아크 용접(arc welding)의 종류

아크 용접(arc welding)의 종류 

아크용접이란 아크 열을 이용하여 금속 재료를 국부적으로 용융하여 접합하는 방법이다. 온도가 5000~6000K로, 금속을 용융시키는데 매우 효과적인 열원이다.금속을 대기 중에 용접하면 대기 중의 산소나 질소가 용융금속 안으로 녹아 들고 그 때문에 응고 후 용접 금속의 기계적 성질이 열화되는 경우가 많기 때문에 일반적으로는 피복제나 불활성 가스를 사용하여 용융금속을 대기에서 차단하여 용접하는, 각종 방법이 적용된다.

피복 아크 용접은 피복 용접봉과 피 용접물(모재) 사이에 아크를 발생시켜 용접봉과 모재를 용융시켜 용접하는 방법이다. 피복 용접봉은 금속 심선 주위에 유기물, 무기물, 탈산제 등으로 이루어진 피복제를 도포한 것이다.이러한 피복제는 아크를 안정시키고 피복제에서 발생한 가스 및 피복제 자체가 용융하여 생성하는 용융산화물(슬래그)층에 의해 용접금속을 대기로부터 보호한다.이 방법은 가장 오래 전부터 발달한 것으로, 설비도 간단하고, 구조용강을 비롯해 각종 강재의 각종 자세로 용접하는 데 널리 이용되고 있어"이 방법은 일반적으로 손으로 조작되므로 손 용접이라고도 한다.

서브머지 아크 용접(잠호 용접)은 용접 이음매 표면에 불거진 입상 플럭스 flux(피복제)안에 전극선을 보내어 그 선단과 모재 사이에 아크를 발생시켜 연속적으로 용접을 하는 자동 용접법이다.아크는 플럭스에 덮여 밖에서 보이지 않기 때문에 이 명칭을 갖게 되었다.이 방법은 대전류로 용접이 가능하여 매우 능률이 좋으며 피복 아크 대비 용접 속도를 3~6배 이상으로 할 수 있어.주로 조선, 강관, 저장탱크, 교량(교량) 등 대형 구조물의 용접에 이용되고 있다.그러나 이음매에 입상 플럭스를 살포하므로 용접 자세가 한정된다.

불활성 가스 아크 용접으로는 티그(TIG) 용접(비소모 전극식)과 미그(MIG) 용접(소모 전극식)이 있다.양쪽 모두 용접부에 아르곤이나 헬륨 등의 불활성가스를 뿜어 용접하는데, 티그 용접은 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시킨다.이 경우 텅스텐 전극의 선단은 용융하지 않고 측면에서 삽입한 막대 모양의 용가제 선단과 모재가 용융하여 용접이 이루어진다. 박판을 용접할 경우는 용가제를 사용하지 않아도 된다.미그 용접은 전극선을 이용하여 그 선단과 모재 사이에 아크를 발생시켜 양자를 동시에 용융시켜 용접하는 방법이다.불활성가스 아크 용접은 플럭스가 불필요하므로 어떠한 자세에서도 고능률 용접이 가능하다.용접부의 품질이 뛰어나 알루미늄, 티타늄, 지르코늄 등 대기에 악영향을 잘 받는 금속 용접에 적합하다.

탄산가스 아크 용접은 미그 용접의 불활성가스 대신에 저렴한 탄산가스를 이용하여 강철을 용접하는 방법이다.탄산가스는 고온에서 산화성을 나타내므로 미리 전극선에 탈산성 성분을 더해 둔다.이 방법은 자동 또는 반자동 용접으로 이뤄지는데 최근 자동차, 조선, 교량 등 연강, 저합금강 용접에 피복 아크 용접을 대체해 급속히 이용이 확대되고 있다.

스터드 용접도 아크 용접의 일종이다.이 방법은 스터드 stud라 불리는 직경 10밀리미터까지의 금속막재(구리, 황동)를 모재에 접촉시켜 놓고 다음으로 스터드를 모재로부터 조금 떼어내 전기아크를 발생시킨다.스터드 선단과 모재가 적당히 용융되었을 때 스터드를 눌러 용접시켜 준다.특히 피복제나 불활성 가스는 사용하지 않지만 도기로 만든 아크실드로 스터드 말단을 둘러싸고 그 내부에서 아크를 발생시킨다.최근 이 방법은 철골건축에 많이 사용되고 있다.