구리 용접 방법 – 기술 가이드

구리 용접 방법

구리 용접은 어렵지 않습니다. 이 유형의 용접에 필요한 열은 비슷한 두께의 강철에 필요한 열의 약 두 배입니다. 구리는 열전도율이 높습니다. 이 열 손실을 상쇄하기 위해 강철에 필요한 것보다 한 두 크기 큰 팁을 권장합니다.

두꺼운 두께의 큰 부분을 용접할 때는 추가 가열이 권장됩니다. 이 과정은 덜 다공성인 용접을 생성합니다.

구리는 화염에 의해 형성되는 산화물에 의해 용융 금속이 보호되기 때문에 약간 산화되는 화염으로 용접될 수 있습니다. 용융 금속을 보호하기 위해 플럭스를 사용하는 경우 화염은 중성이어야 합니다. 가스 용접 어셈블리의 경우 무산소 구리(탈산 구리 막대)를 산소 함유 구리보다 사용해야 합니다. 로드는 모재와 동일한 구성이어야 합니다.

구리란 무엇입니까?

구리는 여러 용접 공정을 사용하여 쉽게 구부리고, 자르고, 모양을 만들고, 접합할 수 있는 부드러운 비철금속입니다. 장식용 가구나 건축용 소품을 만드는 데 자주 사용되지만 전기와 열의 우수한 전도체로 전기 산업에서 널리 사용되며 구리 파이프, 밸브 및 기타 부속품은 배관에 일반적으로 사용됩니다.

연성이 있고 가단성이 높기 때문에 구리는 황동, 청동 및 니켈 구리를 포함한 수백 가지 합금의 주요 요소로도 사용됩니다. 구리 합금에 사용되는 가장 일반적인 합금 원소는 알루미늄, 니켈, 아연, 주석 및 실리콘입니다.

순동은 연성이 있어 성공적으로 기계가공할 수 없기 때문에 다양한 합금에 소량의 다른 원소를 첨가하여 기계가공성을 향상시킬 뿐만 아니라 금속을 탈산시켜 부식에 대한 내성을 높이고 기계적 특성을 개선하고 응답성을 향상시킵니다. 열처리에. 전체적으로 300개 이상의 구리 합금이 상업적으로 이용 가능합니다.

구리 용접의 다양한 방법

구리는 여러 가지 방법으로 용접할 수 있습니다. 그러나 우리는 이 기사에서 구리 용접 방법을 가르치는 가장 일반적인 기술에 대해서만 논의할 것입니다. 여기에는 가스 금속 아크 용접(GMAW), 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW) 및 수동 금속 아크 용접(MMAW)이 포함됩니다. 다음은 각각에 대한 설명입니다.

가스 금속 아크 용접(GMAW)

MIG 용접이라고도 하는 가스 금속 아크 용접(GMAW)은 용접을 위한 SMAW 시스템을 따릅니다. 이것은 이 용접 기술에 사용되는 충전재가 전극임을 의미합니다.

그러나 두 가지 방법에는 차이가 있습니다. SMAW는 일련의 짧은 막대를 소모성 전극으로 사용하지만 GMAW 방법은 사용자가 정의한 속도로 연속 '와이어'를 용접 토치에 자동으로 공급합니다. 또한 차폐 가스를 공급하기 위한 규정된 설정이 있습니다.

GMAW 방법을 사용하여 구리를 용접할 때 ERCu 구리 전극을 사용하는 것이 좋습니다. Aufhauser De산화 구리의 사용도 권장됩니다. 순도 985의 구리 합금 또는 충전재입니다.

용접해야 하는 구리 섹션의 두께에 따라 필요한 가스 혼합물이 결정됩니다. 일반적으로 아르곤은 최대 6mm의 두께에 사용됩니다. 이를 초과하는 두께에는 헬륨과 아르곤의 혼합물이 사용됩니다. 구리 용접을 위한 GMAW 방법에서는 좁은 직조 또는 스트링거 비드로 용가재를 증착해야 합니다. 이것은 스프레이 전송을 사용하여 수행할 수 있습니다.

가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)

TIG 용접이라고도 하는 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding)는 대부분의 아크 용접 공정과 유사한 방식으로 구리를 용접합니다. 이는 GTAW가 구리 조각과 충전재 모두를 가열하고 녹이기 위해 전기 아크를 사용한다는 것을 의미합니다.

용융된 용접 풀이 냉각되고 응고될 때 토치 팁에 아르곤 또는 헬륨과 같은 차폐 가스를 도입하여 대기 영향으로부터 보호됩니다. GTAW는 많은 아크 용접 프로세스와 유사하지만 소모성 전극을 사용하여 용접되는 구리에 전기 아크를 전달하는 아크 용접 방법처럼 용접하지 않습니다.

대신 GTAW는 비소모성 전극을 사용하여 공작물 사이에 용접 조인트를 생성합니다. 충전재를 사용하거나 사용하지 않고 이 작업을 수행할 수 있습니다. 또한 다른 많은 아크 용접 방법에서 용접되는 구리에 전기 아크를 전달하는 전극으로 충전재가 사용됩니다.

그러나 Gas Tungsten Arc Welding 방식은 별도의 Filler Wire를 사용합니다. 또한 GTAW 방식을 사용하여 구리를 용접하는 동안 충전재를 도입할 필요가 전혀 없습니다.

GTAW 방법은 최대 16mm 두께의 구리 조각을 성공적으로 용접할 수 있습니다. 이 방법에 권장되는 배선 충전재는 모재와 유사한 조성의 금속입니다. 아르곤 차폐 가스는 두께가 최대 1.6mm인 구리 섹션에 선호됩니다. 이 두께 수준을 초과하는 공작물의 경우 헬륨과 아르곤의 혼합물이 사용됩니다.

아르곤과 비교할 때 헬륨과 아르곤의 혼합물은 유사한 용접 전류에서 더 높은 이동 속도와 더 깊은 천공을 허용합니다. 아르곤의 아크 안정성 특성과 함께 헬륨의 우수한 천공 특성을 가진 용접되는 구리 조각을 제공하기 위해 일반적으로 사용되는 혼합물은 25%Ar/75% He입니다. 마지막으로 좁은 직조 또는 스트링거 비드가 있는 구리 조각에 이 방법을 수행할 때 포핸드 용접을 권장합니다.

수동 금속 아크 용접(MMAW)

이 방법은 주로 구리 및 구리 합금의 수리 또는 유지 용접을 수행하는 데 사용됩니다. 이에 권장되는 충전재는 ECuSn-C 전극입니다. 또 다른 권장 사항은 스트링거 비드 기술과 함께 직류 전극 양극(DC+)을 사용하는 것입니다. 이 충전재를 사용할 때 MMAW 방법은 다음과 같은 점에서 도움이 될 수 있습니다.

• 구리를 다른 금속에 용접
• 얇은 구리 조각의 작은 수리
• 접근이 제한된 용접 조인트

이것은 구리를 용접하는 데 사용되는 가장 일반적인 세 ​​가지 방법입니다. 이제 각 방법에 대한 기본 정보를 얻었으므로 필요와 수행 중인 작업에 가장 적합한 기술/방법을 선택할 수 있습니다. 그러나 구리를 용접하기 위해 선택한 방법에 관계없이 효과적인 용접을 생성하려면 몇 가지 기본 단계를 따라야 합니다. 다음 섹션에서 이러한 단계에 대해 설명합니다.

구리 용접의 주요 단계

직접 구리를 용접할 때 효과적인 구리 용접과 관련된 중요한 단계를 알아야 합니다. DIY 구리 용접에는 11단계가 있습니다. 이 단계를 다음 순서로 수행하면 매우 내구성 있는 구리 용접을 생성할 수 있습니다.

#1. 안전 보장

직접 구리를 용접할 때 가장 먼저 해야 할 일은 안전을 확인하는 것입니다. 어떤 금속을 용접하든 용접을 시작하기 전에 적절한 예방 조치를 취해야 합니다. 그렇게 하지 않으면 부상의 위험이 있습니다.

그렇다면 구리 용접을 시작하기 전에 취할 수 있는 예방 조치는 무엇입니까? 안전 장구를 착용하고 주변에 인화성 물질이 없는지 확인하고 깨끗한 곳이나 이물질이 없는 곳에서 작업해야 합니다.

안전 예방 조치를 취하는 것은 구리를 용접할 때 특히 중요합니다. 구리는 매우 우수한 전기 전도체이며 맨손으로 금속을 만지면 감전될 수 있기 때문입니다.

감전의 위험 외에도 구리를 용접하면 유독 가스에 노출될 수 있습니다. 따라서 구리를 용접할 때 안전을 보장하기 위해 가죽 장갑과 안전복에 그쳐서는 안 됩니다. 대신 안전 장비에 호흡기 마스크와 보안경도 포함해야 합니다.

#2. 표면 준비

구리 용접을 위한 표면 준비는 용접을 시작하기 전에 그리스, 오일, 페인트, 먼지 및 기타 이물질이 없는 용접 영역을 유지하는 것을 의미합니다. 이러한 입자가 없는 용접 영역을 유지해야 하는 이유는 무엇입니까? 용접부가 금속과 섞이면 균열이 생길 수 있기 때문입니다. 또한 황, 인, 납과 같은 유해한 화학 물질이 포함될 수 있습니다.

용접 영역 외에도 용접을 시작하기 전에 구리도 청소해야 합니다. 용접 부위와 구리를 어떻게 청소할 수 있습니까? 청동 와이어 브러시와 적절한 세척제 사용. 먼저 와이어 브러시로 세척제를 사용하여 그리스를 제거합니다. 또한, 각 용접 런을 증착한 후 와이어 브러시로 용접 중 형성되는 산화막을 반드시 제거하십시오.

#3. 예열

용접을 시작하기 전에 구리를 예열하는 것이 왜 중요한가요? 이 금속은 열전도율이 높기 때문입니다. 이것은 구리 금속의 두께가 0.01인치 이상인 경우 특히 중요합니다. 균일하게 용접해야 하는 모든 부분을 예열해야 합니다.

구리는 용접 조인트에서 이를 둘러싼 모재로 열을 빠르게 전도할 수 있기 때문에 두꺼운 구리 섹션을 용접하려면 높은 예열이 필요합니다. 온도는 금속의 두께에 따라 다르며 범위는 50°~752°F입니다.

그러나 구리 합금을 용접하는 경우 이 경우 열확산율이 구리에 비해 훨씬 낮기 때문에 이 섹션을 건너뛸 수 있습니다. 구리가 아닌 구리를 용접하는 경우, 용도에 적합한 예열을 선택해야 합니다. 용접하는 구리, 모재 두께, 용접 공정, 심지어 용접물의 전체 질량까지 각별히 주의해야 합니다.

위의 사항 외에도 해야 할 또 다른 중요한 사항은 열을 가능한 한 국한된 영역으로 제한하는 것입니다. 이렇게 하면 재료의 너무 많은 양이 연성 손실로 이어지는 온도 범위에 있지 않은지 확인하는 데 도움이 됩니다.

또한 조인트가 용접될 때까지 예열 온도를 유지해야 합니다. 용접을 시작한 후 예열된 구리의 열이 분산되기 시작하여 균열 위험이 낮아집니다.

#4. 공동 설계 고려

구리를 효과적으로 용접하는 또 다른 중요한 단계는 접합 설계 고려 사항입니다. 이것은 무엇을 수반합니까? 먼저 관절 사이의 거리를 고려해야 합니다. 이상적으로는 모재 및 사용된 브레이징 합금에 따라 이 거리를 특정 공차 내로 제어해야 합니다. 그러나 조인트의 최적 간격은 0.04~0.20mm입니다.

여기서 또 다른 중요한 고려 사항은 조인트 겹침입니다. 이상적인 조인트 겹침은 결합해야 하는 가장 얇은 부분보다 최소 3배 더 두껍습니다. 원하는 강도를 얻는 데 도움이 되기 때문에 가능한 한 적은 양의 재료를 사용하도록 노력해야 합니다.

#5. 불꽃 조정

효과적인 구리 용접을 생성하려면 화염을 적절하게 조정해야 합니다. 여기서 가장 좋은 것은 중성 불꽃을 사용하는 것입니다. 중성화염은 무슨 뜻인가요? 중성 불꽃은 같은 양의 아세틸렌과 산소가 같은 속도로 혼합되도록 조정된 불꽃입니다. 여기서 해야 할 또 다른 중요한 사항은 흰색 내부 원뿔을 ​​명확하게 정의하고 흐림이 없는지 확인하는 것입니다.

#6. 플럭스 제거

플럭스를 사용한 경우 다음 방법 중 하나로 잔류물을 제거해야 합니다.

• 와이어 빗질 및 찜
• 철사로 닦고 뜨거운 물로 헹굽니다
• 뜨거운 가성소다 딥에 희석

플럭스를 완전히 제거하지 않으면 조인트가 약해지고 심지어 파손될 수 있습니다.

충전재 선택

올바른 필러 재료를 선택하는 것은 구리를 효과적으로 용접하는 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 올바른 필러 재료를 선택하면 모재보다 강한 구리 조각을 용접하는 데 도움이 됩니다. 구리 용접에 가장 적합한 또는 가장 적합한 충전재는 금속의 부식 저항성, 접합부에 필요한 강도, 작동 온도 및 관련 비용에 따라 다릅니다.

최상의 결과를 얻으려면 탈산소제로 작용하는 규소(Si) 또는 망간(Mn) 함량이 있는 용가재를 선택해야 합니다. 이는 구리 용접에 GMAW, GTAW 또는 MMAW 방법을 사용하는지 여부에 관계없이 적용됩니다.

구리 용접용 충전재의 경우 가장 권장되고 일반적으로 사용되는 재료는 ErCu 및 ErCuSi-A입니다. 전자는 주석(Sn)과 함께 Si와 Mn을 모두 함유하여 유동성을 용이하게 한다. 반면에 P 산화 구리를 용접하려면 ErCuSi-A 필러 재료를 사용해야합니다. 탈산소제로 Si와 MN을 모두 포함하는 하드 피치 구리를 용접할 때도 좋은 옵션입니다.

구리 납땜

금속을 접합하는 데 사용되는 초기 방법 중 하나인 납땜은 용가재(용가 와이어 형태)를 가열하여 접합부를 녹이고 채우는 작업을 포함합니다. 소프트 솔더링은 가장 간단한 프로세스이며 가정 안팎에서 작은 금속 품목을 수리하는 데 일반적으로 사용되는 프로세스입니다. 또한 배관공이 구리 파이프와 구리 피팅을 연결하고 수리하는 데 사용하는 방법이기도 합니다.

부드러운 납땜에 적합한 플럭스가 있는 저렴한 납땜 인두 또는 토치를 사용할 수 있습니다. 하드 솔더링은 필러 재료를 훨씬 더 높은 온도로 가열하는 것을 포함하므로 조인트는 다른 솔더링된 조인트보다 훨씬 더 강합니다.

필러 재료는 다르며 일반적으로 은을 포함하므로 이 기술을 종종 은 브레이징이라고 합니다. 그러나 진정한 브레이징은 훨씬 더 높은 온도에서 수행됩니다.

구리 브레이징

브레이징은 본질적으로 솔더링과 유사한 기술이며 솔더링에 사용되는 것과 동일한 종류의 필러 재료(와이어 또는 브레이징 로드)를 사용합니다. 조인트는 모세관 현상이 접합되는 구리 조각 사이에 용가재를 끌어당길 수 있도록 매우 밀접하게 연결되어야 합니다.

사용 온도가 납땜에 필요한 온도보다 상당히 높아야 하지만 모재가 녹는점까지 가열되어서는 안 됩니다.

배관 작업에 광범위하게 사용되는 브레이징은 두께가 다른 금속 공작물뿐만 아니라 다양한 유형의 금속을 접합하는 데에도 사용할 수 있습니다.