GTAW, 알곤 용접의 구성과 원리! tig
GTAW, 일명 티그(Tig) 용접이라고 하는 이 용접법의 정확한 명칭은 불활성 가스 텅스텐 아크 용접이라고 합니다.
또는 tungsten inert gas (텅스텐 불활성 가스)의 약자를 줄여 tig라고 불리죠.
현업에 종사하시는 분들은 알곤, 티그 용접이라고 부르며 전국적으로 통일화되어 있는데 이것이 많은 용접법 중에 GTAW를 일컫는 용어입니다.
Tig용접은 용융점{3387˚}이 가장 높은 비소모성 전극봉을 이용하여 아크를 발생시키고 아크 발생 지점을 불활성 가스를 주입해서 산화를 방지하고 금속 표면을 보호합니다.
불활성 가스로 보호받은 용융 풀[모재의 녹은 쇳물]에 모재의 재질과 부합하는 금속성분의 용가제를 주입, 녹여서 용접하는 원리입니다.
주입하는 불활성 가스에 아르곤{Ar}을 사용하면 용접성과 품질이 좋아지기 때문에 가장 많이 사용을 하며 흔히 알곤 용접이라고 부릅니다.
꼭 아르곤 가스를 써야 되는 건 아닙니다. 가스의 단가가 고가이기 때문에 비교적 저렴한 질소{N}나 헬륨{He} 가스를 쓸 수도 있습니다.
대기 성분 중 가장 많은 비율{78%}을 차지하고 있고 가스 발생기를 통해 쉽게 응집시키고 충전할 수 있는 이점이 있기 때문에 용접을 배우는 학원이나 소규모 기자재 생산, 조립 업체들이 선호하는 편입니다.
그리고 일반 철이나 모든 비철 금속의 용접에 용이하여 주로 쓰이지만 납과 주석 또는 주석 합금과 같은 용융점이 낮은 금속에는 쓸 수 없는 단점이 있습니다.
그럼 알곤 용접에서 아크 발생의 모양을 그림으로 볼까요?
광원으로부터 방사하는 빛의 색을 온도로 표시하는 단위 기호인 k [켈빈이라고 읽습니다]를 아크 빛 색에 따라 분류해놓은 이미지입니다.
보시면 전극봉으로부터 나오는 온도가 얼마나 높은지 예상할 수 있을 겁니다. 무려 1만 6천 k 정도 되는군요 1만 6천 [켈빈]의 빛 색온도가 어느 정도인지 표를 보시면 이해하실 겁니다.
표에는 1500 k~7500 k 범위까지 표시되어있는데 이로 인해서 전극봉 쪽으로 갈수록 진한 푸른색을 띠며 육안으로도 구별할 수 있습니다. 용접 아크의 온도가 얼마나 높은지 알 수 있겠죠?
작업할 때는 자기 자신의 신체를 철저히 보호하여 작업에 임해야 하는 이유입니다.
세상 무엇과도 맞 바꿀 수 없는 것이 사람이고 나에게 있어서는 나의 육신 내 몸보다 중요한 것은 없습니다.
안전, 첫 째도 안전, 둘 째도 안전, 아무리 새겨도 지나치치 않는 단어입니다.
다음으로 전극봉으로 사용되는 텅스텐에 대해서 간략하게 알아보고 가겠습니다.
위에서 언급했듯이 아크에서 발생되는 열이 초 고온입니다. 그 열에 견뎌야 하는 전극봉은 녹는점이 높아야 되는 것은 자명한 일입니다.
텅스텐 전극봉 성질
텅스텐의 원소 기호는 W이며 금속의 용융점이 3387˚c로 금속 중에 가장 높습니다.
전극봉의 종류는 4~5가지로 분류되며 얼마 전까지는 토륨 성분이 포함된 텅스텐을 많이 사용했습니다.
하지만 이 토륨은 인체에 치명적인 암 유발 인자로서 독성을 지니고 있습니다.
지금은 건강을 생각하는 의식이 넓게 분포되어 있어 인체에 해가 적은 란탄 성분이 포함된 텅스텐을 널리 사용하는 추세입니다.
빠른 이해를 돕기 위해 세계적으로 사용하는 전극봉의 종류와 색깔, AWS 분류 표를 만들어 보았습니다.
이제 마지막으로 GTAW 용접의 장단점을 알아보겠습니다.
▶ GTAW의 단점
1. 텅스텐 전극봉이 용융 풀에 닿으면 용접부에 녹아들어 오염될 경우에 용접부가 결함이 생기고 취화 되기 쉽다.
2. 용가재가 자동 공급되는 용접 방법보다 속도가 느리다.
3. 용접사의 고 숙련도가 필요하다.
4. SMAW [전기 아크 용접]와 같은 다른 용접 방법에 비해 용접기의 가격이 비싸다.
5. 불활성가스와 텅스텐 전극봉은 다른 용접 재료와 비교해 볼 때 고가이다.
6. 부적당한 용접 기술로 용가재의 끝부분이 공기에 노출되면 용접 금속이 오염된다.
▶GTAW의 장점
1. TIG 용접의 입열 조정이 용이하기 때문에 박판 용접에 매우 좋다.
2. 용접부 변형이 적다.
3. 거의 모든 금속의 용접에 이용할 수 있다.(용융점이 낮은 금속 즉, 납, 주석 또는 주석의 합금 등의 용접은 제외.)
4. 텅스텐 전극봉이 비 소모성이므로 용가재를 첨가하지 않아도 아크열에 의해 모재를 녹여 용접할 수 있다.
5. 내 부식성이 뛰어나다.
6. 보호가스가 투명하여 용접 작업자가 용접 상황을 잘 파악할 수 있다.
7. 플러스가 불 필요하여 비철 금속 용접이 용이하다.
8. 전 자세 용접이 가능하다.
9. 용접부의 기계적 성질이 우수하다.
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