종방향 용접기 이해: 유형, 기능, 이점

종방향 용접기란?

종방향 용접기는 종방향 심 용접기 또는 저항 심 용접기라고도 하며, 금속 시트 같은 페이잉 표면(faying surfaces)을 용접하도록 설계되었습니다. 종방향 용접기는 유사하거나 상이한 금속 소재를 일관되게 접합하고 발생한 열로 압착합니다. 종방향 용접기의 심 용접 공정은 전기 저항 용접의 한 유형입니다. 전기 저항 용접은 저항 스팟 용접, 저항 돌기 용접, 저항 심 용접, 저항 버트 용접의 4가지로 세분됩니다. 전기 저항 용접(ERW)의 더 많은 특징은 뒤에서 논의합니다.

종방향 심 용접기에서의 용접 공정을 심 용접이라고 하며, 여기에서 심은 중첩 용접 이음매 또는 버트 용접 이음매가 될 수 있습니다. 심 용접 공정은 한 끝에서 시작됩니다. 일반적으로 종방향 용접기는 금속 시트 제작을 점진적이고 자동으로 수행합니다. 저항 심 용접은 다양한 전기 저항 용접 방식 중 가장 일반적인 방법입니다. 종방향 용접기에서의 용접은 열과 압력이 가해져 심이 단조되기 때문에 매우 내구성이 있습니다. 종방향 심 용접기가 생성하는 용접 이음매는 일반적으로 원래 모재보다 강해집니다. 종방향 용접기의 일반적인 적용 사례는 원형 및 직사각형 강관과 금속 시트의 대량 제조로, 배기관과 소화기 생산 등이 있습니다.

용접과 ERW란?

용접이란 금속이나 열가소성 수지 부품을 융합하고 제작하는 산업 공정을 뜻합니다. 많은 용접 방식은 소재를 녹여 접합해야 하므로 고온 환경에서 수행됩니다. 마찰 용접처럼 실온에서 금속 접합을 수행하는 다른 스타일의 용접도 있습니다. 다양한 용접 방식의 에너지원은 전기, 화학, 마찰, 레이저, 초음파 등이며, 이들이 유형과 효율을 정의합니다.

다양한 용접 방식 중 종방향 심 용접은 ERW의 한 유형입니다. ERW는 전기 저항 용접(Electric Resistance Welding)의 약자입니다. 전기 저항 용접은 전류로 접합부에서 가열·용융하여 금속을 영구적으로 융합합니다. 일반적으로 저항 용접은 효율적이고 오염이 적으나, 적합한 용도가 얇은 소재로 제한됩니다.

종방향 용접기의 작동 원리

두 개 이상의 금속 시트나 기타 공작물이 성형되어 압착되면 표면 불규칙성이 간극에서 전기 저항을 생성하여 금속 소재가 심(seam, 이음매)에서 가열되고 용융됩니다. 여기에서 언급된 심 용접 공정의 저항을 접촉 저항(contact resistance)이라고도 합니다. 용접 시스템의 전류는 종방향 용접기에 매우 중요합니다. 효율과 이음매에서 생성되는 열량은 전류가 통과하는 크기에 의존합니다. 저항 스팟 용접과 마찬가지로 저항 심 용접에도 구리 전극이 필요합니다. 용접 공정은 일반적으로 디스크 모양의 두 전극을 사용하며, 금속이 두 전극 사이 간극을 통과하는 동안 전극이 회전합니다. 이 조건에서 구리 전극은 금속과 일관된 접촉을 유지하여 내구성 있는 용접을 수행하며, 종방향 용접기에서 금속의 이동을 지지하거나 이동시킬 수도 있습니다.

전원 측면에서, 종방향 용접기에는 고전류 교류와 저전압 형태의 에너지를 용접 이음매에 공급하는 트랜스포머가 있습니다. 금속 부품의 심(이음매)은 높은 전기 저항을 가지며, 이곳이 가열·용융·융합될 의도된 영역입니다. 그런 다음 시트 표면의 반용융 영역에 설정된 압력도 가해져 최종적으로 융합 밴드를 형성하여 영구적이고 균일한 용접 연결을 완성합니다. 많은 종방향 용접기는 용접 공정에서 지속적으로 열이 발생하므로 구리 전극과 트랜스포머, 어셈블리를 냉각하기 위해 수냉 장치를 활용합니다.

종방향 심 용접에는 간헐 모드와 연속 모드 두 가지가 있습니다. 연속 모드에서는 휠이 지속적으로 작동하는 반면, 다른 모드에서는 명령된 지점으로 이동하여 각 용접을 생성할 수 있습니다.

종방향 용접기의 이점

우선, 종방향 심 용접기는 태킹 용접(tack welding)이 필요 없어 강관이나 평판 소재의 금속 제작을 쉽게 수행할 수 있습니다. 용접기는 자동 용접을 제공하며 보일러와 가스 실린더 생산을 포함한 다양한 용도에 사용할 수 있습니다. 종방향 심 용접기로는 MIG, TIG, 플라즈마, 레이저 등 용접 공정에 적용할 수 있는 많은 방법이 있습니다. 용접기는 스테인리스강, 얇은 강판, 알루미늄, 황동, 구리, 납, 아연 등 다양한 금속 소재에 적합합니다. 선형 심 용접을 수행할 때 종방향 심 용접기는 시동 또는 종료 용접 크레이터가 필요 없으며, 이음매 전체 길이가 균일하고, 스테인리스강의 변색도 용접기에서 제거됩니다.

종방향 심 용접기의 단점

종방향 심 용접이 효율적이고 가장 일반적으로 사용되지만 여전히 몇 가지 단점이 있습니다. 예를 들어 롤러 설계 때문에 종방향 심 용접기에서는 직선 용접 라인이나 균일하게 곡선진 라인만 가능합니다. 또한 금속 시트 두께에 대한 제한이 있습니다. 단일 금속 시트 두께가 3mm에 도달하면 종방향 용접기가 비효율적이 될 수 있습니다.