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, 반자동 또는 완전 자동일 수 있습니다. 아크 용접은 19세기 후반에 개발되었으며 제2차 세계대전 중 조선업에서 상업적 중요성을 얻었습니다. 오늘날에도 강철 구조물과 차량 제조를 위한 중요한 공정으로 남아 있습니다.
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아크 용접은 전기 아크를 사용하여 공작물 재료를 녹입니다. 먼저 접지 와이어를 재료에 부착합니다. 다음으로 용접공은 전극 리드를 공작물에 대고 있습니다.
용접공이 전극을 재료에서 떨어뜨리면 가스의 전기적 파괴로 인해 아크, 즉 지속적인 플라즈마 방전이 생성됩니다. 아크 용접기는 교류 또는 직류를 사용하며 매우 집중되고 좁은 스팟 용접을 만드는 데 사용됩니다.
아크 용접은 금속을 접합하는 데 사용되는 융합 용접 공정입니다. AC 또는 DC 전원에서 발생하는 전기 아크는 약 6500°F의 강한 열을 생성하여 두 공작물 사이의 접합부에서 금속을 녹입니다.
아크는 접합선을 따라 수동 또는 기계적으로 안내될 수 있으며, 전극은 전류만 전달하거나 전류를 전달함과 동시에 용융 풀에 녹아 필러 재료를 조인트에 공급할 수 있습니다.
금속이 아크에 의해 고온으로 가열될 때 공기 중의 산소와 질소와 화학적으로 반응하므로, 용융 금속이 공기와 접촉하는 것을 최소화하기 위해 보호 가스 또는 슬래그가 사용됩니다. 냉각 후 용융 금속이 고체화되어 야금학적 결합을 형성합니다.
아크 용접용 전기 전원 공급은 직류(DC) 또는 교류(AC) 중 하나에서 올 수 있습니다.
직류(DC) 아크 용접은 스틱 용접과 저전압 경우에 자주 사용되며 일반적으로 AC보다 선호됩니다. 이는 DC 전류가 한 방향으로 꾸준히 흐르는 전자를 사용하여 더 부드럽고 안정적인 아크를 생성하기 때문입니다.
교류(AC) 아크 용접은 전자가 끊임없이 방향을 바꾸므로 전자의 변동성이 더 큽니다.
AC 전류는 용접에서 보통 두 번째 선택이지만, 아크가 끊어지는 것을 방지하기 위해 더 강한 전류가 필요하거나 장거리로 전기를 전송할 때와 같은 일부 경우에 유용할 수 있습니다.
아크 용접의 다양한 유형은 대략 비소모성 전극과 소모성 전극 유형, 그리고 아크 생성 및 용접 원리로 나눌 수 있습니다.
아크 용접에 사용되는 전극(또는 "스틱" 또는 "봉")은 소모성 또는 비소모성일 수 있습니다.
소모성 전극은 전류를 전달할 뿐만 아니라 조인트에 필러 금속을 공급합니다. 이는 용접되는 금속과 함께 녹는 유형의 금속으로 전극이 만들어짐을 의미합니다. 이 유형의 용접은 강철 제품 제조에 자주 사용됩니다.
반면 비소모성 전극은 용접 중에 녹지 않는 재료로 만들어지며, 매우 높은 녹는점을 가진 텅스텐 등이 이에 해당합니다.
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아크 용접은 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다:
| 전극 소모 | 용접 방법 |
|---|---|
| 비소모성(비융해성) 전극 유형 | 1. TIG 용접 2. 플라즈마 용접 |
| 소모성(융해성) 전극 유형 | 1. 피복 아크 용접 2. MAG 용접 3. MIG 용접 4. 일렉트로가스 아크 용접(EGW) |
아크 용접에는 다양한 유형이 있습니다. 어떤 아크 용접 방법을 사용할지는 주로 금속에 달려 있습니다. 다양한 아크 용접 기술의 개요는 다음과 같습니다:
이 유형의 아크 용접은 플럭스로 채워진 관형 전극을 사용합니다. 방출성 플럭스가 아크를 공기로부터 보호하는 반면, 비방출성 플럭스는 차폐 가스가 필요할 수 있습니다.
FCAW는 더 높은 용착 금속 증착률을 가지므로 1인치 이상 두꺼운 밀도 높은 섹션 용접에 이상적입니다.
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GMAW 또는 MIG 용접은 아르곤이나 헬륨 또는 가스 혼합물과 같은 가스로 아크를 보호합니다. 전극에는 산화를 방지하는 탈산제가 있어 다층 용접이 가능합니다.
이 방법에는 여러 이점이 있습니다: 단순함, 다용도, 경제성, 저온, 쉬운 자동화. 얇은 시트와 섹션에 널리 사용되는 용접 기술입니다.
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GTAW 또는 TIG 용접은 종종 가장 어렵다고 여겨집니다. 텅스텐 전극이 아크를 생성합니다. 아르곤이나 헬륨 또는 둘의 혼합물과 같은 불활성 가스가 차폐를 보호하는 데 사용됩니다.
필러 와이어가 필요한 경우 용융 재료를 추가합니다. 이 방법은 슬래그를 생성하지 않아 훨씬 "깨끗하며", 외관이 중요한 용접 작업과 얇은 재료에 이상적입니다.
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이 아크 용접 기술은 이온화된 가스와 전극을 사용하여 용접 영역을 겨냥한 뜨거운 플라즈마 제트를 생성합니다.
제트가 극도로 뜨겁기 때문에 이 방법은 좁고 깊은 용접에 사용됩니다. 플라즈마 아크 용접(PAW)은 용접 속도 증가에도 좋습니다.
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SMAW는 가장 단순하고 오래되었으며 가장 적응력이 뛰어난 아크 용접 방법 중 하나로 매우 인기가 있습니다. 코팅된 전극 팁이 용접 영역에 닿았다가 아크를 유지하기 위해 떨어지면 아크가 생성됩니다.
열이 팁, 코팅, 금속을 녹여 합금이 고체화되면 용접이 형성됩니다. 이 기술은 일반적으로 파이프라인 작업, 조선, 건설에 사용됩니다.
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SAW는 용접 중에 두꺼운 층을 생성하는 입상 플럭스로 작동하여 용융 금속을 완전히 덮고 스파크와 스패터를 방지합니다.
이 방법은 열 절연체 역할을 하여 더 깊은 열 침투를 가능하게 합니다. SAW는 고속 시트 또는 플레이트 강철 용접에 사용됩니다. 반자동 또는 자동일 수 있습니다. 그러나 수평 용접으로 제한됩니다.
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두꺼운 플레이트(25mm 이상)를 단일 패스로 용접하는 데 수직 공정이 사용됩니다. ESW는 플럭스 추가로 아크가 소멸되기 전에 전기 아크로 시작됩니다. 플럭스는 와이어 소모품이 용융 풀에 공급될 때 녹아 풀 위에 용융 슬래그를 생성합니다.
용융 슬래그의 전기 전류 통로에 대한 저항을 통해 와이어와 플레이트 가장자리를 녹이는 열이 생성됩니다. 두 개의 수냉식 구리 슈가 공정 진행을 따라가며 용융 슬래그가 흘러내리는 것을 방지합니다.
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아크 용접은 재료를 접합하는 데 일반적으로 사용되며 많은 다양한 산업에서 사용됩니다.
항공우주 산업은 항공기 제조 및 수리, 시트 접합, 정밀 작업에 아크 용접을 사용합니다. 자동차 산업은 배기 시스템과 유압 라인 접합에 아크 용접을 사용합니다. 아크 용접은 얇은 금속 사이에서도 극도로 강한 결합을 제공할 수 있습니다.
건설 산업은 건물, 교량 및 기타 인프라 내에서 강하고 지속 가능한 연결을 보장하기 위해 아크 용접을 사용합니다. 아크 용접을 사용하는 기타 산업으로는 석유 및 가스 산업과 전력 산업이 있습니다.
아크 공정은 용접 품질에 영향을 미칠 수 있는 다양한 강점, 약점, 용도를 가진 다양한 봉을 사용합니다. 봉은 용접 기계에 연결되고 전류가 통과하여 공작물을 접합합니다.
SMAW와 같은 일부 경우 봉이 용접의 일부가 되도록 녹습니다. 이들은 소모성 전극입니다. TIG와 같은 다른 경우 봉은 녹지 않습니다. 이들은 비소모성 전극입니다.
코팅된 봉은 오염 산화물이나 황을 줄이거나 제거하는 데 더 좋습니다. 세 가지 코팅 유형에는 셀룰로오스, 광물, 또는 둘의 조합이 포함됩니다.
코팅 여부에 관계없이 올바른 봉을 선택하여 올바른 비드 품질로 깨끗하고 강한 용접을 생성해야 합니다.
아크 용접의 응용 분야는 다음과 같습니다.
다른 많은 형식과 비교할 때 아크 용접을 사용하는 데는 여러 장점이 있습니다:
특정 종류의 프로젝트에서 아크 용접을 넘어 다른 옵션을 찾는 몇 가지 이유가 있습니다. 이러한 단점에는 다음이 포함될 수 있습니다:
아크 용접은 전기를 사용하여 금속을 녹일 만큼 충분한 열을 발생시키고, 냉각된 용융 금속이 금속의 결합을 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.
아크 용접은 전기 아크를 사용하여 공작물 재료를 녹입니다. 다음으로 용접공은 전극 리드를 공작물에 대고 있습니다. 용접공이 전극을 재료에서 떨어뜨리면 전기 아크, 즉 가스의 전기적 파괴로 인한 지속적인 플라즈마 방전이 생성됩니다.
아크 용접의 다양한 유형:
아크 용접의 응용 분야는 다음과 같습니다:
아크 용접의 장점은 다음과 같습니다:
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 유형에 대해 더 깊이 알아봅니다.
아크 용접은 전기 아크를 사용하여 열을 생성하여 금속을 녹여 접합하는 용접 공정 유형입니다. 전원 공급 장치는 직류(DC) 또는 교류(AC)를 사용하여 소모성 또는 비소모성 전극과 모재 사이에 전기 아크를 생성합니다.
아크 용접은 4mm 이상의 중금속에 가장 적합하며 중장비 수리, 강철 구조물, 파이프라인 용접뿐만 아니라 제조 및 건설 산업에서 사용됩니다.
어떤 이들은 스틱 용접이 MIG 용접보다 더 강하다고 주장하는데, 더 두꺼운 재료에 더 나은 침투를 제공하기 때문입니다. 그러나 MIG 용접은 더 두꺼운 금속에서 덜 효과적임에도 불구하고 좋은 용접을 제공할 수 있으며, 좋은 마무리와 번스루 위험 감소로 더 얇은 금속을 접합하는 데 더 좋습니다.
TIG 용접은 MIG 용접이나 다른 아크 용접 방법보다 더 깨끗하고 정밀한 용접을 생성하여 가장 강합니다. 하지만 다른 용접 작업은 다른 방법을 요구할 수 있으며, TIG가 일반적으로 더 강하고 품질이 높지만 작업이 요구하면 MIG나 다른 방법을 사용해야 합니다.
MIG(가스 금속 아크 용접 또는 GMAW라고도 함)와 스틱(피복 금속 아크 용접 또는 SMAW) 용접은 TIG와 함께 가장 일반적으로 사용되는 아크 용접 공정 중 두 가지입니다. 그리고 몇 가지 유사점을 공유하지만, 특정 애플리케이션에서는 하나가 다른 것보다 훨씬 더 나은 결과를 생성할 수 있습니다.
모재와 와이어 사이의 전기 전류로 생성된 아크가 와이어를 녹여 모재와 결합시켜 훌륭한 외관과 청소가 거의 필요 없는 고강도 용접을 생성합니다. MIG 용접은 배기 쉬운 공정이며 얇거나 두꺼운 금속에 사용할 수 있습니다.
아크 용접은 피복 금속 아크 용접(SMAW), 수동 금속 아크 용접(MMAW), 또는 스틱 용접으로도 알려져 있습니다. 텅스텐 불활성 가스(TIG)는 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)이라고도 합니다.
MIG 용접기는 미리 선택된 속도로 용접 건을 통해 공급되는 스풀에 와이어 용접 전극이 장착되어 있도록 설계되었으므로 초보자에게 가장 좋은 유형 중 하나입니다. 반자동 또는 자동 공정인 가스 금속 아크 용접(GMAW 또는 MIG)은 배우는 데 가장 쉽습니다.
모재와 와이어 사이에 흐르는 전기 전류의 도움으로 아크가 생성됩니다. 고도로 충전된 전류가 와이어와 금속의 베이스를 녹여 그들 사이에 조인트를 형성합니다. 이 기술로 생성된 용접은 꽤 튼튼하며 청소가 거의 필요 없습니다.
성공적으로 융합 용접할 수 없는 재료 조합의 예로는 알루미늄과 강철(탄소강 또는 스테인리스강), 알루미늄과 구리, 티타늄과 강철이 있습니다. 그들의 야금적 특성을 변경할 수 있는 방법은 없습니다. 공정을 변경해야 합니다.
단점:
가스 차폐 아크 용접을 포함한 아크 용접은 용접 봉/와이어가 공정에서 녹는지 여부에 따라 소모성(융해성) 전극 유형과 비소모성(비융해성) 전극 유형 두 가지 유형으로 크게 나뉩니다. 위의 분류는 단지 예시일 뿐입니다.
스틱 용접 봉이 달라붙는 이유는 아크의 열이 용융 봉과 풀 사이의 융합을 방지할 만큼 충분히 높지 않기 때문입니다. 낮은 암페어 설정이나 너무 짧은 아크 길이가 주된 이유입니다.
AC 용접과 비교할 때 DC는 더 부드러운 용접 출력, 더 적은 스패터, 더 안정적인 아크를 갖는 경향이 있습니다. 또한 용접 금속에 더 깊게 침투하여 대부분의 경우 AC 용접보다 더 강한 결합을 제공합니다. 불행히도 DC 용접은 올바른 열을 생성할 수 없어 알루미늄 용접에는 좋지 않습니다.
제조공정
프로트랙터(각도기)란? 프로트랙터는 각도를 측정하는 기구로, 일반적으로 투명 플라스틱이나 유리로 만듭니다. 단순한 반원형도 있고, 베벨 프로트랙터처럼 하나 또는 두 개의 회전 팔을 가져 각도 측정을 돕는 고급형도 있습니다. 대부분 도(°) 단위로 각도를 측정합니다. 라디안 눈금 프로트랙터는 라디안으로 측정. 대부분 180등분되어 있으며, 정밀 프로트랙터는 도를 분(arcminutes) 단위로 더 세분화합니다. 기계 및 엔지니어링 관련 다양한 용도로 쓰이며, 학교 기하학 수업에서도 흔히 쓰입니다. 베벨 프로트랙터란? 베벨 프로트랙터는
저항 용접(Resistance Welding)이란? 저항 용접은 접합할 금속 영역에 압력 가하고 전류 일정 시간 통과시켜 금속 접합하는 방법. 핵심 장점: 결합 위해 다른 재료 불필요 → 극도로 비용 효율적 공정. 저항 용접 여러 형태(스팟/심, 프로젝션, 플래시, 업셋 용접) 존재. 주로 압력 가하고 전류 전도하는 용접 전극 종류·형상 차이. 전극은 보통 우수한 전도성 이유로 구리 기반 합금 제조. 전극 내부 공동과 저항 용접기 타 전도 툴링 통해 물 흐르며 냉각. 저항 용접기 자동차, 항공우주, 산업 용도 광범위 설계·제작. 자
