서브머지드 아크 용접(SAW) 설명: 종합 가이드

서브머지드 아크 용접(SAW)이란?

서브머지드 아크 용접(SAW)은 연속 공급되는 전극과 용접할 모재 사이에 전기 아크를 형성하는 접합 공정입니다. 분말 플럭스 담요가 아크를 둘러싸 덮으며, 용융 시 접합할 금속과 전극 사이 전기 전도를 제공합니다.

첫 SAW 특허는 1935년 출원되었습니다. 이 공정은 연속 공급되는 소모성 솔리드 또는 튜블러(메탈 코어드) 전극을 필요로 합니다. 용융 용접부와 아크 존은 '서브머지드(잠김)' 상태인 입상 융해성 플럭스 담요(석회, 실리카, 산화망간, 플루오르화칼슘 등 화합물 구성)로 대기 오염으로부터 보호됩니다.

용융 시 플럭스는 전도성이 되어 전극과 모재 사이 전류 경로를 제공합니다. 이 두꺼운 플럭스 층이 용융 금속을 완전히 덮어 스패터와 스파크를 방지하고, 피복 아크 용접(SMAW) 공정의 일부인 강렬한 자외선 복사와 흄을 억제합니다.

서브머지드 아크 용접 작동 원리

서브머지드 아크 용접(SAW)은 연속 공급 전극과 모재 사이에 아크를 형성하는 일반적인 아크 용접 공정입니다. 분말 플럭스 담요가 보호 가스 실드와 슬래그를 생성하고(용접 풀에 합금 원소 추가도 가능), 용접 구역을 보호합니다.

차폐 가스가 필요 없습니다. 아크는 플럭스 담요 아래 잠겨 용접 중 보통 보이지 않습니다. 이는 잘 확립되고 매우 다재다능한 용접 방법입니다.

전극은 솔리드 또는 코어드 와이어이거나 소결 소재 시트에서 만든 스트립일 수 있습니다. 플럭스는 성분을 융합해 유리질 슬래그를 만든 후 분쇄해 분말화하거나, 바인더와 코닝 공정으로 응집시켜 만듭니다. 플럭스의 화학적 성질과 입도 분포는 아크 안정성을 돕고 용착 금속 기계적 물성과 비드 형상을 결정합니다.

SAW는 보통 기계화 공정으로 운전됩니다. 용접 전류(보통 300~1000A), 아크 전압, 이동 속도는 비드 형상, 관통 깊이, 증착 용착 금속 화학 조성에 영향을 줍니다. 작업자가 용접 풀을 관찰할 수 없으므로 파라미터 설정과 필러 와이어 위치 선정에 크게 의존해야 합니다.

보통 단일 와이어로 AC 또는 DC 전류를 사용하지만, 2개 이상 와이어 사용, 용접 전 잘게 썬 와이어 조인트 추가, 금속 분말 첨가 등 변형이 있습니다.

소직경 비전도성 와이어를 용접 풀 앞단에 공급해 추가 생산성 확보 가능. 증착률을 최대 20% 높일 수 있습니다. 이러한 변형은 증착률과/또는 이동 속도 증가를 통해 특정 상황에서 생산성 향상에 사용됩니다. 와이어를 0.5mm 두께, 보통 60mm 폭 스트립으로 교체하면 공정을 표면 빌드업(surfacing)에 사용할 수 있습니다.

서브머지드 아크 용접 응용

서브머지드 아크 용접 응용 분야는 다음과 같습니다:

• 보일러 같은 압력 용기 용접에 사용 가능.
• 다양한 구조물, 파이프, 중장비, 조선, 철도 건설, 기관차.
• 기계 부품 수리에 이 용접 사용 가능.

서브머지드 아크 용접 장점

서브머지드 아크 용접의 장점 중 일부는 다음과 같습니다:

• 견고하고 건전한 용접 용이
• 용접 흄 최소 배출
• 아크 빛 최소 방출
• 실내/옥외 작업 모두 적합
• 변형 적음
• 깊은 용입
• 최소 모서리 준비 필요
• 높은 증착률 가능
• 두꺼운 소재 용접 가능
• 플럭스 절반 이상 회수 가능

서브머지드 아크 용접 단점

서브머지드 아크 용접이 제공하는 좋은 이점에도 불구하고 일부 제한도 발생합니다. 다음은 서브머지드 아크 용접의 단점입니다:

• 강철, 스테인리스강 등 일부 철계 금속으로 제한
• 긴 직선 이음이나 회전 파이프/용기로 제한
• 적절한 관통을 위해 백킹 스트립 필요
• 두꺼운 소재로 제한됨.