[공업재료가공학 자료] 아크용접(Arc Welding)의 전원특성과 그 종류

목차

아크용접(Arc Welding)의 전원특성과 그 종류


1. 아크용접의 정의

2. 아크용접의 전원적 특성

3. 아크용접의 종류
　3.1. 소모성 전극(용접봉)을 사용하는 아크용접
　　3.1.1. 피복금속아크용접(SMAW, Shield Metal Arc Welding)
　　3.1.2. 서브머지드 아크용접(SAW, Submerged Arc Welding)
　　3.1.3. 가스방호 금속아크용접(GMAW, Gas Metal Arc Welding)
　　3.1.4. 유심용제 아크용접(FCAW, Flux Cored Arc Welding)
　　3.1.5. 일렉트로가스용접(EGW, Electrogas Welding)
　　3.1.6. 일렉트로슬래그용접(ESW, Electroslag Welding)
　3.2 비소모성 전극을 사용하는 아크용접
　　3.2.1. 텅스텐아크용접(GTAW, Gas Tungsten Arc Welding)
　　3.2.2. 원자수소용접(AHW, Atomic Hydrogen Welding)
　　3.2.3. 플라즈마아크용접(PAW, Plasma Arc Welding)

본문내용

가스용접(EGW, Electrogas Welding)
용접금속은 접합될 두 부분의 사이에 만들어 놓은 용접공동부에 용착된다. 용접 부위는 수냉시키고 기계적으로 작동되는 두 개의 구리판을 위로 움직이면서, 용융 슬래그가 용접부로부터 흘러나가지 않도록 막는다. 원주방향 용접이 가능하다.
유심용제 용접봉에는 최고 750A, 일반 용접봉에는 최고 400A의 전류로 연속아크를 유지하며, 소요전력은 대략 20kW이다. 일렉트로가스용접 장치는 신뢰성이 있고 사용자를 훈련시키는 것도 비교적 수월하다. 강, 티타늄, 알류미늄합금의 용접에 사용된다.
3.1.6. 일렉트로슬래그용접(ESW, Electroslag Welding)
EGW와 비슷하지만, 용접아크가 용접봉의 끝과 피용접부의 밑부분에서 시작한다는 점이 다르다. 용제는 아크의 열에 의해 녹고, 용융슬래그가 용접봉의 끝에 도달하면 아크는 꺼지지만, 용융슬래그의 전기저항에 의해 열이 지속적으로 공급된다. 아크가 꺼지게 되면 ESW는 아크용접이라 할 수 없다.
사용전원은 45~50V의 전압과 600A의 전류가 필요하다. 용접품질이 뛰어나 중장비나 핵발전용 원자로 용기의 중구조강판 용접에 사용된다.
3.2 비소모성 전극을 사용하는 아크용접
3.2.1. 텅스텐아크용접(GTAW, Gas Tungsten Arc Welding)
텅스텐 아크용접에서는 비소모성인 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크가 형성되며 텅스텐 전극 주위로 불활성 가스인 아르곤이나 헬륨이 주입된다. TIG 용접이라고도 하며 용접 중에는 전극이 소모되지 않으므로 일정한 전류가 공급되면 안정된 아크간격이 유지된다.
용접기 용량은 8~20kW 정도로, 공작물에 따라 직류 200A 혹은 교류 500A를 선택하여 사용한다. GTAW는 주로 내열금속의 용접에 널리 사용되며 특히 얇은 금속의 용접에 적합하다.
3.2.2. 원자수소용접(AHW, Atomic Hydrogen Welding)
두 개의 텅스텐 전극 사이에 아크를 발생시키고, 수소가스를 유동시켜 보호분위기를 만드는 방법이다. 수소가스는 두 개의 원자로 구성되지만 6000℃ 이상의 아크 주위에서는 원자상태로 해리되면서 아크로부터 다량의 열을 흡수한다. 해리된 수소원자가 온도가 낮은 용접 부위를 때리면서 다시 2원자 수소로 결합하면서 열원을 제공한다.
3.2.3. 플라즈마아크용접(PAW, Plasma Arc Welding)
집중된 플라즈마아크를 만들어 용접부에 쏘아주는데, 이 때 발생한 아크는 안정적이고 33000℃의 고온에 도달한다. 용접전류는 보통 100A 미만이나, 특별한 작업에서는 이보다 높게 사용한다.
플라스마 아크용접에서는 용접헤드가 아르곤과 같은 가스를 고전압 기울기(gradient)로 오리피스를 통과할 수 있도록 설계되어져 있어 매우 이온화된 가스흐름을 만들어 낸다. 토치의 노즐에서 분출되는 고속의 플라스마 제트(plasma jet)를 이용한 용접법이다.
이 용접법은 스테인리스강, 탄소강, 티타늄, 니켈함금, 동, 황동 등에 적용된다. 용입이 깊고 비드폭이 좁으며 용접속도가 빠르다.

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