용접의 종류는 전기아크용접과 가스용접으로 크게 구분되어지던 1980년대 이전과
그 이후로의 용접방법은 특수용접으로 일컬어지는 티그, 미그, 써브모지드, 빔용접, 등
이루 헤아릴 수 없이 많이 생겼다.
여기서는 일반적으로 많이쓰는 피복아크용접, CO2 용접 및 특수용접인 TIG, MIG에 대한
설명을 간략히 기술하였고 기타용접에 대해서는 전문서적을 참고바란다.

 

 

1. 아크 (Arc)란 ? 아크의 2가지 용어
1) 아크의 단순 의미는 곡선의 일부분인  "호(弧)" 이다. 원주(圓周: 원전체둘레)의 일부분을
가리킬 때는 원호(圓弧)라고 한다.

 

2) 전기적인 의미의 아크란 ?
용접봉과 모재와의 사이에 직류 (직류용접기)또는 교류(교류용접기)전압을 걸어둔 체 양자를
일단 접촉시킨 뒤 떼면 청백색의 강렬한 빛이 "호(弧)"의 모양처럼 발생 되는데 이를 "아크"
라고 한다. 이 상태를 아크방전이라 하는데 아크방전이 일어나면 전극이 전자의 충돌에너지에
의해서 세차게 가열되어 전극이 용융(鎔融)상태가 되기 때문에, 이러한 전극의 용융현상을
이용해서 전기용접이나 전기로에서 금속의 용해 등이 행해진다.

 

아크의 빛은 강렬하며, 자외선이나 적외선을 많이 방출하고 또 아크용접에서는 용융금속이
비산하기 때문에 작업자는 눈이나 피부를 보호하기 위해 차광용 안경을 부착한 헤드 실드,
헬멧 등을 사용하는 것이 필요하다. 아크용접작업에는 강렬한 빛을 발생하기 때문에 작업자
이외의 사람에 대해서도 차광이 요망된다.

 

2. 인버터, 컨버터란 ?
인버터(Inverter) : 직류전력을 교류전력으로 변환하는 장치(역변환장치).
컨버터 : 교류를 직류로 바꾸는 장치
* 교류와 직류란?=> 홈페이지 게시판 자료실#13참조

 

3. 쉴드가스 (Shield Gas) 란 ?
아크는 높은 에너지밀도를 일으키므로, 높은 온도를 만들수있어서  금속의용접에 편리하기는
하지만, 공기중에서는 산소가 반응하여 금속을 산화시키므로, 그를 막기위한 '보호가스'가
필요하다. 이때, 사용되는 쉴드가스(보호가스)는 불(비)활성 가스, 활성가스가 있다.
* 산화란? => 홈페이지 게시판 자료실#15참조

활성가스의 종류 : CO2, 외 => 고속용접에 적합

 

비(불)활성가스의 종류  : Ar(아르곤), He(헬륨), Ne(네온), Kr(크립톤), Xe(크세논), Rn(라돈)
전자가 알맞게 옥텟규칙에 맞게 있기때문에 전자를 더 얻을필요도 더 잃을필요도 없기때문에
그 상태만으로 너무 안정되어 있어 불활성가스라 한다. 이에 반대되는 개념이 활성가스이다.

비(불)활성가스는 고전압을 통해 발광하는데 많이 쓰인다. .예를들면 네온싸인간판으로
유리관안에 전압을 높게 걸면 이런저런 색이 나오는데, 그안에 전부 네온가스 들어 있다. 
또한 요즘 자동차 라이트 불빛중 하얀색 이나 푸른색이 있는데 이속에 제논가스충전해서
사용한다. 즉, 비(불)활성가스는 고온, 고압에서도 매우 안정하여 안전성이 높이기 위함이다.

 

1) DC는 전류(전자)의 흐르는 방향이 일방적이므로 전자가 모재로 흐르고 열발생은 모재에
집중되므로 모재가 쉽게 가열되고 용융되므로 강한 재질에 사용한다.

 

2) AC는 +와 ㅡ가 교번한다. 따라서 전자의 흐르는 방향이 교번하므로 모재에서 발생하는 열이
적어지므로 알루미늄과 같은 약한 재질용접에 사용한다.

 

3) AC/DC 믹서는 물성이 약한 재질용접에서 용접 생산성을 높이고 품질도 좋게 하기위해
임의로 AC성분과 DC성분을 조합하여 최적의 용접조건을 만들어 준다. 즉 높은 전류에서도
알루미늄 모재가 녹아 내리지않고 용접이 가능하도록 한다.  

 

 

1) 피복아크용접 (Shielded Metal Arc welding) : 피복된 용접봉과 모재사이에 발생하는 전기아크에
의해 모제와 용접봉을 용융시켜 모재를 접합하는 용접법, 가장 오래전부터 발달한 방법으로
설비비가 싸다.
피복된 용접봉의 피복제 성분 : 용접봉 심선이 피복제보다 빨리 녹아서 아크 기둥을 대기 중의
산소 및 질소의 영향에서 보호하며 아크를 용접부에 집중시킨다.
단점으로는 용접할 때 고온 기화로 용접 부분의 재질이 불량하게 되기 쉬우며, 용접부가 공기와
접촉하여 산화물이 생긴 것이 용접 부분에 들어가기 쉽다.

 

2) CO2 용접 : 활성가스 아크 용접
CO2는 아르곤에 비해 녹는점이 더 높아 주로 탄소강(보통 철판)에 주로 쓰임.
고속용접에 적합, 가스를 CO2실드가스로 쓰기 때문에 용입이 깊고 스패터가 많이 생기지만,
탄산가스를 사용하므로 용접의 경비가 절감되어 매우 경제적이다. 심한 스패터가 최대의 문제.
또한 용착금속에 산화된 기포가 많게 된다

 

3) TIG 용접-Tungsten Inert Gas welding (텅스텐 비활성가스 용접)
텅스텐 전극과 불활성 가스 아크 용접으로  알루미늄, 구리, 구리합금, 스테인리스강, 등의 용접에
이용된다. TIG용접의 아르곤가스 이온이 모재표면에 충돌하여 산화막을 제거한다.
특수용접기술을 필요로 한다. 알루미늄용접의 경우, 용접면을 깨끗이 마무리하고 싶은 경우사용.
*TIG의 상품명 : 아르곤아크,헬리아크, 외

 

4) MIG 용접-Metal Inert Gas welding (금속 비활성가스 용접)
알루미늄용접의 경우, TIG에 비해 용접의 속도가 빠르기 때문에, 매우 고능률임. 속도나 효율을
요구하고 싶을 때에 사용. 아르곤가스를 사용하나, 가스값때문에 Ar(80%)+ CO2 (20%) 혼합가스도
사용하기도 한다. MIG는 CO2용접에 비해 상대적으로 녹는점이 낮아 비철(스텐레스)나 알루미늄
용접에 사용.
* MIG의 상품명 : 시그마, 외

 

용접의 개략도 : 별첨참조.

 

(주)일광
2013년 3월 5일