납 용접: 안전한 기술을 위한 전문 가이드 및 팁

납은 방수성이 있고 쉽게 녹으며 부식에 덜 취약해 많은 용접 프로젝트에 이상적인 선택입니다. 자동차 부품과 파이프에 자주 쓰이지만, 부적절하게 다루면 독성이 강합니다.

토치를 켜기 전 작업장 환기와 안전 장비 착용으로 예방 조치를 취하세요. 그런 다음 산소-아세틸렌 토치와 납땜 로드를 사용해 접합을 완료하세요. 낡은 조각이든 새 조각이든 납 조각을 용접해 강하고 오래 지속되는 결합을 만드세요.

납 용접이란?

납 버닝(lead burning)은 납 시트를 접합하는 용접 공정입니다. 보통 산소-아세틸렌 가스 용접으로 수행되는 수동 공정입니다.

이 공정은 토치 화염을 사용해 납 시트를 수동으로 접합하며, 플럭스가 필요 없다는 점이 유일한 차이입니다. 플럭스는 주로 전자 납땜 전 화학 세정제로 쓰이지만, 납 용접에는 절대 쓰지 않습니다.

다른 금속 용접에는 플럭스가 필요합니다. 동과 마찬가지로 납도 자체 플럭싱 성분을 가져 용접에 추가 플럭스가 필요하지 않습니다.

납은 미가공 표면 색(백색~회색), 신선한 파단면 색과 구조(연회색, 결정질), 갓 줄질한 표면 색(백색)으로 식별할 수 있습니다.

더 보기: 용접이란?

납 용접에 흔히 쓰이는 세 가지 가스 조합:

산소-수소와 산소-아세틸렌 공정은 모든 자세에서 작동합니다. 오버헤드 용접에는 산소-천연가스를 쓰지 않습니다. 보통 용접 종류에 따라 1.5~5 psi(10.3~34.5 kPa) 저압을 사용합니다.

용접 토치는 꽤 작습니다. 가연성 가스와 산소 밸브가 손잡이 앞부분에 있어 엄지로 조절하기 쉽습니다.

토치 팁 드릴 크기는 78~58번입니다. 큰 팁은 두꺼운 납에, 작은 팁은 6파운드(2.7kg) 납에 사용합니다.

필러 로드는 용접하는 납과 같은 조성이어야 합니다. 직경은 1/8~3/5인치(3.2~19.1mm) 범위입니다. 큰 크기는 두꺼운 납, 작은 크기는 얇은 납에 사용합니다.

납 버닝은 자가 용접(autogenous welding) 공정입니다. 두 납 시트를 기계적으로 밀착시킵니다. 토치 화염으로 가열하면 함께 흐릅니다. 필러 로드가 필요 없으며, 시트 자체가 필러가 됩니다(자가 용접). 플럭스도 사용하지 않습니다.

반면 납땜(soldering)은 공융 거동을 보이는 호환 합금인 솔더 합금을 사용합니다. 이는 모재보다 낮은 융점을 가져 용접 대신 납땜 공정이 가능합니다. 시트 가장자리에서 충분한 밀착 오버랩을 형성할 편리한 방법이 없으면 필러 로드가 필요할 수 있습니다.

동일 납 시트 조각을 이 필러로 사용합니다. 초기 밀착 대신 필러를 과도하게 사용하는 것은 불량 기술의 신호로 간주됩니다.

납 버닝용 토치는 작고 뜨거운 가스 화염입니다. 산소-아세틸렌이 가장 흔히 쓰이며 휴대하기 쉽습니다. 보통 작은 #0 노즐을 사용하며, 때로는 미니어처 토치 바디를 쓰지만 그 외는 강철이나 동 작업용 토치와 같습니다.

다양한 연료 가스를 쓸 수 있지만 고온 달성을 위해 산소 공급은 항상 필요합니다. 연료 가스는 아세틸렌, 천연가스, 수소일 수 있습니다. 산소-수소가 최상으로 여겨지나 휴대하기 어렵습니다.

산소-천연가스가 가장 저렴해 고정 작업대에서 자주 쓰입니다. 덜 뜨거워 어색한 자세(오버헤드) 용접에는 쓸 수 없습니다. 산소-아세틸렌이 가장 흔한데, 납 작업이 현장에서 많이 이뤄지며 휴대하기 좋기 때문입니다.

중성 화염을 사용합니다. 환원 화염(연료 과다)은 용접부에 그을침 퇴적을 일으켜 문제를 만듭니다. 산화 화염은 납을 태워 산화납 드로스를 생성해 연성이 낮은 불량 용접을 만듭니다.

납 버닝은 시트 납 지붕 작업이나 맞춤형 빗물 용품 제작(홈통, 낙수관, 장식 호퍼)에 수행됩니다. 장식 납 작업에도 납 버닝을 쓰는데, 특히 화분처럼 방수 이음이 필요할 때 그렇습니다.

납 버닝은 따라서 원래 의미인 납 작업자(라틴어: plumbum)로서 전통적인 배관공 작업의 일부입니다. 희귀하고 전문적이지만 이 작업은 역사적 건물 복원뿐만 아니라 오늘날에도 여전히 수행됩니다.

대부분 납 시트 작업은 보싱(bossing, 기계적 접기/압착)으로 성형 및 밀봉됩니다. 물이 흘러내리는 지붕에는 충분하지만 고인 물이 닿으면 충분히 방수되지 않아 불투과성 버닝 이음이 필요합니다.

납 버닝은 설치 배관 작업의 일부로 쓰이지 않습니다. 납 파이프는 건강 문제로 오래전 구식으로 간주되었습니다. 기존 납 파이프나 납 피복 케이블을 접합해야 해도 와이프드 조인트(wiped joint)로 하며 버닝 조인트는 쓰지 않습니다.

와이프드 조인트는 배관공 솔더(납 80%/주석 20%)를 쓰는 납땜 공정으로, 자연 통풍 프로판 블로토치로 저온에서 수행합니다. 오늘날 와이프드 조인트도 드물고, 기존 납 파이프 연결 시 전용 기계적 조인트를 쓰는 경우가 더 많습니다.

화학 산업 일부 특수 사례에서 산 저항 탱크와 파이프가 강철 대신 납으로 만들어져야 할 때 납 버닝을 배관에 사용합니다. 납 버닝의 틈새 용도로는 납산 배터리용 납판 제조와 전기 도금 전극 제조가 있습니다.

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