[기계공학]아크용접

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목차

1. 아크용접의 개요
2. 아크 용접법

본문내용

ns)를 끼워서 사용한다.
b) 차광막 : 아크의 강한 유해 광선이 다른 사람에게 해를 미치지 않게 하기 위 하여 그림 (b)와 같은 차광막을 사용한다. 이 차광막은 빛을 차단하고 쉽게 인 화되지 않는 내화성이 있어야 한다.
c) 장갑, 앞치마, 팔 덮개 : 용접 작업 중 몸을 보호하기 위하여 착용하는 것으로 서, 가죽이나 석면 등으로 만든 장갑(gloves), 팔 덮개(bids), 앞치마(apron), 발 커버(shin cover)등이 있다.
4) 아크 용접봉
아크 용접에서 용접봉(welding rod)은 용착금속이 되므로, 용가제(filler metal)라고도 하며, 모재 사이에서 아크를 발생시키므로 이를 전극봉(electrode)이라고도 한다.
아크 용접봉에는 비피복 용접봉(bare electrode)과 피복 용접봉(covered electrode)이 있다. 비피복 용접봉은 탄소 아크 용접봉으로 일부가 사용되나, 주로 자동이나 반자동 용접에 사용된다. 수동 아크 용접에서는 피복 아크 용접봉이 주로 사용된다.
● 피복 아크 용접봉
피복 아크 용접봉은 일정 길이의 금속 심선(core wire)에 피복제를 발라서 건조시킨 것으로, 용접물의 재질에 따라 탄소강, 특수강, 구리 합금, 경합금, 니켈 합금 등의 용접봉이 있다. 이 들은 모재의 재질, 용접물의 사용 목적, 용접 자세, 사용 전류의 극성, 이음(joint) 모양 등에 따라 선택하여 사용되고 있다. 이들 용접봉 중에서 가장 많이 쓰이는 것은 연강용 피복 아크 용접봉이다.
a) 아크 용접봉의 피복제
(a) 피복제의 작용 : 일반 피복아크 용접봉의 피복제의 작용을 요약하면 다음 과 같다.
①중성 또는 환원성 분위기를 만들어 대기 중의 산소나 질소의 침입을 막 아서 용융 금속을 보호한다.
②아크를 안정하게 한다
③용융점이 낮은 적당한 점성의 슬래그(slag)를 만든다.
④용착 금속의 탈산 정련 작용을 한다.
⑤용착 금속에 필요한 합금 원소를 첨가한다.
⑥용착 효율을 높인다.
⑦용착 금속의 응고와 냉각 속도를 느리게한다.
⑧파형이 고운 비드를 만든다.
(b) 피복제의 종류 : 피복제는 여러 가지 기능을 가진 유기물과 무기물의 분말 을 그 목적에 따라 적당한 배합 비율로 혼합한 것에 고착제를 배합하여 심선에 도포한다. 용접봉은 같은 규격품이라도 각 제조사에 따라서 배합 이 다르며, 각기 특징 있는 용접봉을 생산하고 있다. 피복 배합제를 기능 별로 분류하면, 아크 안정제, 가스 발생제, 슬개그 생성제, 탄산제, 합금 첨 가제, 고착제 등이 있다.
b) 연강용 피복 아크 용접봉의 기호와 분류
(a) 용접봉의 기호 : 연강용 피복 아크 용접봉으로 많이 쓰이고 있는 용접봉의 기호는 아래 표와 같은 의미를 가지고 있다.
(b) 피복 아크 용접봉의 분류 : 연강용 아크 용접봉은 피복제의 종류, 사용전 류, 용접 자세에 따라 KSD 7004에 자세히 규정되어 있으며, 표와 같이 분 류하고 있다.
2. 아크 용접법
1) 수동 아크 용접
● 아크의 발생과 운봉법
a) 아크의 발생 : 그림은 아크 발생법을 나타낸 것으로, 그림(a)와 같이 용접봉 끝 으로 모재 위에 살짝 찍어 아크를 발생시키는 방법을 찍는법(tapping method)이라 하며, 그림(b)와 같이 모재 위를 용접봉으로 긁어 아크를 발생시 키는 방법을 긁는법(scratch method)이라 한다. 직류 아크 용접에서는 찍는법 을, 교류 아크 용접에서는 긁는법이 사용된다.
b) 운봉법 : 용접 작업에 있어서 운봉법은 주요한 요소이므로, 항상 아크 길이를 일정하게 유지하면서 모재에 대한 용입이 충분하고, 슬래그(slag)가 혼입되지 않도록 운봉한다.
또 언더컷과 오버랩이 생기지 않도록 하면서 용접봉의 특성, 용접 위치에 따 라 적정한 운봉이 이루어져야 한다. 운봉법에는 비드의 나비에 따라 직선 비 드(straight bead)와 위빙 비드(weaving bead)가 있다. 아래 표는 비교적 많이 사용되는 운봉법의 보기를 나타낸 것이며, 용접 자세에 따라 원형, 타원형, 삼 각형 및 부채꼴 모양 등의 운봉법이 있다.
● 이음 현상과 용접 조건
아크 용접에서 이음 형상에 따른 판 두께, 루트 간격, 용접봉 지름, 용접 전류값 및 비드 수에 대한 표준 용접 조건은 KSD로 규정하고 있으며 아래보기 이음의 보기는 다음 표와 같다.
● 아크 용접장치
a) 1층 비드 놓기
(a) 시작 부분의 가접부에서 아크를 발생하여 예열하고 아크가 안정되면 아크 길이를 짧게 하면서 루트면을 녹여 열쇠 구멍을 만든다.
(b) 용접봉 각도는 아래 그림과 같이 작업각의 경우에 90°, 진행각의 경우에 70~80°를 유지하며, 왼쪽에서 오른쪽으로 진행한다.
b) 표면(2층) 비드 놓기
(a) 1층 비드의 슬래그와 스패터를 깨끗이 제거하고, 와이어 브러시로 청소한 다.
(b) 용접 시작점 옆에서 아크를 발생하고 안정시켜 용융지가 형성되면 1층 비 드폭 양끝에 용접봉이 오도록 하면서 좌우로 운봉한다.
(c) 위빙 운봉을 할 때에 그림과 같이 비드 폭 양 끝에서 잠시 머물러 충분한 용입이 되도록 하고, 중앙은 스쳐 지나가듯 조금 빠르게 하며, 용융지의 크 기를 일정하게 만들면서 진행한다.
c) 크레이터 처리
(a) 비드 끝 부분의 직전에서 아크 길이를 짧게 하여 2∼3회 회전하여 채운 다음에 그림(a)와 같이 용접 진행의 반대 방향으로 당기듯이 재빨리 올려 끓는다.
2) 자동 아크 용접
자동 용접법은 직류와 교류 다 같이 사용할 수 있으며, 아크의 길이가 변하면 아크 전압에 의해 이송 속도가 조절됨으로 용접이 정확하게 이루어진다. 자동 용접은 손 용접에 비해서 전류를 크게 할 수 있고, 대량 생산에서는 생산비를 낮출 수 있다. 자동 아크 용접기는 모재를 고정하고 용접 장치가 이동하는 형식과 이와 반대로 모재가 이동하는 형식이 있다. 또 용접봉의 송출(送出)과 아크 길이 조정은 자동적이나 운봉은 손으로 하는 반자동식도 있다. 용접봉은 나봉(裸棒) 또는 피복봉(被覆棒)이 사용되며 모두 코일상으로 마른 것을 사용한다.
그림은 자동 아크 용접기의 보기로, 용접봉은 와이어릴(wire reel)에 감긴 것을 사용한다.

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기계공학,   아크용접,   용접