용접 비드 이해하기: 종류, 형성 원리, 품질 판별법

용접 비드란?

용접 비드는 두 금속 조각 사이의 조인트에 필러 재료를 적용하여 생성됩니다. 단일 용접 패스에서 퇴적된 필러 금속으로, 용접 비드라고도 합니다.

와이어나 전극이 녹아 강철에 융합될 때 작업면 위와 안에 비드가 퇴적됩니다. 스트링거 비드는 드래그 움직임이나 약간의 진동만 있는 좁은 비드이고, 위브 비드는 더 넓은 진동으로 더 넓은 비드입니다.

좋은 용접은 쉽게 식별할 수 있습니다. 곧고 균일하며 슬래그, 균열, 구멍이 없습니다. 용접에 끊김이 없어야 합니다. 너무 얇지 않아야 하고 비드에 핏이나 크레이터가 없어야 합니다.

필러 재료를 공작물에 녹일 때 토치 움직임이 웅덩이 전진 방식과 조인트에 남기는 비드 종류에 영향을 줍니다.

용접 비드 종류

1. TIG 용접 비드

TIG 용접 비드는 일반적으로 "다임(10센트 동전) 쌓기"처럼 보입니다. 용접사가 TIG 아크가 이동할 때 다른 손으로 일정 간격으로 필러 금속 "톡" 떨어뜨리기 때문입니다. 이 각각의 방울이 쌓여 원형 모양을 만듭니다.

톡 떨어뜨리는 타이밍이 용접 외관에 큰 영향을 줍니다. 필러 금속 공급이 빠르면 다임 간격이 좁아지고 그 반대도 마찬가지입니다. TIG 용접은 외관 때문에 가장 아름다운 용접이 될 수 있습니다.

TIG 용접이 항상 "다임 쌓기" 모양인 것은 아닙니다. 때로는 용접사들이 "컵을 따라(with the cup)" 용접합니다. 이는 용접할 부품에 코어드 와이어가 놓여진 상태에서 용접컵을 앞뒤로 움직이며 전진하는 방식입니다.

이로 인해 필러 봉이 녹아 용접부 위에 퍼집니다. 베이글에 크림치즈 바르듯! 이 기법은 파이프 용접사들에게 특히 인기 있습니다. 때로는 2~3개 스패출러 스틱을 동시에 사용해 도포량을 늘리기도 합니다. 직선 용접 대신 "위브" 방식으로 컵을 움직이기도 합니다.

2. 스틱 용접 비드

스틱 용접은 다양한 심 특성을 가질 수 있습니다. 저수소 봉 계열은 매우 다용도입니다. 저수소 7018 봉은 직선 비드로 그릴 수 있습니다. 규칙적이고 좁아 "스트링거" 비드라 부릅니다.

평자세, 수평, 오버헤드 스틱 용접에 인기 있습니다. 수직 7018 용접은 위브 패턴 사용 시 이점이 있습니다. 업힐 시 용접사가 다양한 패턴으로 홈에 필러 금속을 분산시킬 수 있습니다. 위브가 수직 테스트에서 훨씬 쉽지만, 때로는 CWI(용접검사관)가 스트링거 패스만 허용하기도 합니다.

아래는 즐겨 찾는 용접 기호 참조 차트입니다. 아이콘은 필요한 용접 유형을 나타내며, 이는 비드 크기와 스타일을 결정합니다.

셀룰로오스 계열 봉(6010, 7010)은 특수한 "휘핑 앤 퍼즈(whip and pause)" 기법으로 수행해야 합니다. 결과는 멋진 TIG 용접과 유사합니다. 제대로 된 TIG 용접만큼 좋아 보이진 않지만 다임 효과는 여전히 보입니다.

이 기법에서 용접사는 아크를 띄우고 봉을 제자리에 대고 다임을 만듭니다. 그런 다음 휘핑하여 빠져 나왔다가 다음 다임을 퇴적하러 돌아옵니다. 파이프와 플레이트 오픈 루트에는 6010 셀룰로오스 스틱을 7018처럼 당겨서 사용해도 잘 작동합니다.

3. MIG 비드

하드와이어 MIG는 좋은 용접을 만드는 기술이 매우 다양해 다재다능합니다. 어떤 이는 웅덩이를 밀고(Push), 어떤 이는 당깁니다(Pull). 밀기가 강한지 당기기가 강한지 항상 논쟁이 있었습니다. 하드와이어 MIG는 플럭스 피복이 필요 없어 웅덩이를 그릴 필요가 없습니다.

용접계에 "슬래그가 있으면 드래그하라"는 말이 있습니다. 대부분 스틱 봉이나 플럭스 코어 MIG 건을 슬라이드하면 슬래그가 용접부에 갇혀 기공을 만듭니다. 플럭스 피복 용접 기법에서 드래그 기법은 슬래그가 웅덩이 뒤에 형성되어 전진하면서 굳게 합니다.

많은 MIG 용접사는 위브나 패턴을 쓰지 않습니다. 단순히 직선 스트링거 비드를 수행합니다. 이것도 견고한 용접을 만들 수 있지만, 위브 패턴은 넓은 조인트와 수직 용접에 유리할 수 있습니다. 필러 금속을 더 넓게 퍼뜨려 더 평평한 비드를 만듭니다.

최근 트렌드는 "MIG처럼 TIG처럼" 열풍입니다. 특정 MIG 설정으로 위에서 언급한 TIG 다임처럼 보이는 비드가 생성됩니다. 이는 낮은 와이어 속도의 특수 기술 덕분입니다.

이 비드들은 일반 용접보다 열이 금속을 훨씬 덜 침투시켜 강도는 떨어집니다. 하지만 오프로드 문화에서 표준이 되었는데, 외관이 매우 깔끔하기 때문입니다.

4. 플럭스 코어 MIG 비드

플럭스 코어 MIG(특히 듀얼 실드)는 짧은 시간에 엄청난 양의 필러를 퇴적할 수 있습니다. 대부분 플럭스 코어 비드는 심플한 스트링거로 수행합니다. 수직 플럭스 코어 용접은 보통 웅덩이 관리를 위해 위브가 필요합니다.

플럭스 코어 비드 위브는 용접 중반에 "드리프(drip)" 발생을 방지합니다. 용접이 너무 뜨거워져 용융 금속이 소재에서 바닥으로 떨어지는 현상입니다.

용접 비드 기법 종류

일반적으로 토치 조작은 별도 필러 봉, 기계 공급 와이어, 스틱 전극 중 어느 것으로 용접 풀을 공급하든 거의 동일합니다. 하지만 특정 공정에 주로 쓰이는 기법도 있습니다. 주요 용접 비드 기법:

• 스트링거 비드(Stringer beads)
• 위브 비드(Weave beads)

1. 스트링거 비드 (Stringer Beads)

조인트와 평행하게 놓이는 스트링거 비드는 탄화물 석출 경향이 적어 스테인리스강 파이프 용접에 사용됩니다. 수직 고정 위치의 모든 탄소강 및 저합금강 순방향 용접에 스트링거 비드가 권장됩니다.

스트링거 비드를 만들려면 전극을 심을 따라 직선으로 드래그하십시오. 위빙이나 다른 움직임 없이 드래그하거나 당기기만 하면 됩니다.

스트링거 비드는 위빙 비드와 대비됩니다. 서페이싱에서 위빙 비드는 용접 풀이 이전 진동에서 생성된 비드 부분과 항상 접촉하므로 베이스 메탈이 아닌 이전 비드 부분과 접촉해 희석이 적습니다.

2. 위브 비드 (Weave Beads)

토치를 조인트 횡방향으로 위빙해 생성되는 위브 비드는 압연 또는 수평 고정 위치의 탄소강 및 저합금강에 사용 가능합니다. 압연 또는 수평 고정 위치에서 위브 비드 사용의 이점은 용접 완료에 더 적은 시간이 소요된다는 점입니다.

위브 비드 용접은 말 그대로 위빙 패턴을 만들어 더 넓은 영역을 커버합니다. 이 움직임으로 스트링거 비드 위 커버 용접(다중 패스 용접)을 합니다. 즉, 같은 심에 두 번 이상 용접할 때 사용합니다.

잘못된 위빙 기법으로 발생할 수 있는 잠재적 문제는 용접 비드 가장자리가 언더컷되거나 퓨전이 불량해질 수 있다는 점입니다.

위빙의 제한:

위빙은 일반적으로 전극 직경의 3배 두께까지만 허용됩니다. 예를 들어 3.2mm 전극 사용 시 최대 9.6mm까지만 전극을 움직일 수 있습니다(표준 용접 절차 시방서 기준).

이 경우 용접 작업에서 어떻게 새로운 시도를 할 수 있을지가 문제입니다.

올바르게 수행되면 위브, 위브는 슬래그 포집을 방지하고 용융 풀이 얼 때 가스가 빠져나갈 시간을 조금 더 줘 기공 가능성을 줄여줍니다. 위브는 용접 가장자리에서 더 나은 퓨전도 가능하게 합니다. 금속은 사용된 위브에 따라 원하는 선을 따라 만들어지거나 보강되어야 합니다.

위빙 폭은 보통 전극 코어 직경의 2.5~3배로 제한됩니다. 과도한 위빙은 기공 용접을 초래할 수 있습니다. 위빙은 용접 금속과 모재의 결합을 약화시킬 수 있으므로 합금강 용접 시 최소화해야 합니다.