선 체 시 공 (2008년 1학기)

용 접 공 학용 접 공 학

주요 용접 공정주요 용접 공정

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1. 용접 아크 현상

아크 용접은 용접봉과 모재 사이에 전기적 방전에 의하여 발생하는 고온의 아크를 이용하여

모재를 접합하는 방법이며 방법에 따라 용접봉이나 용가재가 용융 및 모재로 이행된다모재를 접합하는 방법이며 방법에 따라 용접봉이나 용가재가 용융 및 모재로 이행된다.

1.1 아크의 원리

전압 기울기 : 전압 기울기가 어느 일정한 값 이상이 되면 전극 사이에서 스파크가 발생-. 전압 기울기 : 전압 기울기가 어느 일정한 값 이상이 되면 전극 사이에서 스파크가 발생

-. 기체의 플라즈마 상태 : 양극 사이에 있는 기체의 온도가 올라가면서 운동량이 증가하게

되고 이온화되어 플라즈마 상태로 되어 방전에 의해 전류가 흐른다되고 이온화되어 플라즈마 상태로 되어 방전에 의해 전류가 흐른다.

1.2 아크의 특성

1) 열전자 방출현상

-. 고온에 의하여 전자가 방출되는 현상,

음극의 온도가 올라가면 음극 표면에서 전자가 방출된다.

- 일함수가 낮을수록 많은 전자가 방출되어 전류 밀도가 증가한다. 일함수가 낮을수록 많은 전자가 방출되어 전류 밀도가 증가한다.

-. 전류는 용입과 관계가 있다.

-. 고온에서 녹지 않는 탄소, 텅스텐 같은 재질이 요구되며, 일함수를 낮추기 위해 텅스텐에미량원소(토륨)미량원소(토륨)

-. 비소모성 용접봉

1. 용접 아크 현상

2) 비열전자 방출현상

-. 고온에서 전자가 방출되기 전에 전극이 용융

-. 음극의 표면이 산화되어 산화막이 형성되고 이 산화막의 일함수는 금속에 비해 낮기

때문에 전자는 금속보다 산화막에서 방출된다.

-. 낮은 온도에서 전자가 발생하게 되어 용접에 필요한 전류를 얻는다.

-. 소모성 전극봉

3) 전극3) 전극

-. 음극의 냉각 효과 : 음극의 표면은 에너지를 가진 전자를 방출

- 양극의 역할 : 전자를 받아들여 아크를 유지 양극은 음극에 비해 발생되는 열량이 크다. 양극의 역할 : 전자를 받아들여 아크를 유지, 양극은 음극에 비해 발생되는 열량이 크다.

-. 극성과 관련해서 모재와 용접봉의 용융량이 결정된다.

4) 아크 기둥)

-. 전기적 중성

-. 아크의 전압은 아크의 길이에 비례

-. 아크기둥은 저항열에 의해 고온으로 유지되며 고온에 의한 압력과 핀치력에의해 평형을유지한다.

1. 용접 아크 현상

1.3 용접 아크의 제현상1) 극성과 청정효과

-. 극성 :

정극성(DCSP, DCEN): 직류 용접기에서 전극이 음극, 모재가 양극

양극인 모재의 발열량이 크므로 모재의 용융량이 증가(GTAW)양극인 모재의 발열량이 크므로 모재의 용융량이 증가(GTAW)

역극성(DCRP, DCEP): 직류 용접기에서 전극이 양극, 모재가 음극

양극인 용접봉의 발열량이 크므로 용접봉의 용융량이 증가하여 용착량이 증가(GMAW)

-. 청정효과

Al과 같이 표면에 치밀하고 전기 전도도가 낮은 산화막이 형성된 경우 역극성에서는 모

재에서 전자가 발생되기 때문에 산화피막의 제거효과가 있다.

교류 용접기의 경우는 정극성 과 역극성의 특성을 모두 포함한다.

-. 정전압 전원을 사용하는 GMAW에서 나타나는 현상

2) 자기제어효과

아크의 전압은 길이에 비례 용접봉의 용융속도는 전류에 비례 용접봉의-. 아크의 전압은 길이에 비례, 용접봉의 용융속도는 전류에 비례, 용접봉의

송급속도가 일정한 경우 자기제어 효과를 이용할 수 있다.

1. 용접 아크 현상

3) 핀치효과와 아크쏠림(Arc Blow).-. 핀치효과. 핀치효과

용접전류는 주위에 자기장을 형성하고, 전류와 유도된 자기장에 의해 아크 기둥

내부 로 가해지는 힘을 발생시키는 효과, 핀치력/로렌쯔력

축방향의 전류와 원주방향의 자기장에 의해 발생

힘의 방향: 극성과 무관하게 반경방향의 내부로 작용

-. 아크쏠림

모재에 잔류자기장이 존재하거나 접지위치에 따라 아크가 전자기력을 받아 휘는 현상

전자기력은 접지점의 반대 방향으로 작용

아크의 위치가 변하여 용접 품질에 영향

* 아크쏠림의 방지 : 교류사용 End Tap 채용 접지점을 멀리 이격 후진법적용* 아크쏠림의 방지 : 교류사용, End Tap 채용, 접지점을 멀리 이격, 후진법적용

2. 용접 금속의 이행

용접과정에서 아크열에 의해 용해된 금속이 용접재에서 모재로 이동하는 과정 이행 현상의

종류에 따라 용입 용착량 S tt 용접자세에 영향을 미친다

2.1 용융 금속 이행의 종류

종류에 따라 용입, 용착량, Spatter, 용접자세에 영향을 미친다.

1) 자유비행이행(Free Flight Transfer)1) 자유비행이행(Free Flight Transfer)모재와 용접재 사이에서 용융금속이 접촉되지 않고 이행되는 현상

o 입상용적(globular) 이행 : 드롭(drop) 이행, 반발(repelled) 이행

o 스프레이(spray) 이행 : 프로젝티드 이행, 스트리밍(streaming) 이행, 회전(rotating) 이행

o 폭발(explosive) 이행

2) 브리징이행 (Bridging Transfer)

용융금속이 모재와 용접재 사이에 전기적으로 접촉을 하면서 이행

o 단락(short circuiting) 이행

3) 슬래그보호이행(Slag Protected Transfer)

o 단락(short circuiting) 이행

o 연속브리징(bridging without interruption)

) ( g )

용융금속이 슬래그의 보호를 받으며 이행

o 플럭스 유도(flux-wall guide) 이행

2. 용접 금속의 이행

이행 현상 명칭 용접법(예)

1) 자유비행(free flight) 이행

o 입상용적(globular) 이행

- 드롭(drop) 이행 저전류 GMAW

- 반발(repelled) 이행

o 스프레이(spray) 이행

- 프로젝티드(projected) 이행

- 스트리밍(streaming) 이행

CO2 GMAW

중.저전류 GMAW

중전류 GMAW스트리밍(streaming) 이행

- 회전(rotating) 이행

o 폭발(explosive) 이행

중전류 GMAW

고전류 GMAW

SMAW

2) 브리징(bridging) 이행

o 단락(short circuiting) 이행

o 연속브리징(bridging without interruption)

GMAW(단락조건), SMAW

용가재를 첨가하는 용접

3) 슬래그 보호(slag-protected) 이행

o 플럭스 유도(flux-wall guide) 이행

o 기타

SAW

SMAW FCAW ESW

⒜ 입상용적이행, ⒝ 반발이행,

⒞ 프로젝티드이행, ⒟ 스트리밍이행

⒠ 회전이행 ⒡ 폭발이행 ⒢ 단락이행o 기타 SMAW, FCAW, ESW ⒠ 회전이행, ⒡ 폭발이행, ⒢ 단락이행

3. 아크용접기의 출력특성

용접기의 구성은 /전력을 공급하는 전원장치/전극을 지지하고 전극에 전류를 공급하는 장치

/ 와이어 송급장치/ 아크를 이동시키는 주행장치로 구성된다

3.1 정전류 특성의 용접전원

/ 와이어 송급장치/ 아크를 이동시키는 주행장치로 구성된다.

수하특성( Dropping characteristic)-. 수하특성( Dropping characteristic)

-. 주로 SMAW, TIG, PAW, Stud Welding,

수동 아크가우징작업, 대전류 SAW에 적용

-. 원칙적으로 수동으로 하는 용접법에 적용

-. 아크를 일정하게 유지 시키기가 힘들다.

-. 아크길이의 변화는 균일한 용접시공이 어려움

아크길이가 짧아질 경우 - 전압은 하강, 전류는 증가 - 용융속도의 증가

3.2 정전압 특성의 용접전원

아크길이가 길어질 경우 - 전압은 상승, 전류는 감소 - 용융속도의 감소

3.2 정전압 특성의 용접전원

자기제어효과

4. 아크 용접법

피복아크 용접(SMAW), 가스텅스텐 아크용접(GTAW), 가스메탈 아크용접(GMAW),

플럭스코어드 아크용접(FCAW), 서브머지드 아크 용접(SAW). PAW, Electroslag , Stud( ), ( ) , g ,

4.1 피복아크 용접(SMAW)1. 원리 :

피복아크용접은 그림과 같이 금속선의 주위에 동심상으로 피복제(Flux)를 도포한 피복아크용

접봉과 피용접물 사이에 아크를 발생시키고, 그 에너지를 이용해서 아크를 발생시켜 행한다.

그림 에 도시된 바와 같이 아크는 5000~6000℃ 정도의 고온을 발생시켜 모재의 일부를 녹여

용융지(Molten Pool)를 만드는 동시에 용접부의 선단을 녹여 용적으로 하고 용적은 용융지로

이행한다 이와 같은 이행은 연속적으로 반복되어 아크열에 의해 녹은 모재의 일부와 융합하이행한다. 이와 같은 이행은 연속적으로 반복되어 아크열에 의해 녹은 모재의 일부와 융합하

여 응고되어 용접금속이 되어 아크용접부의 형상을 이룬다

4. 아크 용접법(SMAW)2. 특징

-. 피복재가 도포된 용접봉을 사용

-. 용접장비가 간단하고 이동이 용이

-. 전자세 용접이 가능

-. 거의 모든 금속에 적용 가능

-. 보호가스를 사용하지 않아 옥외작업에 유리

- 자동화가 어렵다. 자동화가 어렵다.

-. 용접봉 교체 등으로 생산성이 낮다.

3. 피복제의 작용

1) 용착금속의 보호 :아크열에 의해 피복재가 연소되어 환원성 가스가 용접부를 보호

2) 아크의 안정 : 연소된 가스가 이온화되어 아크를 안정화 시킴(산화티탄, 산화철)

3) 탈산 및 정련 작용: 불순물과 친화력이 있는 재료(Si, Mn)

4) 합금원소 첨가(규소, 망간, 규소철)

5) 슬래그의 형성 용착금속의 급냉을 방지 외관5) 슬래그의 형성 :용착금속의 급냉을 방지, 외관

4. 아크 용접법(SMAW)

일루미나이트계(E4301),라임티타니아계(E4303),고셀룰로오즈계(E4311),고산화 티탄계(E4313) 저수소계 (E4316) 철분산화티탄계(E4324)

4. 용접봉의 분류

1) KS고산화 티탄계(E4313),저수소계 (E4316),철분산화티탄계(E4324),철분 저수소계(E4324),철분 산화철계(E4327),E 43 16

피복재 계통(16: 저수소계 26: 철분저수소계)

E: 용접봉 D : 고장력봉

피복재 계통(16: 저수소계, 26: 철분저수소계)

최소인장강도(kg/mm2)

E: 용접봉, D : 고장력봉

2) AWS

E 70 1 6E 70 1

position : 1(all position) 2(flat, H-fillet), 4(downhill)

6피복재등(5,6,8 저수소계)

E: 용접봉(Electrode)

p ( p ) ( , ), ( )

최소인장강도(ksi)

( )

4. 아크 용접법(SMAW)

용접전류를 높게 하면 용입량은 많아진다.

5. 용접조건의 선택

용접속도는 어느 최적속도에서 가장 깊은 용입을 얻을 수 있다.용접속도가 낮은 경우의 아크는 용접금속 위에 위치하기 때문에 용입이 얕고, 지나치게 빠른경우에는 모재가 충분히 용융하지 않는다.용접비드 형상용접비드 형상-. 용접전류가 높고 용접속도가 지나치게 빠르면 언더컷이-. 용접 전류가 지나치게 낮으면 용입부족-. 용접속도가 지나치게 늦으면 오버랩이 발생한다.용접부의 성능용접부의 성능용접입열이 지나치게 크면 단위 길이당의 용착량이 많아지고 다음 층 용접에 의한 재열 효과가고루 미치지 않기 때문에 인성은 저하하고 입열이 지나치게 작으면 냉각속도가 빠르게 되어열영향부의 경화가 현저한 문제가 생기는 일이 있다.열영향부의 경화가 현저한 문제가 생기는 일이 있다.

(1) 아크 전압

1) 아크길이와 비례관계에 있다. ) 건전한 용접을 행하려면 원칙적 짧은 아 를 사용해야 하 아 의 길이는 용접봉 심선의2) 건전한 용접을 행하려면 원칙적으로 짧은 아크를 사용해야 하고, 아크의 길이는 용접봉 심선의

지름과 거의 동등할 정도가 좋다. 3) 아크가 지나치게 길면 대기와의 실드가 나쁘고 아크는 불안정하게 되어 용융금속의 산화나

질화가 일어나고 용접금속 중에 많은 개재물을 포함한다질화가 일어나고 용접금속 중에 많은 개재물을 포함한다. 또한 열의 집중도 나쁘고 스패터링도 심하여 용착 Loss가 많아진다.

4. 아크 용접법(SMAW)5. 용접조건의 선택

(2) 용접전류

일반적으로 하향용접자세에서는 강한 전류를, 상향자세에서는 10-20% 감소,

입향자세에서는 하향의 20-30% 감소시킨 비교적 약한 전류를 사용한다.

-. 언더컷, 기공, 슬래그 혼입이 생기기 쉽고, 1) 전류가 과대한 경우에는

-. 표면비드는 거칠게된다.

2) 전류과소일 경우에는

-. 용입이 나쁘고

-. 오버랩과 슬래그 혼입이 생겨 강도가 낮아지게 된다.

용접능률을 올리려면 가능한 한 용접입열을 크게 해야 하므로 상술한 결함이 생기지 않는

범위내에서 고전류 용접을 하는 것이 바람직하다. 자동용접 및 반자동용접에서 심선의 지름

에 비해 대전류를 사용하는 것은 이 이유에 의한다.

4. 아크 용접법(SMAW)5. 용접조건의 선택

(3) 용접속도

용접속도는 모재에 대한 용접선 방향의 아크 속도로 그 값은 용접봉의 종류 봉지름, 용접전류,

이음부분의 형식, 모재의 재질, 모재의 표면상태, 설치의 정밀도, 위빙의 유무에 의해 결정된다..

단위길이 마다의 용착 분량은 감소하고 비드 폭은 감소하지만 용입 량은 어느 최적속도

1) 아크전압과 용접전류를 일정하게 하고 용접속도를 증가시키면

까지는 증가한다.

2) 그 이상 속도를 빠르게 하면 용입은 도리어 감소한다.

실제로 용접속도는 비드 외관이 나빠지지 않을 정도로 빠른 쪽이 좋고 용접변형도 고속용접

쪽이 작게 나타난다 그러나 용접속도가 커지면 단위길이당의 입열량이 적어지고 냉각속도는쪽이 작게 나타난다. 그러나 용접속도가 커지면 단위길이당의 입열량이 적어지고 냉각속도는

빠르고 열영향부의 경화성이 커지기 때문에 그 조절을 해야 한다. 보통의 용접봉에서 봉지름

4㎜ψ, 용접전류 170A에서의 용접속도는 하향 용접자세에서 10-20㎝/min 정도이다.ψ,

4. 아크 용접법(GTAW)

1. 원리 :4.2 가스텅스텐 아크용접(GTAW-TIG)

비소모 전극식 차폐가스 아크용접(Tungsten Insert Gas Welding : TIG 용접)은 그림 과

같이 아르곤 또는 헬륨 등의 불활성가스 분위기 중에서 텅스텐 전극과 모재사이에 아크

를 발생시키고 이 아크열을 이용하여 모재와 용접봉을 용융시켜 용접하는 방법이다.

용가재로서는 모재와 동일한 재질의 금속 또는 용접금속의 성질을 고려한 용접봉이 사

용되고 용착량은 수동 또는 자동에 의한 용접봉 송급속도에 따라 정해진다 박판에서는용되고 용착량은 수동 또는 자동에 의한 용접봉 송급속도에 따라 정해진다. 박판에서는

용접봉을 쓰지 않는 경우가 많다.

4. 아크 용접법(GTAW)

2. 특징

-. 비소모성 전극봉 사용, 용가재 사용

-. 보호가스 사용: Ar, He (Ar이 가격이 저렴하나, He은 아크의 온도가 높다)

-. 아크가 안정되고 용접품질이 우수

-. 용접후 슬래그를 제거 불필요

- 용접작업자의 기량이 요구된다-. 용접작업자의 기량이 요구된다.

-. GMAW에 비해 생산성이 낮다.

-. 직류 정극성에서는 좁고 깊은 용입, 직류 역극성 얕고 넓은 용입

-. 아크 발생기

3. 텅스텐 전극

-. 순수 텅스텐 전극 , 토륨 함유 텅스텐 전극

4. 보호가스

-. Ar, He

4. 아크 용접법(GMAW)

1. 원리 :4.3 가스메탈 아크용접(GMAW-MIG,MAG)

소모전극식 가스차폐 아크용접은 그림에 나타낸 바와 같이 코일상으로 감은 소모전극(용접

와이어, 예를 들면 0.8-1.6㎜지름의 와이어)을 와이어 송급모터로 용접토치에 정속도로 송

급시키고 이 용접와이어에 콘택트 팁을 통하여 용접전원을 통전하여 와이어-모재간에 아크

를 발생시키고, 용융지의 형성과 용접비드를 형성하는 용접법이다.

이때 아크와 용접금속을 대기로부터 보호하기 위해 노즐로부터 차폐가스를 흘려보내며 차이때 아크와 용접금속을 대기로부터 보호하기 위해 노즐로부터 차폐가스를 흘려보내며, 차

폐가스의 종류에 따라서 용접방법이 분류된다

4. 아크 용접법(GMAW)2. 특징

-. 소모성 전극사용

-. 와이어 송급장치 사용(반자동용접)

-. 용착속도가 높아 능률적이다.

슬래그가 없다-. 슬래그가 없다.

-. 보호가스 사용(불활성 및 활성가스 사용)

3. 보호가스

-. 불활성 가스 : Ar, He

-. 활성 가스 : CO2, O2

차폐가스로 아르곤 등 불활성가스를 쓰는 경우

MIG용접(Metal inert Gas Welding)

CO2와 Ar가스를 혼합하여 사용

MAG(Metal Active Gas)용접

탄산가스 아크용접(CO2용접)

4. 아크 용접법(GMAW)4. 용접와이어

1) KS

Y GW 11

보호가스 적용강종 화학성분

Wire

보호가스, 적용강종, 화학성분

Gas Welding

Wire

2) AWS

ER 70 S 3-ER 70 S

Solid Wire

3화학성분

ER: 용접봉(Electrode)

최소인장강도(ksi)

( )

4. 아크 용접법(GMAW)5. 용접 조건

(1) 와이어 송급속도

GMAW 용접에서 다른 변수가 일정할 경우 와이어 송급속도가 증가하면 용

접전류도 증가한다.

용접전류는 와이어 송급속도의 증가에 따라 비례적으로 증가하는 양상을

보여주고 있다

(2) 용접전류

용접전류는 금속 이행모드 뿐만 아니라 용착속도 및 용입깊이를 결정하는 가장 중요한 변수

용접전류는 와이어 송급속도를 조정함으로서 제어

전류를 높게 하면 모재에 유입되는 열이 그만큼전류를 높게 하면 모재에 유입되는 열이 그만큼증가하므로 용입 깊이는 깊어지게 된다

전류값을 높이면 아크 전압도 함께 높여주어야 양호한용접비드를 얻을 수 있다.

4. 아크 용접법(GMAW)5. 용접 조건

(3) 와이어의 지름

작은지름의 와이어에 대전류를 흘러 보내는 고전류밀도의 용접에서는 깊은 용입이 얻어

지지만 극단적으로 작은지름의 와이어를 사용하면 용접부 중앙에 응고균열이 생기는 등

용접결함을 발생시킬 우려가 있다.

(4) 아크 전압

아크전압은 아크길이에 비례하며 용접비드의 형상 및 금속이행형태에 중요한 변수로 작용

용접전압이 증가하게 되면

덧살은 낮아지고 비드폭이 넓어져서 납작한 비드 형상을 가지게 된다.

또 용입깊이는 어느 정도까지는 증가하다가 감소하게 된다.

저전압에서 깊은 용입의 좁은 비드가 발생하고

고전압이 될수록 광폭의 편평한 비드를 발생하고 또 스패터가 발생하기 쉬워진다.

4. 아크 용접법(GMAW)5. 용접 조건

(5) 용접속도

용접속도는 용접전류, 용접전압과 함께 용입깊이, 비드형상 및 아크 안정성 등에 영향을 준다.

다른 조건이 모두 동일하다면 용입깊이는 적정 용접속도에서 최대가 된다.

아크가 모재부보다는 용융금속부에서 발생하기 때문에 용입이 작아진다

용접속도가 너무 늦으면

단위길이당 투입되는 에너지가 작아지기 때문에 용입이 감소하게 되고,용접속도가 너무 빠르면

덧살 및 비드폭이 저감하여 협폭의 볼록형 비드가 된다.언더컷 등의 결함이 발생한다.

4. 아크 용접법(GMAW)5. 용접 조건

(6) 와이어 돌출길이

컨택트 팁 선단으로부터 와이어 전극 선단부까지의 길이

길이가 길어지면 전기 저항열이 증가하며, 와이어 용융속도도 증가

지나치게 길어지면보호가스에 의한 보호효과가 저하되고 아크가 불안해지며 기공 등의 결함이 발생

돌출길이가 지나치게 짧으면돌출길이가 지나치게 짧으면가스보호효과는 좋아지나 노즐에 스패터가 부착되기 쉽고 용접부의 외관이 나빠지며작업성도 악화

일반적인 적정 돌출길이는 15~25mm 정도

(7) 차폐가스

차폐가스는 불활성 가스계와 탄산가스계의 2종류로 대별되고 이들이 단독 또는 혼합하여 사용되며 아크의 안정을 위하여 수%의 산소를 혼합하기도 한다

차폐가스의 조성은 용접비드 형성에도 영향을 미친다

4. 아크 용접법(GMAW)5. 용접 조건

(8) 토치 방향

전진법 토치를 용접진행방향 반대쪽으로 15~20°로 유지

후진법 용접 진행방향으로 기울이는 방법

전진법 후진법

1 용접선이 잘 보이므로 운봉을 정확하게 할 수

1. 용접선이 노즐에 가려서 운봉을 정확하게 하기가 어렵

다1. 용접선이 잘 보이므로 운봉을 정확하게 할 수

있다.

2. 비드의 높이가 낮고 평탄한 비드가 형성된다.

3 스패터가 비교적 많으며 진행방향으로 흩어진

다.

2. 높이가 약간 높고 폭이 좁은 비드를 얻을 수 있다.

3. 아크가 안정적이며 스패터의 발생이 전진법보다 작다.

4 용융금속이 앞으로 나가지 않아 깊은 용입을 얻을 수3. 스패터가 비교적 많으며 진행방향으로 흩어진

다.

4. 용착금속이 아크보다 앞서기 쉬워 용입이 얕다.

4. 용융금속이 앞으로 나가지 않아 깊은 용입을 얻을 수

있다.

5. 비드 형상이 잘 보이기 때문에 비드를 제어하기 쉽다.

4. 아크 용접법(FCAW)4.4 플럭스코어드 아크용접(FCAW)

1. 특징-. 와이어 중심부에 플럭스가 채워져 있음

-. 가스보호 FCAW와 자체보호 FCAW로 구분

GMAW와 SMAW의 특성을 조합시킨 용접법-. GMAW와 SMAW의 특성을 조합시킨 용접법

-. 와이어 단면 감소로 전류밀도의 증가로 용착속도 상승

-. 플럭스에 의한 용접부 금속학적 성질 향상. 플럭 에 의한 용접부 금속학적 성질 향상

-. 슬래그에 의한 비드 외관 양호

-. 수직 용접시 고전류 사용가능

와이어내의 Flux :SMAW의 피복재와 유사한 역할

(티타니아계, 라임티타니아계,라임계, Metal계)

4. 아크 용접법(FCAW)2. 용접와이어

1) KS

Y FA XFlux Type

- C 50 2

충격시험온도(X10)

l d

충격시험온도(X10)

최소인장강도(kg/mm2)

실드가스(C,A: CO2,Ar, S: Self Shield)

Wire

Fluxcored

2) AWS

E 7 T

Tubular

1Chemical Composition, Operating Characteristic.(1-11,G)

-0

Tubular

최소인장강도(10 ksi)

Position( 0: 아래보기, 1:전자세)

E: 용접봉(Electrode)

4. 아크 용접법(SAW)

1. 원리 :4.5 서브머지드 아크 용접(SAW)

서브머어지드 아크용접은 그림과 같이 코일상으로 감은 와이어의 끝과 모재 사이에

아크를 발생시켜 연속적으로 공급되는 플럭스로 아크와 용융금속을 완전히 덮어 대

기와 차단하여 자동으로 용접하는 방법이다 아크가 플럭스 속에 잠겨 보이지 않아기와 차단하여 자동으로 용접하는 방법이다. 아크가 플럭스 속에 잠겨 보이지 않아

서브머어지드 아크(潛弧)용접이라고 부르고 있다.

4. 아크 용접법(SAW)

- 분말플럭스를 일정두께로 살포하고 그속에 전극

2. 특징

. 분말플럭스를 일정두께로 살포하고, 그속에 전극

와이어를 연속적으로 송급하면서 와이어 선단과

모재 사이의 아크로 용접

-. 고전류사용가능, 용착속도가 빠르고 용입이 깊다.

-. 기계적 성질이 우수하다.

유해광선이나 연기가 적게 발생-. 유해광선이나 연기가 적게 발생

-. 비드외관이 아름답다.

-. 열효율이 높다.. 열효율이 높다.

-. 용접선이 짧거나 복잡한 경우 불리

-. 용접 상태를 육안으로 확인이 불가

-. 적용자세의 제약

-. 적용소재 제약

4. 아크 용접법(SAW)3. 용접와이어 및 Flux

1) KS

Y S 1- S1

화학성분

F S - FG

화학성분

Wire

Submerged 플럭스형태(FG: 용융형, FP:용융형(경석), BN:소결형, BT:소결형(철분계))

S b d

2) AWS

Submerged

Flux

F 7 6 EM12K

용접와이어

-A

저온충격강도(6: -60℉에서 27J이상)

최소인장강도(10 ksi)

열처리(A:용접그대로, P:후열처리)

Flux

( )

4. 아크 용접법(SAW)

- 아크의 안정성

4. Flux

Flux의 조건 . 아크의 안정성-. 정련 작용이 가능할 것-. 양호한 비드를 만들 수 있을 것-. 슬래그 제거성이 좋을 것

알맞은 입도를 가져 아크주변의 실드 성능이 좋을 것

Flux의 조건

-. 알맞은 입도를 가져 아크주변의 실드 성능이 좋을 것

1) 용융형 Flux

재료를 용융시켜 응고 시킨 후 분쇄하여 알맞은 입도로 만든 것으로 유리모양의 광택

2) 소결형 Flux2) 소결형 Flux

광물성 재료와 합금분말을 용해되지 않을 정도로 비교적 저온상태에서 소정의 입도로소결되어 제조된 플럭스로 저온 소결형과 고온 소결형이 있다

4. 아크 용접법(SAW)3) 용융형 및 소결형 Flux의 비교

항목 용융플럭스 저온소결(본드)플럭스

고속용접적합하며 기공이나 슬래그 혼입등이

없는 균일한 비드가 얻어진다.

기공, 슬래그혼입 등의 결함이 발생하

기 쉽고 적합하지 않다.

작

업

대입열용접

(대전류, 저속)

부적합하여 비드표면이 대단히 거칠고 슬래그가

늘어붙는 경향이 있다.

적합하여 슬래그 박리도 좋고 균일한

비드가 얻어진다.

업

성슬래그 박리성

(다층용접)비교적 우수하다. 불량하다.

흡습성 흡습하기 어렵다. 흡습하기 쉬워 사용전에 건조 필요

녹의 영향 녹에 민감하다. 녹에 약간 둔감

기 노치인성와이어 성분의 영향이 크고 염기도가 높은 플럭스

필요

염기도의 조정이 간단하고 비교적 쉽

게 높은 충격치가 얻어진다기

계

적

성

필요 게 높은 충격치가 얻어진다.

성분 변동 용접조건의 변동에 둔감하고 비교적 균일한 성분.용접조건의 변동에 민감하여 약간 불

균일하게 되는 경향이 잇다.

성

질다층용접 용접금속의 성분변동이 적고 다층용접에 적합 용착금속의 성분변동이 쉽게 발생.

합금성분의 첨가 거의 불가능하다. 쉽다.

4. 아크 용접법(SAW)5. 용접 조건

서브머어지드 아크용접의 가장 큰 장점은 고용착 및 자동화에 의한 용접 생산성 향상과서브머어지드 아크용접의 가장 큰 장점은 고용착 및 자동화에 의한 용접 생산성 향상과

고품질의 용접부를 얻을 수 있다는 것이다. 그러나 용접중에 용접진행상태를 눈으로 볼

수 없기 때문에 용접을 하기 전에 용접조건을 완벽하게 선정해두지 않으면 안된다.

용접조건 선정기준 모재의 판두께

얇은 판에서는 용입을 기준얇은 판에서는 용입을 기준

두껍고 홈의 면적이 큰 경우에는 필요 용착량이 크기 때문에 용착속도를 기준

(1) 용접전류

용접전류는 와이어 지름에 따라 사용가능한 전류범위가 결정되고, 사용전류는와이어의 용융속도를 결정하기 때문에 와이어 지름과 용접전류는 용착속도와밀접한 관계가 있다.밀접한 관계가 있다.

용접전류를 높이면 용착속도가 커져 고능률용접이 되며 용입이 깊어지고덧살이 커진다. 그러나 너무 높으면 대형비드로 되어 고온군열을 일으키기쉽다.

전류가 낮으면 용입깊이, 여성높이나 비드폭 등이 부족

4. 아크 용접법(SAW)5. 용접 조건

(2) 아크전압

비드폭이 넓어지며 용입이 얕은 형상이 되어 여성부족이 되기 쉽다

아크전압이 증가하면

용입이 깊고 비드폭이 좁은 배형 형상이 되기쉽고 군열이 생기기 쉽다

아크전압이 낮으면

다른 조건이 동일한 상태에서 용접전압만을 증가시키면 비드 폭이 넓어지고 플럭스

소모량이 증가하며 합금원소의 이행량이 많아진다소모량이 증가하며 합금원소의 이행량이 많아진다.

4. 아크 용접법(SAW)5. 용접 조건

(3) 용접속도

큰 융융지가 형성되고 비드가 편평하게 되며, 덧살이 많아 오버랩이 발생하기 쉽다

용접속도를 느리게 하면

비드 폭이 현저하게 감소하여 볼록형의 비드형상이 되기 쉽고 너무 과대하면 언더컷이 발생

용접속도를 빠르게 하면

컷이 발생

4. 아크 용접법(SAW)5. 용접 조건

(4) 개선

개선각도는 넓은 편이 용입이 깊어 안정되며 좁은 경우는 반대의 경향이 나타난다