형입니다. 이 열은 함께 고정되어 조인트를 형성하는 용접 플레이트의 계면 표면을 녹이는 데 사용됩니다. 이 공정에서는 주로 옥시-아세틸렌 가스가 연료 가스로 사용됩니다.
이 공정은 충전재의 도움 여부에 관계없이 수행할 수 있습니다. 충전재를 사용하는 경우 수동으로 용접 영역에 직접 공급됩니다. 가스 용접은 그 응용 범위 때문에 가장 중요한 용접 유형 중 하나입니다.
가장 오래된 열 기반 용접 형태 중 하나이며 많은 산업에서 여전히 최적의 옵션으로 남아 있습니다.
이 용접 기술이 여전히 매우 인기 있는 이유는 사용 편의성과 저비용 특성 때문입니다. 가스 용접으로 용접 공정을 수행하는 것은 상대적으로 쉽고 반드시 전문 용접사를 필요로 하지 않습니다.
아세틸렌 같은 연료를 사용하면 화염 온도가 5,700°F(3,200°C)를 약간 넘을 수 있습니다. 이 온도는 아크 용접기에서 얻는 온도보다 낮지만, 앞서 언급한 장점들이 다양한 수리 및 건설 작업에서 이 단점을 능가합니다.
가스 용접은 어떻게 수행되나요?
가스 용접 장비를 사용하여 금속을 용접할 때 연료 가스가 산소와 혼합되어 고온의 집중된 화염을 생성합니다. 이 화염이 직접 용접 영역을 때려 해당 재료를 녹입니다(종종 충전재 추가 여부에 관계없이).
각 금속 조각의 녹은 부분은 용융 풀 또는 웰드 풀이라고 불리는 것을 형성하며, 여기서 액체 금속이 서로 확산되고 냉각되면 강한 조인트를 형성합니다. 이 용접 형태는 많은 일반적인 금속 유형에 사용될 수 있습니다.
용접 완료에는 용접사가 화염을 조인트에서 천천히 제거하여 산화 없이 굳을 시간을 주는 것이 필요합니다.
가장 일반적으로 산소는 아세틸렌, 수소, 프로필렌, 부탄 등과 같은 가스와 혼합됩니다. 용접에 사용되는 가스 선택은 프로젝트 유형, 비용, 화염 제어에 따라 달라집니다.
가장 일반적으로 사용되는 가스 용접 연료 가스는 아세틸렌입니다. 이는 매우 인기가 있어 사용되는 연료에 따라 가스 용접을 옥시-아세틸렌 용접으로 대체하는 것이 흔하지 않습니다.
가스 용접의 주요 부품
가스 용접 시스템의 주요 구성 요소 중 일부는 이미 추측하실 수 있지만, 다른 부품들은 무엇이 필요할까요?
살펴보겠습니다:
- 연료 실린더: 가스 용접 시스템에서 가장 중요한 부품 중 하나는 당연히 연료 가스입니다. 이는 보통 어떤 종류의 실린더에 저장됩니다. 실린더는 밀봉되어 있으며 압축 연료가 실린더를 약화시키지 않도록 중후판 강철로 만들어집니다. 이 실린더들은 보통 마룬 색으로 칠해져 있습니다.
- 산소 실린더: 가스 용접 시스템의 또 다른 중요한 구성 요소는 순수 산소의 지속적인 공급입니다. 산소 실린더는 용접에 필요한 압축 산소를 보관합니다. 산소와 연료 실린더 모두 각각의 가스 압력을 견디도록 제작됩니다. 이들은 보통 검정색으로 칠해져 있습니다(항상은 아님).
- 압력 조절기: 연료와 산소 가스 모두 고압으로 저장되므로 용접 공정 중 안전한 사용을 위해 압력을 낮추는 방법이 필요합니다. 여기서 압력 조절기가 매우 유용합니다. 일반적으로 이 장치는 산소를 70~130 kN/m²의 안정적인 압력으로 공급하고, 가스는 7~103 kN/m² 사이에서 공급합니다.
- 제어 밸브: 두 가스 모두 별도의 제어 밸브를 가집니다. 제어 밸브는 실린더에서 방출되는 가스 양을 제어하는 데 사용됩니다. 제어 밸브는 연료-산소 비율 제어에도 필수적입니다.
- 혼합실: 이름에서 알 수 있듯이 연료와 산화제를 안전하게 혼합하는 데 사용됩니다. 제어 밸브는 실린더에서 혼합실로 가스 흐름을 조절하는 데 사용됩니다.
- 용접 토치: 가스 용접 장비의 "실질적 끝단"입니다. 보통 혼합실과 제어 밸브도 포함합니다. 토치의 다른 끝에는 용접사가 쉽게 적용할 수 있도록 연료-산소 혼합물이 함께 연소되는 노즐이 있습니다.
가스 용접의 응용
가스 용접의 응용에는 금속 용접과 절단이 포함됩니다. 아래는 사용되는 가스 용접입니다:
- 철금속과 비철금속 접합
- 옥시-아세틸렌 용접은 탄소강, 합금강, 주철, 알루미늄 및 합금, 구리 및 합금, 니켈, 마그네슘 등에 접합용으로 사용 가능
- 자동차 및 항공기 산업에서 널리 사용
- 옥시-아세틸렌 용접 응용은 시트 금속 제조 공장에서 사용
- 비교적 느린 가열 및 냉각 속도가 필요한 재료 접합 가능
가스 용접의 장점
다음은 가스 용접의 장점입니다:
- 휴대 가능하고 가장 다용도인 공정: 가스 용접은 아마도 휴대 가능하고 가장 다용도인 공정입니다. 가스 용접 제품의 범위는 매우 넓습니다. 다양한 제조, 유지보수, 수리 작업에 적용 가능합니다.
- 용접 구역 금속 온도 제어 용이: 가스 용접은 가스 화염을 제어하여 용접 구역의 금속 온도를 더 잘 제어할 수 있습니다.
- 충전 금속 증착 속도 제어 용이: 가스 용접에서는 열원과 충전 금속이 아크 용접과 달리 분리되어 있습니다. 이는 충전 금속 증착 속도를 더 잘 제어할 수 있게 합니다.
- 이종 금속 용접에 적합: 적절한 충전재와 플럭스 재료로 가스 용접은 이종 금속 용접에 적합할 수 있습니다.
- 저비용 및 유지보수: 가스 용접 장비의 비용과 유지보수는 일부 다른 용접 공정에 비해 낮습니다. 장비는 다용도, 자급자족, 휴대 가능합니다.
가스 용접의 단점
- 두꺼운 단면에는 부적합: 발생 열이 충분하지 않아 두꺼운 단면을 경제적으로 접합할 수 없습니다.
- 가스 화염의 낮은 작업 온도: 화염 온도가 아크 온도보다 낮습니다.
- 느린 가열 속도: 가열 및 냉각 속도가 상대적으로 느립니다. 경우에 따라 이는 장점입니다.
- 내화성 및 반응성 금속에 부적합: 텅스텐, 몰리브덴 같은 내화 금속과 티타늄, 지르코늄 같은 반응성 금속은 가스 용접 공정으로 용접할 수 없습니다.
- 더 큰 열영향부: 조인트의 장시간 가열로 인해 가스 용접은 더 큰 열영향부를 초래합니다.
- 플럭스 실딩이 그다지 효과적이지 않음: 가스 용접의 플럭스 실딩은 TIG나 MIG 용접만큼 효과적이지 않습니다. 산화를 완전히 피할 수 없습니다.
- 가스 저장 및 취급 문제: 아세틸렌, 산소 같은 폭발성 가스의 저장 및 취급과 관련된 안전 문제가 더 많습니다.