🔴🟠🟡 The principle of welding (용접의 원리)와 Inert Gas(비활성 가스)

[석수]

비활성 기체(Inert Gas)

소화기에 쓰이는 기체는 불을 직접 끄는 소화 약제로 쓰이거나, 분말 약제를 밀어내는 가압용 기체로 나뉩니다.

1. 소화 약제로 사용하는 기체

이산화탄소(CO₂)

원리: 공기 중의 산소 농도를 낮추어 불을 끕니다(질식 소화). 액화 상태로 담겨 있다가 방출되면서 기체가 됩니다.

특징: 뿌린 후 잔여물이 전혀 남지 않아 전기 장비나 정밀 기계가 있는 장소에 좋습니다.

할론 가스 (할로겐 화합물)

원리: 연소 반응 자체를 막는 화학적 방식으로 불을 끕니다.

특징: 잔여물이 없고 소화 능력이 뛰어나지만, 오존층을 파괴하여 현재는 사용이 제한되고 대체 청정약제로 바뀌는 추세입니다.


2. 약제를 밀어내는 가압용 기체

질소(N₂) 및 이산화탄소(CO₂)

원리: 가장 흔한 분말 소화기 안에서 소화 가루(분말 약제)를 밖으로 강하게 뿜어내는 압력 역할을 합니다.

소화기 안에는 불을 끄는 주성분 외에도 압력을 가해 밖으로 밀어내기 위해 질소(N₂)나 이산화탄소(CO₂) 같은 기체가 들어 있습니다. 소화기 종류에 따라 구체적인 내용물은 다릅니다.

1. 흔히 쓰는 분말 소화기

소화 약제: 미세한 가루 형태인 '제1인산암모늄'이나 '탄산수소나트륨'이 들어 있습니다.

밀어내는 기체: 약제를 밖으로 뿜어내기 위해 질소(N₂) 가스 등의 압축 기체가 함께 들어 있습니다. 가루가 불에 닿으면 이산화탄소를 내뿜어 산소를 차단합니다.

2. 이산화탄소(CO₂) 소화기

소화 약제와 기체: 기체 상태의 이산화탄소(CO₂)를 높은 압력으로 압축해 액화 상태로 채워 넣습니다.

특징: 뿌렸을 때 가루나 찌꺼기가 남지 않아 전기 장비가 있는 곳에 쓰기 좋습니다.

3. 포말 소화기 (거품 소화기)

내부 물질: 탄산수소나트륨 용액과 황산알루미늄 용액이 들어 있습니다.

생성 기체: 소화기를 흔들거나 작동하면 화학 반응이 일어나면서 이산화탄소(CO₂) 거품이 생겨 불을 끕니다.




비활성 가스(Inert Gas, 불활성 기체)는 다른 물질과 화학 반응을 거의 일으키지 않아 성질이 매우 안정한 기체입니다.

주요 특징

비반응성: 전자 껍질이 완전히 채워져 있어 다른 원소와 결합하려 하지 않습니다.

무색·무취·무미: 색깔, 냄새, 맛이 없습니다.

불연성: 스스로 타지 않으며 연소를 돕지도 않습니다.

주요 종류

18족 원소 (순수 비활성 기체/Noble Gas): 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크립톤(Kr), 제논(Xe), 라돈(Rn)

일반 산업용 불활성 가스: 화학적 반응성이 낮아 넓은 의미로 함께 쓰이는 질소(N₂) 등

주요 활용처

화재 예방 및 차단: 산소를 밀어내어 연소를 막는 소방 설비나 선박 화물창의 폭발 방지용

용접 및 제조 공정: 금속이 고온에서 산소와 반응해 산화되는 것을 막는 보호 가스 (아르곤 등)

조명 및 충전재: 백열등이나 네온사인 내부 충전 (아르곤, 네온)






https://youtu.be/DJ5Z6cWWJaE?si=YLF_Eqz9SKDbyptD

The principle of welding is the process of joining two or more materials—usually metals or thermoplastics—by causing coalescence, typically through high heat, intense pressure, or a combination of both.

​Unlike soldering or brazing, which use a lower-melting-point filler metal without melting the base materials, welding melts the base metals themselves at the joint.

​Core Mechanics of Welding

​Melting and Fusion: Intense energy (electric arc, gas flame, laser, or friction) raises the temperature at the contact surface of the base materials beyond their melting point. The molten liquid pools merge into a single continuous mass.

​Coalescence upon Cooling: As the heat source moves away, the molten pool cools and solidifies, forming a atomic-level crystal structure that bonds the pieces into a unified part.

​Filler Material: A rod or wire is often introduced into the molten pool to supply extra volume and strengthen the joint, though some techniques (autogenous welding) rely solely on the base metal.

​Key Requirements for a Successful Weld

​Concentrated Heat Source: Provides enough energy to overcome the material's melting point without overheating the entire component.

​Shielding/Protection: At high temperatures, molten metal reacts rapidly with atmospheric gases like oxygen, nitrogen, and hydrogen, causing rust, porosity, and structural weakness. Shielding gas (e.g., argon, CO₂) or solid flux shields the weld pool from atmospheric contamination.

​Oxide Film Removal: Metals naturally form oxide layers on their surface. The heat, flux, or electrical polarity helps break down this layer so pure metal-to-metal fusion can occur.

​Main Energy Sources Used in Welding

​Electric Arc (e.g., TIG, MIG, Stick): Creates an electrical discharge between an electrode and the workpiece, generating temperatures exceeding 3,000°C–6,000°C.

​Gas Flame (Oxy-Fuel): Combines oxygen and fuel gas (like acetylene) to generate a high-temperature flame.

​Mechanical/Friction: Uses physical friction or ultrasonic vibrations to generate heat locally without fully melting the entire bulk structure.
​High-Energy Beams (Laser/Electron Beam): Focuses concentrated light or particle beams for ultra-precise, deep-penetration welds.


https://youtu.be/OWThL97tq3k?si=XiOBL_f9ZPrPLBBx

https://youtu.be/z6WqxUfBHDE?si=FMT60g8fXRF3n1Ae