리벳팅은 제조 현장에서 널리 쓰이는 영구적인 냉간 접합 공정입니다. 용접이나 접착 접합보다 경제적이고 훌륭한 대안이 됩니다. 용접이 널리 보급되기 전에는 금속 교량, 보일러(밀착·응력 제거된 강한 이음), 저압 탱크(밀착 이음 필요), 호이스트 크레인(강한 이음 또는 응력 제거 필요) 건설의 주된 접합 방법이었습니다.
이 글에서는 리벳과 리벳 이음의 정의, 응용, 구성 요소, 다이어그램, 종류, 작업 공정, 사용 공구, 그리고 장단점까지 상세히 다루겠습니다.
리벳은 주로 강철이나 알루미늄으로 만든 나사가 없는 체결부품으로, 금속 조각들을 서로 연결하는 데 쓰입니다. 미리 성형된 머리부와 생크(shank)로 구성되며, 생크를 결합할 재료의 구멍에 넣습니다. 리벳 이음은 리벳 핀과 건으로 수행하며 이 작업을 '리벳팅'이라 합니다. 용도에 따라 다양한 종류의 리벳 건과 핀이 있습니다.
앞서 언급했듯 리벳은 체결부품으로 분류되며, 자유단에 두 번째 머리가 '세팅(setting)'이라는 다양한 방식으로 성형됩니다. 아래 그림은 세팅 전후의 일반적인 리벳을 보여줍니다.
앞서 말했듯 리벳은 탄소강, 알루미늄, 황동 등 연성 재료로 만들 수 있습니다. 다만 내부식성을 높이기 위해 다양한 코팅을 적용합니다. 갈바닉 부식 가능성을 방지하기 위해 재료와 코팅 선정에 신중해야 합니다.
같은 크기의 리벳은 동등한 나사 체결부품만큼 강하지 않다는 점에 유의하십시오.
리벳 이음의 주요 응용 분야는 다음과 같습니다:
리벳 이음은 주로 시트와 형강을 체결하는 영구 이음으로 사용됩니다.
랩 이음, 맞대기 이음, 이중 커버 플레이트 이음에 쓰입니다.
금속 교량, 호이스트 크레인, 보일러, 압력 탱크 건설에도 여전히 쓰이지만, 다른 접합 공정이 더 적합할 수 있습니다.
용접이나 가열이 불가능한 소재, 예컨대 항공기 구조의 얇은 벽 시트 부품 접합에 쓰입니다.
버스와 트롤리버스 차체 제조에서 고하중 이음을 만드는 데 사용됩니다.
요약하면 리벳은 항공기, 보일러, 선박, 상자 등 다양한 인클로저의 부품 접합에 널리 쓰입니다.
리벳은 다른 접합 공정보다 설치 비용이 훨씬 저렴해 널리 사용됩니다. 기술 발전으로 자동 리벳팅 머신이 등장해 시간당 1,000개 이상의 리벳을 설치할 수 있게 되었습니다.
주요 리벳 종류는 다음과 같습니다:
돌출된 머리가 작업에 지장을 주지 않는 부위 접합에 쓰입니다. 밀착력이 좋아 고정밀·밀착 이음에 적합합니다.
표면이 고르지 않은 부품을 돌출된 리벳 머리로 접합할 때 사용합니다. 고응력 이음에는 부적합합니다. 테이퍼진 머리가 이음 안으로 들어가 표면이 평탄해집니다.
거칠고 고르지 않은 표면을 접합할 때 씁니다. 고품질 표면 마감이 필요 없는 용도에 적합하며, 불균일한 표면이 결과적으로 나타납니다.
원뿔형 생크를 가진 버튼 헤드 리벳으로, 정렬되지 않은 구멍에도 쉽게 들어갑니다. 보일러와 압력 용기 건설에 주로 쓰이며, 플레이트 가장자리와 리벳 머리를 코킹(caulking)하면 밀착된 고정 이음을 얻습니다.
한쪽에서만 접합 작업이 가능한 용도, 예컨대 항공기 경금속 구조물 제조에 쓰입니다. 생크 부분이 전기적으로 점화되어 폭발하며 팽창합니다.
가죽, 펠트, 고무 등 부드러운 소재 연결에 사용합니다.
섬세한 소재 접합에 쓰입니다. 적은 힘으로 작업 가능해 수월합니다.
정밀 기계에서 돌출부가 리벳 생크처럼 작용합니다.
분류 기준에 따른 리벳 이음 종류는 다음과 같습니다:
리벳 플레이트 배치 방식에 따른 분류 (2가지):
랩 이음 (Lap Joint): 작업용 플레이트들이 서로 겹쳐지고, 리벳이 겹친 부위에 삽입됩니다.
맞대기 이음 (Butt Joint): 접합할 플레이트들을 겹치지 않고 맞대어 정렬한 뒤, 외부 커버 플레이트를 한 쪽 또는 양쪽에 대고 메인 플레이트와 함께 리벳으로 고정합니다. 비용이 더 들지만 일부 용도에 필수적입니다.
커버 플레이트 수에 따른 분류: 맞대기 이음은 단일 스트랩과 이중 스트랩으로 나뉩니다.
단일 스트랩 맞대기 이음: 메인 플레이트 한쪽에만 커버 플레이트 1장을 댑니다.
이중 스트랩 맞대기 이음: 이음 양쪽에 각각 커버 플레이트 1장씩, 총 2장을 댑니다.
리벳 열 수에 따른 분류:
단일 리벳 이음: 랩 이음에 리벳 1열만 있음. 맞대기 이음도 각 플레이트에 1열씩 있을 수 있음.
이중 리벳 이음: 랩 이음에 2열, 또는 맞대기 이음의 각 메인 플레이트에 2열씩.
참고로 삼중, 사중 리벳 이음도 위와 유사하게 확장됩니다.
인접 리벳 열 배열 방식에 따른 분류:
체인 리벳 이음 (Chain Riveted Joint): 인접 열의 리벳들이 서로 마주 보며 같은 가로선에 위치합니다.
지그재그 리벳 이음 (Zigzag Riveted Joint): 인접 열의 리벳들이 체인 배열이 아닌 엇갈린 위치에 있습니다.
리벳팅 시 수행되는 단계별 작업은 다음과 같습니다:
첫 번째 공정입니다. 결합할 플레이트들을 최대한 단단히 클램핑해 틈새를 없앤 뒤, 함께 드릴링해 구멍 정렬 불량을 방지합니다. 정렬 불량이 있으면 구조용 리머로 리밍합니다. 리벳 구멍은 생크 지름보다 약간 크게 뚫어야 합니다.
다음 공정입니다. 75° 카운터싱크 커터로 리벳 구멍의 버를 제거하고 카운터싱킹합니다.
리벳 핀을 공작물의 보어홀에 삽입합니다. 해머나 리벳 건으로 리벳 세터를 때려 플레이트들이 서로 눌리도록 하고 세터 헤드가 공작물에 밀착되게 합니다.
종축 방향을 따라 정확하게 해머로 몇 차례 때려 보어홀이 채워질 때까지 생크를 팽창시킵니다.
리벳 머리 주변을 일정하게 때려 버튼 헤드를 성형합니다.
카운터싱크 헤드 리벳의 경우, 헤딩 작업으로 리벳 머리를 카운터싱크 안으로 바로 밀어 넣습니다.
버튼 클로징 헤드 마무리 성형:
충분한 프리포밍 후 리벳 헤더로 클로징 헤드를 최종 성형합니다.
요약하면, 강철 리벳 지름 8mm 이하는 냉간 수작업으로 리벳팅합니다. 더 두꺼운 리벳은 적열 상태로 작업합니다. 비철 금속 리벳도 어닐링 후 냉간 작업합니다.
강철이나 비철 금속의 모든 냉간 가공은 재료를 단단하고 부서지기 쉽게 만듭니다. 특히 해머 타격이 많을수록 그렇습니다. 재료를 최대한 강하고 탄성 있게 유지하려면, 적고 정확한 타격으로 이음을 만들어야 합니다.
리벳팅 작업에 쓰이는 주요 공구는 다음과 같습니다:
가장 중요한 공구 중 하나입니다. 자물쇠용 해머(50~200g)와 수작업용 해머(200~400g)가 쓰이며, 엔지니어도 애용합니다.
세트 헤드를 공작물에 고정하고, 리벳팅할 플레이트들을 서로 눌러주는 데 씁니다. 헤드 보어는 경질 소재로 만듭니다.
세터와 비슷해 보이지만 용도가 다릅니다. 해머로 프리성형한 버튼 헤드 리벳의 클로징 헤드를 마무리 성형하는 데 씁니다. 헤드 리세스는 경화·연마되어 외관이 깔끔합니다.
버튼 헤드 리벳의 세트 헤드를 받치는 특수 공구로, 헤드 리세스가 있습니다. 바이스에 고정하는 고정형과 조절형이 있습니다.
'클램프 독(clamp dogs)'이라고도 하며, 이빨로 플레이트들을 눌러 고정합니다. 원형 소재 클램핑 시 리벳 핀을 사용합니다.
열간 리벳팅에 필요한 공구는 다음과 같습니다:
기계화 리벳팅에 쓰이는 장비:
리벳 이음의 주요 이점은 다음과 같습니다:
장점에도 불구하고 다음과 같은 한계가 있습니다:
오늘날 접합 공정 중 리벳팅은 가장 일반적이고 널리 수행되는 방식 중 하나로, 다양한 용도에서 훌륭한 성능을 발휘합니다. 이 글에서는 리벳과 리벳 이음의 정의, 응용, 기능, 구성 요소, 다이어그램, 종류, 작업 공정, 공구, 장단점을 종합적으로 살펴보았습니다.
유익하셨다면 가장 인상 깊었던 부분을 댓글로 남겨 주시고, 다른 기술 전공 학생들과 공유해 주세요. 감사합니다!
제조공정
진공 척 작동 원리와 삶을 더 쉽게 만드는 방법 이해하기 우리는 매일 기계에 대한 질문에 답하지만, 때로는 진공 테이블에 대한 관심이 더 뜨거울 때가 있습니다. 진공 테이블은 CNC 가공 세계에서 완전히 낯선 액세서리는 아니지만, DATRON은 다르게 접근하여 기계와 함께 갖춰야 할 킬러 액세서리로 만들었습니다. 이 독특한 적응은 많은 질문을 낳으며, 우리는 기꺼이 답합니다! DATRON의 진공 워크홀딩에 대한 미스터리를 풀고 이것이 당신에게 적합한 솔루션인지 알아보겠습니다. 1. 진공 테이블은 어떻게 작동하나요? 우리 진공 테이
역사적으로 금속 주조는 검에서 풍력 터빈까지 모든 것을 만드는 데 사용되었으며, 오늘날 고품질 금속 부품을 제작하는 가장 가치 있고 다재다능한 방법 중 하나입니다. 금속 주조란 무엇인가요? 금속 주조는 용융된 액체 금속을 금형에 붓는 제조/정밀 공정입니다. 금형 내부는 제작할 부품의 네거티브 인상(negative impression)과 결합되어 있어, 용융 금속이 금형 내에서 냉각 및 응고되면 최종 부품의 형태를 취하게 됩니다. 완성된 부품은 금형에서 제거됩니다. 금속 주조에는 각각의 용도에 따라 고유한 장점을 가진 다양한
