[ 피복아크용접 ] 피복아크용접봉

[마스터]

[ 피복아크용접 ] 피복아크용접봉

3. 피복아크용접봉

① 개요 

 - 용접봉(welding rod)은 용접해야 할 모재 사이의 틈(gap)을 채우기 위해 필요한 것으로 용가재(filler metal),

    전극봉(electrode)이라고도 한다. 금속 아크 용접의 용접봉에는 비피복 용접봉(bare eletrode)과

    피복 용접봉(covered eletrode)이 쓰이는데 비피복 용접봉은 주로 자동이나 반자동 용접에 사용되고,

    피복 용접봉은 수동 아크 용접에 이용된다.

② 심선(core wire)

 - 연강용 피복 아크 용접봉의 심선재로는 저탄소 림드강을 사용하며, 심선재의 화학 성분은 KS D 3508로 규정되어 있다.

    연강용 피복 아크 용접봉 심선의 화학 성분(KS D 3508)

종류기호		화학성분(%)
		C	Si	Mn	P	S	Cu
1종	SWR11	0.09	0.03이하	0.35-0.65	0.020이하	0.023이하	0.20이하
2종	SWR21	0.10-0.15	0.03이하	0.35-0.65	0.020이하	0.023이하	0.20이하

 

[참고] 적당한 심선의 구별방법

1) 심선만으로 직류 용접을 해보는 방법

2) 심선을 산소-아세틸렌 불꽃으로 녹여보는 방법

③ 피복제(flux)의 역할과 종류

㈎ 피복제의 역할

㉮ 아크를 안정시킨다.

㉯ 중성 또는 환원성 분위기로 공기에 의한 산화, 질화 등의 해를 방지하여 용착 금속을 보호한다.

㉰ 용융금속의 용적을 미세화하여 용착 효율을 높인다.

㉱ 용착 금속의 탈산 정련 작용을 한다.

㉲ 필요 원소를 용착 금속에 첨가시킨다.

㉳ 슬래그가 되어 용착 금속의 급랭을 막아 조직을 좋게 한다.

㉴ 수직이나 위보기 등의 어려운 자세를 쉽게 한다.

㉵ 전기 절연 작용을 한다.

㈏ 피복 배합제의 종류

㉮ 가스발생제 : 녹말, 톱밥, 석회석, 탄산바륨, 셀룰로오스 등

㉯ 탈산제 : 규소철, 망간철, 티탄철 등

㉰ 슬래그생성제 : 규사, 운모, 석면, 석회석, 마그네사이트, 일미나이트, 이산화망간, 형석 등

㉱ 아크 안정제 : 규산칼륨, 산화티탄, 탄산바륨, 석회석 등

㉲ 합금 첨가제 : 페로망간, 페로실리콘, 페로크롬, 니켈, 페로바나듐, 구리 등

 
㈐ 용착 금속의 보호 방식에 따라

㉮ 슬래그 생성식(slag shield type)

 - 용적의 주위나 모재의 주위를 액체의 용제 또는 슬래그로 둘러싸여 공기와의 직접접촉을 하지 않도록 해서 보호하는

    형식이며 무기물형이라고도 한다. 슬래그 섞임이 발생하기 쉬우므로 숙달이 필요하다.

㉯ 가스발생식(gas shield type) 

 - 최근 발달한 것으로 일산화탄소, 수소, 탄산가스 등 확원가스나 불활성 가스에 의해 용착 금속을 보호하는 형식이다.

 

[특징]

* 전 자세의 용접에 적당하다.

* 슬래그 제거가 쉬우며 슬래그는 다공성이다.

* 아크가 세게 분철되며 안정된 아크를 얻으나 아크 전압이 높아지는 경향이 있다,

* 슬래그 생성식에 비해 작업능률이 좋다.

* 스패터가 많으며, 유독가스(CO2)를발생하는 경우가 있다.

㉰ 반가스 발생식(semi gas shield type) : 가스 발생식과 슬래그 생성식을 혼합 사용하는 방법.

④ 연강용 피복 아크 용접봉의 선택과 보관

㈎ 용접봉의 선택

 - 용접봉은 용접 결과에 중요한 역할을 하므로, 사용 목적에 알맞게 선택하는 것이 중요하다. 알맞은 용접봉을 선택하려면

    용접봉의 내균열성, 아크의 단전성, 스패터링(spattering), 슬래그의 성질 등을 잘 알아야한다. 내균열성이 제일 좋은 것이

    저수소계이고, 다음이 일미나이트계, 제일 떨어지는 것이 티탄계이다. 같은 일미나이트계라도 내균열성이 좋은 것과

     나쁜 것이 있다. 각 작업 시에 알맞은 피복제의 계통을 나타내면 다음과 같다.

㉮ 기계받침판 같은 두꺼운 판을 아래보기 필릿(fillet)용접을 하는 때에 제 1층에서 완전한 용입을 얻을 수 있는 일미나이트계를

    쓰며, 수직 용접부에는 일미나이트계 또는 라임티탄계를 선택한다. 한편, 선택한 용접봉의 편심도를 작업 전에 알아보아야

    하는데 편심률이 3%이내여야 하며, 전보다 크면 편용(偏榕)되어 아크가 불안정하게 되어 용접 결과가 좋지 못한다.

㉯ 내압용기, 철공 등의 비교적 큰 강도가 걸리는 두꺼운 판에는 아래층에 우수한 강도와 내균열성을 갖는 저수소계(E4316)를,

    위층에는 작업성이 좋은 일미나이트계(E4301)를 사용한다.

㉰ 박판 구조물등과 같이 충분한 강도를 요하지 않는 것은 작업성이 좋고 비드의 외관이 아름다운 고산화티탄계(E4313)가 좋다.

    수직자세 하진 용접에도 좋은 결과를 얻는다.

㈏ 용접봉의 보관

 - 용접봉은 습기에 민감해서 특별히 보관에 조심해야 한다.

    보관 장소는 지면보다 높고 건조한 장소로서 진동이 없고 하증을 받지 않는 곳이 좋다.

    현장용 용접봉은 특히 회수 보관에 신중해야 한다.

    용접봉 건조로는 사용 전에 70~100℃에서 30분~1시간, 저수소계는 300~350℃에서 1~2시간정도 유지해야 충분히 건조된다.

* 편심률(%) = (D'-D/D)*100