용접에 대하여

본문내용

re welding) - 이음 부를 융점이하로 가열하고 기계적인 압력을 가하여 큰 소성변성을 주어 접합하는 방법으로 동종 및 이종 금속간의 접합에 주로 이용된다.
1) 가열 식 압접
① gas 압접 - 접합부를 가스 불꽃으로 재결정 온도 이상으로 가열하여 모재에 아축하중을 가해 접합하는 방법
② 전기저항 용접 - 전기저항 용접 법은 금속에 전류가 흐를 때 일어나는 Joule열은 이용하여 압력을 주면서 용접하는 방법이다. 용접하고자하는 2개의 금속면을 서로 맞대어 놓고 적당한 기계적 압력을 주면서 전류를 흐르게 하면 접촉면에 존재하는 접촉저항 및 금속자체의 저항 때문에 접촉면과 부근에 열이 발생하여 온도가 오르게 된다. 그 부분에 가해진 압력 때문에 양면이 완전히 밀착하게 되며, 이 때 전류를 끊어서 용접을 완료하게 된다.
a. spot 용접 - 2개 혹은 그 이상의 판재를 두 전극 사이에 두고 가압하면 접촉부가 가압되어 접촉 저항이 감소한다. 전극 사이에 전류를 통전 시키면 접촉부의 요철에 의해 생기는 접촉 저항에 의해 발열 및 반 용융되며, 용융에 의해 용접부의 금속 자신의 고유 저항 증가 및 용융된다. 전극에 압력을 가하여 밀착 후 전극을 떼어 용접을 완료한다. 전극의 재질은 전기와 열전도도가 좋고 연속 사용하더라도 내구성이 있으며 고온에서도 기계적인 성질이 유지되어야한다. 철강을 비롯한 경합금, 구리합금에는 순 구리를 구리용접에는 Cr, Ti, Ni 등을 첨가한 구리합금이 많이 쓰이고 있다. 점용접은 저탄소강, 고탄소강, 저합금강, 알루미늄과 알루미늄 합금, 스테인레스강(18Cr-8Ni), 주석 도금판 등 각종 금속들에게 사용되고 있다.
< spot 용접 >
b. seam 용접 - 원판상의 롤러 전극사이에 2장의 판을 끼워서 가압, 통전 하고 전극을 회전시켜 판을 이동시키면서 연속적으로 spot용접을 반복하는 것으로 연속된 선 모양으로 접합부가 얻어지는 것으로 밀폐성이 요구되는 곳에 이용한다.
< seam 용접의 구성 >
c. projection 용접 - spot용접의 변형으로 전류를 집중시키기 위해 모재에 돌기부(prejection)를 생성하여 spot용접을 수행하는 것
< projection의 원리 >
d. upset 용접 - 2개의 모재를 단면끼리 맞대고 용접전류를 통하면 접촉저항과 고유저항에 의해 발열하고 용융하고 이 때 큰 압력을 축 방향으로 가하여 접합하는 방법으로 가압시 접촉부의 스케일이나 개재물이 밀려나와 건전한 접합부가 생성되지만, 열 영향부가 크고, 긴 용접시간이 걸리며 판재 및 선재의 용접이 불가능하다.
< upset 용접 >
2) 비 가열 식 압접
① 냉간 압접 - 가열하지 않은 상온에서 가압을 하면 압력에 의해 표면의 미세한 돌기의 소성 변형과 표면 피막 파괴가 발생하고 순금속이 접촉한다. 그 후 합부 표면을 원자간 인력이 작용하는 거리까지 가압을 하면 모재 상호간의 금속 확산 이동이 발생하고 소성변형이 생겨 양 모재의 접합 표면에 경계가 소실되고 접촉면을 가로 질러 재결정이 발생하여 접합한다.
< 겹치기 냉간 압접법 >
② 폭발 압접 - 두 개의 판재에 폭약을 설피하고 폭약이 폭발하며 발생하는 온도상승과 압력이 발생하며 이 때 두 판재가 고속도로 일정 각도로 충돌하여 소재의 충돌 표면이 서로 파상으로 소성 변형되어 결합되는 원리를 이용하여 접합 시키는 방법
< 폭발 압접의 원리 >
③ 초음파 압접 - 접합하고자 하는 소재에 초음파(18kHz 이상) 횡 진동을 주어 그 진동에너지에 의해 접촉부의 원자가 서로 확산하여 접합되는 방법으로 팁과 앤빌 사이에 소재를 넣고 가압하며 진동시키면 접촉부에 마찰이 생겨 산화 피막이 제거 된다. 이 때 순수 금속끼리의 접촉이 되면 원자 간의 인력이 발생되어 금속 접합하는 기구가 사용된다. 금속 및 플라스틱의 용접에 사용된다.
< 초음파 압접 >
(3) 납땜(brazing and soldering) - 모재를 용융하지 않고 모재보다도 용융점이 낮은 금속(납의 일종)을 삽입하여 접합하는 방법으로 접합면 사이에 표면장력의 흡인력이 작용되어 접합 되며, 땜납의 용융점이 450 ℃이하일 때 연납(soft solder)이라 하고 450 ℃이상일 때를 경납(hard solder)이라고 한다.
3. 고찰
이번 용접 실습을 통해 항상 보기만 했던 용접을 그래도 직접 해보는 기회를 가졌다. 하지만 용접의 경우 아무리 많은 이론을 가지고 있다 해도 경험이 매우 중요하다. 따라서 연습을 했지만, 말 그대로 완전 초보자 수준이라 할 수 있었다. 보고서를 쓰는 과정에서 많은 용접의 종류가 있다는 것을 알았다. 하지만 이번 학기에는 기계공장법을 수강하지도 않았지만, 참고 문헌마다 분류하는 방식이 다르고 그 중에서도 어떤 부분에 대해서는 다루지 않은 부분도 많아 어려움이 있었다. 그래서 단지 이러한 종류가 있다는 정도에서 공통적으로 포함되어 있는 내용만 조사를 하였으며, 그 구체적인 내용에 대해서는 생략한 부분도 많았다. 이번 실습의 가장 큰 아쉬운 점은 바로 이 점이었다. 그래도 이번 실습과 보고서를 통하여 용접에 대한 일반적인 지식은 습득했다고 생각한다. 물론 아직 많이 부족하지만, 이번 경험을 바탕으로 하여 용접을 직접 다루게 된다면 그래도 아무 것도 모르는 상태에서 다루는 것보다 많은 도움이 될 것이라고 생각한다.
★참고문헌
기계공작법/김재도외 6인/문운당
http://greenhospital.co.kr/research/
http://dept.kaya.ac.kr/%7Ektkim/steelfurniture/process/Ch05/5-2-1c.htm
http://bh.kyungpook.ac.kr/%7Ekcpark/lab/major_info/welding.html
http://nsmlab.sogang.ac.kr/COURSEWORK/machin/machinedata/Welding.doc
http://me.snut.ac.kr/pds/upload/%C1%A6%206%20%C0%E5%20%BE%D0%C1%A2.pdf
http://yu.ac.kr/%7Ehbshim/lecture/under/process/2002/CHAP12.PDF

키워드

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