산업기술

아크 용접의 작동 원리와 정의, 작동 원리, 다양한 유형을 알아봐요

::: 2023. 11. 21.
반응형

아크용접 정의와 유형 작동 원리

 

안녕하세요. 오늘은 모든 산업의 기반시설을 건설하는데 꼭 필요한 아크 용접(arc welding)의 작동 원리, 유형, 정의에 대해 간략하게 살펴보고 정의해 보는 시간을 가져보도록 하겠습니다.

 

"아크 용접(arc welding)"은 금속을 녹일 만큼 충분한 열(약 6000℃)을 발생시키기 위해 전기를 사용하여 금속과 금속을 접합하는 데 사용되는 용접 공정입니다.

 

여기에서 기술적인 용어인 아크용접이란 단어를 다르게 이해하시는 분들이 많이 있습니다.

 

플랜트 현장, 교랑 건설, 해외 구조물, 석유시추선, 해양 플랜트 등 현업에서 종사하시는 분들조차도 잘못 사용하고 계시는 분들이 꽤 있습니다.

 

이제는 건설현장 근로자로 일하려면 건설근로자 하나로카드가 꼭 필요합니다. 아래 링크로 건설현장에 취직하기 전 꼭 발급 받으세요.

건설 근로자 하나로 카드 발급 하는 방법 보러가기

 

아크 용접이라는 용어는 포괄적이면서 상징적인 용어입니다. 예를 들어 아크(arc)를 발생시켜 양쪽 금속을 녹이면서 접합이 이루어지는 모든 용접 유형이 여기에 속합니다.

 

하지만 우리는 아크 용접이라고 부르면 일반적으로 용가재인 용접봉을 끼워 두 개의 금속을 녹이는(일명 피복 아크 전기용접) 방법으로 이해를 하죠.

 

아크(arc)를 발생시켜 두 모재를 접합하는 방법을 모두 아크 용접이라고 하는데 말입니다.

 

이는 정규화(표준화)되지 않은 올바르지 못한 표기방식입니다. 그래서 용접의 정의와 작동원리, 유형들을 좀 더 자세히 알아보겠습니다.

 

아크 용접의 작동 원리와 정의, 작동 원리, 다양한 유형

 

아크용접

 

아크 용접(arc welding)은 직류 또는 교류 전압을 사용하여 용접봉과 모재 사이에 전류를 통과시켜 아크(arc)를 발생시키고, 이때 발생되는 아크열(약 6000℃)로 용접봉과 모재(base metal)를 녹여 접합하는 야금학적 접합 방식입니다.

 

접지선을 +극(모재 or 전극봉) 또는 - 극(모재 or 전극봉)에 부착합니다. +극과 -극의 극성이 바뀌는 방식에 따라 정극성과 역극성으로 분류됩니다.

 

용접이 진행되는 방식은 똑같으나 +극이 결합되어 있는 부분이 빨리 녹기 때문에 이러한 성질을 이용하여 다양하게 이용할 수 있습니다.

 

따라서 용접 재료 또는 기타 금속 표면에 부착해야 전기적인 흐름의 영향으로 아크가 생성되고 용접이 이루어집니다.

 

자동차 배터리에서 점퍼 케이블을 뽑을 때 볼 수 있는 불꽃과 비슷한 원리라고 보면 됩니다.

 

용접이 필요한 부분에 계속해서 용가재를 녹여 용융 풀을 만들고 비드를 쌓아가며 용접을 합니다.

 

아크 용접 유형에 따른 종류

 

소모성 전극방식 비소모성 전극방식
차폐 금속 아크 용접(SMAW) 불활성 가스 텅스텐 아크용접(GTAW)
MAG용접 플라즈마 용접(PAW)
MIG용접
서브머지드 아크 용접(SAW)

 

아크 용접의 유형에는 크게 두 가지로 분류됩니다. 소모성 전극 방식(용가재)과 비소모성 전극 방식으로 나눌 수 있습니다.

 

소모성 전극 방식에는 차폐 금속 아크 용접(SMAW), MAG용접, MIG 용접, EGW라고 불리는 전기가스 아크 용접법이 있습니다.

 

보호가스가 Ar(아르곤)과 탄산가스(CO2)와 같은 불활성 가스를 사용하는 것을 MIG(Metal Inert Gas) 용접이라 합니다.

 

탄산가스와 Ar가스가 혼합된 가스를 사용하면 MAG(Metal Active Gas) 용접이라고 합니다.

 

비소모성 전극 방식에는 불활성 가스를 사용하는 TIG용접과 플라스마를 이용한 플라스마 용접법으로 분류할 수 있습니다.

 

용접을 더 배워보고 싶다면 아래 올바른 용접 학원 선택 요령을 통해 더 배워보세요.

 

 

소모성 전극 방식

 

차폐 금속 아크 용접(SMAW)

 

차폐 금속 아크용접의 다른 말은 피복 아크 용접이라고 합니다. 보통 널리 쓰이죠.

 

차폐 금속 아크용접은 가장 쉽고 오래되고 적응력이 뛰어난 아크 용접 방법 중 하나이므로 매우 인기가 있습니다.

 

아크용접 작동 원리, 유형, 정의

 

코팅된 전극봉 끝이 용접 모재와 접촉할 때 아크가 생성되고 아크를 유지합니다.

 

피복으로 이루어진 전극봉이 녹으면서 용접이 이루어집니다. 전극봉을 소모시켜 용접한다고 해서 소모성 전극 방식이라고 합니다.

 

이 기술은 일반적으로 배관 파이프라인 작업, 조선 및 건설, 플랜트에서 사용됩니다.

 

MIG(Metal Inert Gas) 용접

 

우리 산업체 주위에서 흔히 볼 수 있는 용접 방식입니다. 일명 co2용접이라고 하죠. 조선소 및 대형 파이프 설비 구조물, 건설, 플랜트, 다양하게 널리 쓰이는 기법입니다.

 

이것은 소모성 와이어 전극과 모재와의 접촉에서 아크를 생성하여 불활성 가스인 아르곤 또는 co2 가스가 같이 공급되면서 용접이 이루어집니다.

 

불활성 가스는 공기 중의 오염으로부터 모재를 보호하며 모재의 산화를 막는 역할을 합니다.

 

플럭스 코드 와이어 용접(FCAW)인 용접기법과도 일맥상통합니다.

 

아크용접 작동 원리, 유형, 정의

 

MAG용접

 

MIG 용접과 같은 기법입니다. 하지만 공기 중의 오염으로부터 금속을 보호해주는 가스를 어떤 것을 사용하느냐에 따라 달라집니다.

 

MIG 용접은 불활성 가스인 알곤 및 co2를 사용하지만 MAG용접에서는 알곤, 질소, 헬륨, co2등 혼합한 가스를 사용하는 것이 다른 점입니다.

 

서브머지드 아크 용접(SAW)

 

주로 두꺼운 철판과 같은 후판 용접을 위해 이용되는 용접법입니다. 서브머지드 아크 용접법은 용접되는 모재 위에 일정한 분말형태의 플럭스를 살포합니다.

 

그 플럭스 내부에 전극 와이어를 연속적으로 공급하고 용가재와 모재 사이에 아크를 발생시켜 와이어와 모재 및 플럭스를 용융시켜 금속을 접합하는 방법입니다.

 

플럭스는 아크열에 용융되어 슬러그를 형성하고 용접비드를 보호해줍니다.

 

아크가 플럭스 내부에서 발생되어 외부로 노출되지 않지 때문에 잠호 용접이라고도 합니다.

 

아크용접 작동 원리, 유형, 정의

 

비소모성 전극 방식

 

불활성 가스 텅스텐 아크용접(GTAW)

 

일명 티그 용접이라고 불리는 이 용접법은 가장 많이 사용되는 용접 기법 중 하나이기도 합니다.

 

피복 아크 전기 용접과 달리 스패터 발생이 적어 산업체와 건설현장에 중요한 고가 제품의 화재에 따른 손실에 대비할 수 있는 장점이 있기 때문에 널리 이용됩니다.

 

재료에 따라 제작된 용가재를 연속적으로 침투시켜 용융 풀을 만들며 용접합니다.

 

이때 첨가되는 아르곤, 헬륨 또는 이 둘의 혼합물과 같은 불활성 가스는 용접부위의 이물질 침투와 산화를 막는 데 사용됩니다.

 

이 용접 방법은 슬래그를 생성하지 않기 때문에 훨씬 깨끗한 비드를 만들며 얇은 재료뿐만 아니라 외관이 중요한 용접 작업에 매우 이상적입니다.

 

 

 

플라스마(PAW) 용접

 

TIG와 유사하게 플라스마 용접은 비소모성 전극과 토치 본체 내부에 위치한 양극 사이에서 발생하는 아크를 사용합니다.

 

플라스마 아크 용접은 플라스마의 에너지빔을 용접 열원으로 사용하는 용접 기법입니다.

 

아크용접 작동 원리, 유형, 정의

 

박판 및 박스 재료 용접에 적합합니다. 특히 다양한 내화물, 산화하기 쉽고 열에 민감한 금속 재료에 적합합니다.

 

가스는 아크의 가열에 의해 해리되고, 수냉식 노즐을 고속으로 통과할 때 압축되어 에너지 밀도와 해리 정도를 증가시켜 플라스마 아크를 형성합니다.

 

안정성, 발열량 및 온도가 일반 아크보다 높기 때문에 침투력과 용접 속도가 아주 빠릅니다.

 

플라스마 아크를 형성하는 가스와 그 주변의 보호 가스는 일반적으로 순수한 아르곤 가스를 사용합니다.

 

재료 특성에 따라 헬륨, 질소, 아르곤 또는 이 둘의 혼합 가스도 사용되기도 합니다.

 

 

마치며

지금까지 아크 용접의 작동 원리와 정의, 작동 원리, 다양한 유형까지 알아보았습니다.

 

아크 용접은 어떻게 작동하나요?

아크 용접은 전기를 사용하여 금속과 금속을 접합하는 공정입니다. 용접봉과 모재 사이에 전류를 통과시켜 아크를 발생시키고, 이 아크열을 이용해 용접봉과 모재를 녹여 결합시키는 야금학적 접합 방식입니다.

아크 용접의 주요 유형은 무엇인가요?

아크 용접은 소모성 전극 방식과 비소모성 전극 방식으로 나뉩니다. 소모성 전극 방식에는 차폐 금속 아크 용접(SMAW), MAG용접, MIG 용접 등이 포함되며, 비소모성 전극 방식에는 불활성 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)와 플라즈마 용접(PAW) 등이 있습니다.

아크 용접을 배우려면 어떤 학원을 선택해야 하나요?

아크 용접을 배우려면 올바른 용접 학원을 선택하는 것이 중요합니다. 학원을 선택할 때는 교육 내용, 강사의 경험, 시설 및 장비의 품질, 학비 등을 고려해야 합니다. 올바른 용접 학원을 선택하면 실력을 향상시키는데 도움이 될 것입니다.

 

댓글