플럭스 코어 아크 용접(FCAW): 공정 및 응용 분야 종합 가이드

플럭스 코어 아크 용접(FCAW 또는 FCA)이란?

플럭스 코어 아크 용접(FCAW 또는 FCA)은 반자동 또는 자동 아크 용접 공정입니다. FCAW는 플럭스를 함유한 소모성 관형 전극을 지속적으로 공급하고, 정전압 또는 드물게 정전류 용접 전원을 사용합니다.

외부 보호 가스가 사용되기도 하지만, 종종 플럭스 자체가 대기로부터 필요한 보호를 제공하여 기체 보호와 용융 슬래그로 용접부를 보호합니다. 이 공정은 높은 용접 속도와 이동성 덕분에 건설 현장에서 널리 사용됩니다.

플럭스 코어 아크 용접(FCAW)은 이중 보호 용접(Dual Shield Welding)이라고도 하며, 금속 활성 가스(MAG) 용접과 유사한 반자동 아크 용접 공정입니다. FCAW는 연속 와이어 공급 전극, 정전압 용접 전원, MAG 용접과 유사한 장비를 사용합니다.

이 공정은 1950년대 수동 금속 아크(MMA) 용접(스틱 용접)의 대안으로 처음 개발되었습니다. FCAW는 연속 공급 와이어 전극을 사용하여 MMA의 많은 제약을 극복했습니다.

플럭스 코어 아크 용접은 일반적으로 MAG 용접과 유사한 보호 가스를 사용하지만, 보호 가스 없이도 수행할 수 있습니다. MAG 용접보다 생산성이 더 높습니다.

플럭스 코어 아크 용접의 작동 원리

플럭스 코어 아크 용접은 전기 아크에서 발생하는 열을 이용해 용접 조인트 영역의 모재를 융합합니다. 이 아크는 모재와 지속적으로 공급되는 관형 소모성 필러 와이어 사이에서 발생하며, 와이어와 모재가 함께 녹아 용접 조인트를 형성합니다.

이는 MAG 용접과 유사하지만, FCAW는 플럭스로 채워진 중공 관형 전극을 사용하는 반면 MAG는 고체 금속 전극을 사용합니다. FCAW 공정은 보호 방식에 따라 외부 보호 가스를 사용하는 타입과 플럭스 코어 자체만으로 용접부를 보호하는 타입 두 가지로 나뉩니다.

사용되는 보호 가스는 고압 가스 실린더에서 외부 공급되며 용융 풀을 산화로부터 보호합니다. 또한 플럭스 용융으로 형성된 슬래그도 용접 금속을 보호합니다. 따라서 이 공정은 비공식적으로 '이중 보호(Dual Shield)' 용접이라 불리며, 주로 구조용 강재 용접을 위해 개발되었습니다.

가장 일반적으로 사용되는 보호 가스는 이산화탄소 또는 아르곤과 이산화탄소 혼합 가스입니다. 가장 많이 쓰이는 혼합 비율은 아르곤 75%, 이산화탄소 25%입니다. 이 이중 보호 방식은 두꺼운 소재 용접이나 아웃오브포지션(Out-of-position) 용접에 선호됩니다.