나이들어 전원 생활을 해 보면 마을에 용접을 자유자재로 하는 사람이 부러워 질 때가 있다.
▷▶ 중요지식 ; 면(保顔카바)문제 "자동면"은 용접부위를 밝게 보면서 눈을 감지않고 용접하면 유리가 자동으로 불빛을 차단해주는 데, 1만분의1초 자동차단유리만 끼워져 있는 면(리튬전지없고,유리자체에서 차단되는 것=구형)도 7~10만원하는 데, 전자식(?=신형)인 리튬전지 교환가능한 2만분의1초 반응제품이 10~23만원(매장별로 가격차이가 많으나 성능은 비슷함)으로 검색되고 있다
기존면에 자동차단유리만 교체해도 되지만 유리만 파는 곳이 현재로는 없고, 시중공구상(철물점)에 있는 3만원짜리는 반응속도 4000분의1초로서 너무느려 불빛이 눈에 들어와 용접할 수 없으며,
자동차단면은 용접부위를 빤히 바라보며 용접하여도 눈은 뜨고 있어도 유리에서 해로운 불빛은 완전 자동 차단되고, 어두운 중에서도 용접부위는 잘 보이며, 잠시 그칠 때는 자동으로 환하게 밝게 보인다
리튬전지 교환가능한 것은 10만원선(어떤 매장은 22만원), 전지수명이 다하면 버려야 되는 것이 6만원 정도이다. 1년전만해도 22만원짜리였는 데, 많이 저렴해졌다. 1만분의 1초 자동유리도 8시간 작업해도 눈에 피로는 없으나 미세하게 불빛이 감지되는 느낌이 있으므로 2만분의1초에 반응하는 것을 추천합니다.
눈및 피부보호 ~ 용접불빛을 두 세 번만 순간적이라도 직접보게되면 각막손상이 되어 안과에 가야하므로
자동차단 보안면(카바)는 필수적이다. 얼굴이나 목 부위에도 쉽게 화상을 입어 피부가 헐어버리는
일이 많으므로 얼굴을 완전히 가리는 카바여야하고, 여름에 더워도 목부위를 가려야하고 팔에도
토시를 껴서 화상을 입지 않도록해야 한다.
용접불똥이 튀어 신발속으로 들어가서 화상을 입는 일이 많으므로 가장 좋은방법은 장화를 신고
바지끝을 장화밖으로 덮으면 된다. 답답하면 등산화(작업화)계통을 신는 수 밖에 없지만
작업화 발목으로 뜨거운 불똥이 들어와 신발끈 푸는 시간이 제법 걸리므로 양말을 태우고 피부가 타는
일이 흔하다.
다량 용접하는 사람은 가죽으로 된 앞치마(용접앞치마)를 인터넷으로 구입할 수 있다.
▷▶ 현장지식 ▷▶
①. 용접기의 선택 ~ ① 가정용 전기는 3kw이며 거기에 맞게 전주(電柱)인입휴즈(5Kw)가 설치되어 있으므로 아크용접기는 3KW내지 5kw를 사용하는 것이 휴즈가 나가지 않는 다. 3~5kw용접기를 사용하면 별 탈이 없다. 7kw용접기는 반드시 전주휴즈가 타 버리므로 가정용으로는 사용불가하다. 요즘 나오는 계양전기의 KNS200A는 5.3kw 용량인 데(가격은 17~18만원), 신기능인 "핫스타트"기능이 있어서 봉을 떼었다가 다시 용접할 때에 용접봉이 모재에 붙지않고 부드럽게 논스톱으로 용접되는 신기한 제품이다 즉, 스타트할때에는 전류가 더 필요한 데, 스타트할 때는 자동으로 더 흘렀다가 스타트이후에는 자동으로 전류가 제자리를 찾아가므로 용접봉이 모재에 잘 붙지않는 것이다.계양3kw짜리1600및 4.7kw짜리1800도 핫스타트 기능이 있는 것 같다.
▷▶. ②.용접하다가 "퍽! 하며 용접기에서 흰 연기가 나며 용접기 스위치가 내려가 있다.타 버린 것이다. 만일 다시 스위치를 올린다면 계량기 휴즈가 "퍽!"하며 연기를 내고 녹아버릴 것이다. 옥션에서 구입한 "오성테크"회사의 "노가다용접기" 5kw를 175,000원에 구입하고 3.2파이 용접봉만 사용했는 데 불구하고 열흘만에 타버렸다. 회사에 수리반품한 후 수리되어 도착하였는 데, 3.2파이(3.2mm)용접봉은 잘 되다가 4mm용접봉으로 용접한 지 5분만에 퍽!하고 완전히 타버렸다. 가정용 전기로 4파이(4미리두께) 용접봉은 무리이므로 3.2파이만 사용한다.
▶DS용접기는 "200"이라고 이름붙여져있어서 5kw인 줄 알고 구입했더니, 9kva즉 8.1kw짜리여서 전주휴즈 태워먹고 카센타하는 친구에게(거기는 허가용량이 크므로) 그냥 주어버렸다.
▷▶ ③. 기술적으로 용접하는 방법이 있다. 가장 중요한 기술은 용접봉을 모재에 갖다 댈 때에 용접봉의 피복재가 모재에 닿게 45도로 긁어면서 용접이 시작되어야 하는 것이다. 직각으로 갖다대면 피복재가 닿지않고, 철심이 모재에 퍽 하고 붙어버리는 데 그 때에 용접기가 타기 쉽다. 그러므로 용접하다가 끝부분에 피복재가 벗겨진 용접봉은 아깝지만 버리는 것이 용접기를 태우지 않는 포인트이다. 특히 야간에 용접하게되면 용접봉 끝부분에 피복재가 벗겨져 철심이 닿는 지 정확하게 보이지 않을 뿐 아니라, 철심을 직각으로 갖다대기 쉬우므로 야간용접은 하지 않는 것이 좋다. 용접봉이 모재에 닿아서 아크가 일어나는 것이 아니며, 찍었다가 떼는 순간 모재와의 거리가 2~3mm정도 사이가 있을 때 아크가 일어나기 때문이다.그 순간을 수직으로는 잡기 어렵게 때문에 비스듬히 긁으면 포착이 된다.
1톤차량등 차량 적재함 용접시에 밧데리 마이너스잭을 분리하여야 배선이 타지 않는 다.
간혹 간단한(짧은 시간) 용접은 마이너스선을 분리하지 않고 할 경우가 있는 데, 그런 때는 용접음극선(접지집게)을 용접하는 부위와 최대한 가깝게 하면 용접전류가 가까운 곳으로만 흐르는 경향이 있기 때문에 먼 곳에 있는 자동차 마이너스선에 부하를 주지 않기 때문에 가능한 일이다.
④. 용접봉의 선택 ~ 일반봉과 "고장력봉"이 있다. "高張力棒"으로 용접한 부분의 외부 충격에 대한 강도는 일반봉보다 2배 이상으로 본다.가격은 1통에 일반봉보다 2~3천원 비싸다. 초보자는 일반봉으로 숙달하여야 하지만 1년 정도 지나면 고장력봉 사용에 능숙해야 한다.고장봉(고장력봉을 줄여서 하는 쓰는말)은찌꺼기가 밖으로 밀려나와 용접부위가 깨끗하게 용접되지만, 일반봉은 찌꺼기가 뒤섞여 들쑥날쑥 용접되는 경우가 많다. 즉, 고장력봉은 용접봉 자체가 장력이 강하여 용접부위의 강도가 좋을 뿐만 아니라, 비드가 고르게 형성되므로 용접결과가 일반봉에 비하여 양호하므로 많은 이점이 있다. 그러나 얇은 철판은 구멍이 나기 쉬우므로 일반봉으로
만 용접하는 데, 1차로 일반봉으로 용접한 후 그 위에 이중으로 좀 두껍게 용접할 필요가 있을 때에는 2차는 고장봉으로 하기도 한다.
고장봉은 처음 모재에 아크를 발생시킬 때에 붙는 경우가 흔하다.즉 일반봉을 용접하는 전류에 익숙하다보니까 자꾸 일반봉 전류량으로 용접할려고 하니까, 고장봉은 모재에 붙기만하고 용접이 어렵다고 하게된다.
(고장봉은 일반봉보다 전류를 약간 더 필요로하고, 아크도 더 강렬한 편이다) 그러나 성능좋은 5kw용접기 또는 보통 3kw용접기로도 용접하기 더 쉽고 용접의 질이 우수하다. 반면, 얇은 철판(예;1통화물차 적재함)에는 고장봉으로 하면 녹아서 구멍이 나기쉬우므로 일반봉이 용이하다.
⑥. 아크스트라이크 문제 ~ 용접 직전에 한 두번 아크를 일으키는 것을 "아크스트라이크라고 한다. 최초 아크를 일으키기 위하여 초보자는 용접봉을 모재에 너무 세게 닿으므로 붙기쉽고, 한 번 붙고나면 봉끝이 원만하지 못하여 계속 트러블이 생기게되므로, 최초아크는 용접봉은 모재에 끝부분만 살짝 닿아 아크가 일어나게 해야 다음 용접으로 이어진다.즉, 1cm정도 미세하게 좌우로 그으면서 스트라이크를 일으킨다. 또한 용접부위가 식지 않았을 때에(뜨거울 때)스트라이크가 잘 일어난다. 또한 용접표면에 엉기는 슬러지도 표면만 약간 식었을 때,잘 제거 된다.즉 용접봉 1개를 다 용접하고 새 용접봉을 갈아끼우면 5초정도 걸리는 데, 6~10초만에 슬러지를 용접해머로 두들겨야 잘 일어난다, 부지런히 두들겨 내고 쇠솔로 얼른 훔치고, 용접부위가 더 식기전에 다시 아크를 일으키도록 한다. 아크스트라이크를 잘 일으켜 연달아 용접되게 하는 실력이면 중급자 이다. 초보자는 어스집게에 작은 철조각을 맞물려 끼운 후, 거기에 첫아크를 일으키는 데, 옆으로 그으면서 아크 일으킨 후, 연이어 그 철편에 용접하듯 지지직~ 하고 제대로 지진 후에 용접부위로 이동하여 용접하면 쉽다.
▶용접방식 수평용접 ~ 용접이 제일 쉬운 방식은 수평용접 즉 용접부위 철판이 수평으로 된 상태이다. 기계 부속품 을 분리하여 수평용접하는 것이 가장 좋은 용접이 되지만, 모재자체를 눕힐 수 없는 경우가 허다하므로 수직용접을 필히 숙달하여야 한다.
수직용접 ~ 위에서 아래로 용접해 내려와야(하진용접) 흘러 내리지않고 원활히 용접된다. 이 때 용접봉 끝이
45도로 상부를 향하게 된다. 아래서 위로 용접해 올라가면(상진용접) 아래쪽에 용접한 부분의 용융되어 있는 쇳물이 굳지않고 흐물흐물한 상태에 또 위에서 뜨거운 쇳물이 내려오므로 아래있던 것이 밀려 같이 내려가므로 균일한 용접이 되기어렵다.
비드(Bead) ~ 용접작업에 있어서 모재(母材)와 용접봉이녹아서 만든 띠모양의 용착자국
즉 용접하고난 후 겉으로 보이는 용접부위의 모양을 말한다
비드가 좋다는 말은 용접이 빈틈없고 고루 잘 되었다라는 뜻이다.
---------------------------------------------------------------- (아래 글은 퍼 온 글)
1 피복아크 용접의 원리
(1) 원 리 용 접봉과 모재간에 직류 또는 교류 전압을 걸고 용접봉 끝을 모재에 접근시켰다가 떼면 <그림1> 피복아크 용접의 원리와 같이 용접봉과 모재 사이에 강한 빛과 열을 내는 아크가 발생한다. 아크 열(약 5000℃)에 의하여 용접봉은 녹아서 금속증기 또는 용적(globule)으로 되어 용융된 모재와 융합하여 용착금속을 만든다. 이때 녹은 쇳물 부분을 용융지(molten weld pool), 모재가 녹아 들어간 깊이를 용입(penetration), 용접봉이 용융지에 녹아 들어가는 것을 용착이라고 한다.
그림 1 피복아크 용접의 원리
(2) 용접회로 피복아크 용접 회로는 용접기(AC 또는 DC welding machine), 용접봉 홀더(electrode holder), 용접봉(coated or covered electrode), 아크(arc), 모재(base metal), 전극 케이블(electrode cable), 접지 케이블(ground cable)로 이루어진다. 용접기에서 발생한 전류는 전극 케이블, 용접봉 홀더, 용접봉, 아크, 모재 그리고 접지 케이블을 지나서 다시 되돌아 오는 길을 용접회로(welding circuit)라고 한다.
그림 2 피복아크 용접 회로
2 피복아크 용접의 실제
(1) 아크 발생 방법 아 크를 발생시킬 때에는 핸드 실드로 얼굴을 가리기 전에 용접봉의 끝을 모재에 가까이해서 아크를 일으킬 위치를 정한 뒤 핸드 실드로 얼굴을 가리고, 재빨리 용접봉을 모재에 접촉시켜 순간적으로 3∼4mm 끌어올리면 아크가 발생된다. 처음 이 동작을 할 때는 아크가 발생되는 것이 두려워 잘 안 되며 무의식 중에 아크를 보는 일이 많은데, 이렇게 되면 눈병이 생기므로 주의하지 않으면 안 된다. 아크를 발생시키는 방법으로는용접봉의 끝을 공작물 표면에 순간적으로 가볍게 대었다가 재빨리 끌어올리면 아크가 발생되는데, 용접봉을 공작물에 긁는 방법이 있다. 긁는 방법은 초심자가 이용하면 쉽게 아크를 일으킬 수 있고, 찍는 방법은 숙련된 자만이 이용할 수 있다.
아크 발생을 처음으로 해 보면 용접봉을 움직이는 속도가 느려 용접봉이 공작물에 붙는 일이 많다. 이 때는 당황하지 말고 용접봉을 공작물에 누르는 것처럼 하면서 홀더를 좌우로 2∼3회 움직이면 용접봉이 쉽게 떨어진다.
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< 그림1 > 아크의 발생
직선 비드는 용접봉의 끝을 좌우로 흔들지 않고 비드를 만드는 연습으로 용접의 첫걸음이며 용접 실습의 기본이다. 직선 비드는 실제로 용접을 할 때 가접 박판 및 V홈 이음 등의 제1층 용접에 많이 사용된다.
1) 용접봉을 겨누는 방법 < 그림2>과 같이 용접봉을 용접 진행 방향으로 70∼80˚(진행각)로 경사시키고 좌우에 대해서는 모재에 90˚(작업각)되게 하며, 아크의 길이는 용접봉의 지름을 기준으로 한다. 그러나, 실제로 용접은 피복제가 두껍게 부착되어 있으므로 용접봉을 경사시킬 때에는 봉 끝을 모재에 가볍게 접촉시키는 기분으로 하는 것이 좋다.
< 그림2 > 용접봉의 위치
< 그림3> 은 직선 비드의 운봉 요령이다. ①의 아크가 발생하면 ②,③과 같이 용접봉의 선단이 용융되어 ?와 같이 모재로 이행하기 때문에 용접봉은 짧아져서 아크가 길게 된다. 그러면 아크가 끊어질 위험성이 생기므로, 용접봉의 아크가 끊어지지 않도록 일정한 속도로 공급하여 아크의 길이를 일정하게 해야 하며, 직선을 긋는 기분으로 일정한 속도로 운봉한다. 이 때에 용접 비드의 길이와 용접봉의 길이는 거의 같은 정도가 적당하다.
< 그림3 > 직선 비드의 운봉 요령
2) 실습조건과 순서 먼 저 연습판에 백묵으로 여러 개의 직선을 평행하게 긋고 용접을 한다. 처음에는 백선 위를 덮지 못하고 탈선을 할 뿐 아니라 비드의 폭, 높이 및 파형 등이 고르지 못하지만 몇 번 반복하게 되면, 비드가 직선으로 되어 백선 위를 평행으로 덮개 되며 좋은 비드가 되면 다음 연습을 한다.
* 전진 및 후진 직선 비드 : 백선 위의 바로 앞에서 먼쪽으로, 또 먼쪽에서 앞쪽으로 비드를 만들고, 비드가 직선으로 평행하게 되면 비드의 폭, 높이, 파형 등이 일정하고 고르게 될 때까지 연습한다.
3) 실습할 때의 주의 실 습을 할 때 가장 어려운 것은 아크의 길이를 일정하게 유지하는 일이다. 일단 아크가 발생되면 용접봉의 끝이 녹아서 용접봉의 길이가 짧아지게 되므로, 용접봉을 공급해 주지 않으면 아크의 길이가 길어져 불안정하게 되어 아크가 꺼지는 일이 많다. 그리고, 당황해서 용접봉을 너무 급히 공급하면 모재에 달라붙어서 아크가 꺼지므로 주의를 해야 한다.
아크 용접은 이 조작이 확실하게 되면 반 이상 숙련이 된 것으로 생각해도 좋다. 이 연습은 모든 용접의 기초가 되는 것이므로 충분히 연습해서 자연스럽게 손을 움직일 수 있을 때 까지 숙련 해야 한다. 또, 용접중에 슬래그의 유동이나 용융 금속의 상태를 잘 관찰하여 아크 길이 및 용접전류의 적부 등이 아크의 소리나 용접봉이 녹는 현상으로 판단되기까지 연습을 하지 않으면 안된다. 실제로 작업을 할 때는 다음 사항에 주의를 해야 한다.
용접 전류, 운봉 속도, 아크 길이 등이 정상적인 경우는 아크가 안정되어 마치 프라이팬에 기름을 떨어뜨린 것과 같이 ‘바작바작’하는 소리가 나게 되지만, 용접 전류가 약하면 ‘바작바작’하는 소리에 힘이 없고 용접봉이 녹는 속도가 늦어져 용적이 큰 것이 모재에 이동되어 용입불량이나 오버랩이 일어난다.
반대로 용접 전류가 너무 세면 ‘퍼럭퍼럭’하는 폭발적인 소리를 내면서 스패터가 많이 생기며 용접봉이 적열되고, 아크력이 커서 언더컷 현상이 생긴다.
한 편, 아크의 길이를 길게 하면 ‘붕붕’ 소리를 내면서 아크가 불안정하게 되고 큰 용적이 떨어져 용입 불량과 비드에 요철이 생긴다. 반대로 아크의 길이가 짧으면 ‘바작바작’하는 소리가 예리하지 않고, 용접봉이 마치 모재에 달라붙는 것 같은 느낌이 들며 꺼지기 쉽고 용입도 고르지 못하게 된다.
4) 비드 외관
직선 비드의 양부
① 양호한 비드 : 용접 전류를 알맞게 조정하여 아크의 길이를 일정하게 유지하고, 운봉 속도를 알맞게 하면 비드의 폭과 높이가 일정하게 되며, 파형도 깨끗하여 고르게 된다. 또 언더컷, 오버랩도 없고 스패터도 적어 양호한 비드가 생긴다. ② 불량한 비드 : 용접 전류가 세거나 약하고 운봉속도가 불규칙하든가, 또는 아크의 길이가 변화하면 비드의 폭, 높이와 파형 등이 고르지 못하여 언더컷, 오버랩을 일으키고 용입도 불량하게 된다.
(3) 아래보기 위빙 비드 직선 비드보다 폭이 넓은 비드를 만드는 경우에는 용접봉의 끝을 반달 모양으로 운봉시키면서 비드를 만든다. 이것은 모든 운봉법의 기초가 되는 것이므로 정확히 습득해야 한다.
1) 용접봉을 겨누는 방법 용접봉을 겨누는 방법은 직선 비드와 똑같으며 <그림1>과 같이 경사지게 하고, 좌우에 대해서는 서로 90˚가 되도록 잡는다. 아크의 길이는 사용하는 용접봉의 심선 지름과 거의 동일하게 한다.
용접봉의 위치
2) 반달형 운봉 요령
위빙 비드의 운봉 방법
용 접봉의 끝을 <그림2>와 같이 반달형으로 운봉시키며 그 폭은 용접봉 지름의 2∼3배가 적당하고, 만들고자 하는 비드의 폭보다 약간 좁게 운봉을 한다. 이 폭이 너무 넓으면 비드는 평평하게 되어 언더컷을 일으키기 쉽고 파형도 고르지 못하게 된다. 또 반달의 피치는 5∼6mm가 되게 한다. 용접봉 끝의 운봉 속도는 반달형의 중앙을 빠르게 양쪽 끝으로 감에 따라 느리게 하여 끝에서는 봉을 잠시 정지한다.
반달의 중앙을 빨리 운봉하는 것은 양 끝보다 중앙이 너무 고온도로 과열되지 않게 하기 위해서이고, 끝에서 잠시 정지하는 것은 언더컷을 막아 비드 폭을 맞추기 위해서이다. 초심자는 용접부 중앙을 지날 때는 입으로 “하나”, 용접부 끝에서 정지할 때는 “둘, 셋”하고 박자를 셀 정도의 시간으로 운봉하면 좋다.
위빙 비드의 운봉 요령
실 제 작업에 있어서 아크를 발생시키면 모재는 갑자기 녹아 용융풀이 된다. 이것과 동시에 용접봉 끝도 녹아 용적이 모재에 이동해서 용융 풀 전체에 퍼진다. 용적이 용융 풀을 충분히 채우면 용접봉을 반달 모양으로 그리면서 오른쪽으로 이동시켜 그 끝에서 봉을 잠시 정지한다. 끝에서 봉을 정지시키면 용융 풀은 달걀 모양으로 되고 모재는 점선 부분까지 녹아서 용접봉에서 옮겨간 용적은 이 녹은 부분 전체에 퍼지고 용적의 표면 장력으로 둥글게 된다. 용적의 쌓임이 적당하면 용접봉을 왼쪽으로 이동시켜 앞에서와 같이 반달형의 끝에서 잠시 정지하고 용적의 쌓임을 기다린다. 이상의 운봉을 반복하면 비드는 볼록하게 쌓이고 언더컷, 오버랩 등도 일으키지 않으며 비드의 폭, 높이도 균일하게 아름다워진다.
이 운봉법에서 특히 주의할 것은 운봉의 폭을 쌓으려고 하는 비드의 폭보다 약간 좁게 하고, 반달형의 양끝에서 봉을 잠시 정지시킨 다음 용적이 쌓이는 것을 기다려야 한다. 이 봉을 정지하는 시간은 용적이 용융 풀을 충분히 채우는 정도로 하면 좋고, 너무 길면 오버랩이 생기며 너무 짧으면 언더컷이 생긴다.
(4) 비드의 시작점, 크레이터의 연속 이음
1) 비드의 시작점 모재는 일반적으로 상온이므로 아크를 일으켜서 비드를 만들기 시작하면 모재가 녹기 전에 용접봉이 녹아 용융된 것이 떨어져 모재와 융합되지 않고 중첩을 이루므로 용입 불량의 원인이 된다.
따 라서, 비드의 시작점을 충분히 예열하지 않으면 안 된다. 그러기 위해서는 용접봉을 수직으로 하고 아크를 길게 하여 잠시 봉을 정지시켜 그대로 있으면 용적이 떨어지므로 용접봉의 끝에서 용적이 떨어지는 순간, 봉 끝을 가볍게 왼쪽이나 오른쪽으로 흔들어 이 용적을 날리고, 다시 용접봉을 원 위치에 가져와 아크를 발생시킨다. 이것을 2∼3회 반복하면 모재는 예열이 되어 용적과 모재가 잘 융합되고 용입도 양호하게 된다.
비드의 시작점의 운봉 요령
2) 크레이터의 처리법 아 크를 끊으면 비드의 끝에 크레이터(crater)가 남는다. 이 크레이터는 최후의 용융 풀이 응고 수축될 때 생기는 것으로 슬래그의 섞임이 되기 쉽고, 수축될 때 균열이 생기기가 쉽다. 따라서 이것을 그대로 두면 파손이나 부식, 기타 결함의 원인이 되므로 반드시 완전히 덮지 않으면 안 된다.
> 크레이터
크 레이터의 처리법은 용접이 끝나는 부분에 가서 아크를 짧게 하여 천천히 운봉을 하며, 다시 용접봉을 뒤로 보내서 재빨리 아크를 끄도록 한다. 아크를 끈 후 움푹 파여져 그대로 있으면 다시 되풀이하여 충분히 쌓아올려야 한다. <그림3>에는 크레이터의 처리법을 나타내었다.
크레이터의 처리법
3) 비드의 연속 이음 작 업중 용접봉이 녹아 짧아져서 쓸 수 없게 되면 아크를 일단 끈 다음, 크레이터의 슬래그를 제거하고 새 용접봉을 홀더에 끼워서 용접을 계속한다. 이것을 봉 이음 또는 비드 이음이라 한다. 이 경우 일단 아크를 끄면 비드는 즉시 냉각한다. 냉각된 곳에서 용접을 계속하면 먼저 만들어진 비드가 녹기 전에 용접봉이 녹아 떨어져 겹치게 되므로 완전히 용접이 되지 않고 균열이나 부식의 원인이 된다. 따라서 <그림4>에 표시한 것과 같이 크레이터의 약간 전방에서 아크를 발생시켜 크레이터를 충분히 예열하면서 용접봉을 크레이터 위로 이동시키며, 용입에도 주의하면서 용적을 이행하도록 해야 한다. 또한 봉 이음의 경우 한 곳에 오래 봉을 정지시켜 두면 그 부분에 비드가 너무 많이 쌓이게 된다. 또 운봉 속도가 너무 빠르면 크레이터를 충분히 묻지 못하고 오목한 부분이 남게 된다.
비드의 연속 이음
(5) 수평 자세 용접 수평 용접(horizontal welding)은 비드가 흘러내리기 때문에 비드의 위쪽에 언더컷, 아래쪽에 오버랩이 생기기 쉽다. 운봉 요령은 <그림1>와 같이 홀더를 잡고, 아크를 짧게 기울여 반원 운봉을 작게 하고 천천히 움직인다.
비드를 <그림2>과 같이 여러 개 만드는 경우는 앞의 비드에 약 1/3겹쳐서 비드를 만든다.
수평 자세 용접
수평 자세 용접 직선 비드 운봉법
(6) 수직 용접 수직 용접(vertical welding)은 수직면을 용접하는 것을 말한다. 연습은 처음부터 수직 용접이 곤란하므로 처음에는 45˚로 경사시켜서 하고, 순차적으로 60˚, 90˚로 경사도를 변경시켜 연습을 하도록 한다.
1) 수직 용접 자세 수직 용접자세는 앉아서 하는 것과 연습판을 가슴 높이 정도로 올려 서서 하는 것이 있으나, 어느 것이나 몸을 안정된 자세로 해야 한다. 특히 서서 할 때에는 두 발을 벌리고 몸의 무게를 양 발에 똑같이 나누어 약간 앞쪽으로 기울여서 한다. 홀더를 겨누는 방법은 <그림1>에서와 같이 용접봉을 130∼150˚로 끼워서 가볍게 잡고 어떤 방향으로도 자유로이 움직일 수 있도록 해야 한다.
수직 자세 때 용접봉을 겨누는 방법
2) 수직 용접의 직선 비드 수직 용접에서 직선 비드는 상진 비드, 하진 비드가 있으며 용접봉의 끝을 움직이지 않고 직선 비드를 만드는 방법이다. 현장에서는 V형, X형 이음의 제1층 비드에 잘 쓰인다.
* 용접봉을 겨누는 방법과 운봉 요령 : 용접봉을 겨누는 방법에는 상진과 하진이 있는데 <그림2>과 같이 조금 다르다.
용접봉을 겨누는 방법
운봉 요령은 아래보기 용접에 비하여 대단히 어렵고 비드가 처져서 용융금속이 흘러내린다. 이것을 막는 데는 아크를 짧게 하고 용접봉 끝을 연습판에 밀어 붙이는 기분으로 비드를 만든다.
① 상진 용접(vertical upper welding) : 상진 용접은 아래에서 위로 진행해 가는 것으로 아크를 발생시켜 모재의 일부를 녹이고, 용접봉 끝에는 용적이 생긴 순간에 모재로 이행시킨다. 용적이 모재로 이행하면 중력으로 용적이 조금 흘러내리며 모재와 융합이 되어 용융 풀이 생긴다. 그 후에 이 풀을 메우는 기분으로 용접을 계속한다. 상진 용접은 비드 끝이 뾰족하게 흘러내리고 언더컷이 생기기 쉽다. 전류가 강한 경우나 운봉이 늦는 경우에는 용접 결함이 심하게 일어난다.
② 하진 용접(vertical down welding) : 하진 용접은 상진의 반대로 위에서 아래로 용접을 하는 것으로 용접봉 끝을 모재에 알맞은 거리로 해서 용적이 모재로 이행되도록 한다. 하진 용접은 슬래그가 아래로 흘러내려 항상 풀 끝에 오게 되므로 풀을 보기가 어려워 용접하기가 곤란하나 이 어려움에 구애받지 말고 같은 상태로 운봉을 하면 된다. 이 용접법은 운봉 속도가 자연히 빠르게 되므로 용입 불량이 되기 쉽고, 비드가 평평하게 된다.
③ 수직직선 비드의 양부 : 비드가 직선으로 되어 있는가, 비드 폭과 높이가 고른가 또는 언더컷, 오버랩, 슬래그의 섞임 등의 유무를 잘 조사한다. 수직 직선 비드는 결함이 생기기 쉬우므로 충분한 주의를 해야 한다.
3) 수직 상진 위빙 비드 수직 상진 위빙 비드를 만들 때 용접봉을 겨누는 방법은 <그림3>와 같으며, 그 운봉 방법에는 조개형과 반달형이 있다.
① 상진 조개형 운봉 요령 에서와 같이 1에서는 봉을 잠깐 멈추어 모재를 잘 녹이고, 2의 부근에서는 아크를 짧게 하여 천천히 운봉을 하여 언더컷을 방지하며 중앙을 향해서는 운봉을 약간 빠르게 하여 용철이 흘러 내리는 것을 막는다. 그리고 3의 부근에서 가장 운봉을 빨리, 4부근에서 안쪽으로 가볍게 돌리는 것 같이 하여 1‘로 옮기고, 다시 2’, 3‘, 4’와 같이 되도록 운봉 요령을 반복한다.
② 상진 반달형 운봉 요령 이것은 아래보기 자세의 반달형 운봉 요령과 똑같은 것으로 아크를 짧게 하고 천천히 운봉을 하여 언더컷을 방지하는 것이 중요하다. 또한 운봉 폭은 조개형, 반달형 운봉을 다 같이 너무 넓게 하지 말고, 용접봉 지름의 2∼3배 되게 풀에 용적을 쌓은 것 같은 요령으로 한다.
< 그림 3 > 수직 상진 위빙 비드
< 그림 4 > 상진 조개형과 반달형 운봉법
(7) 수평 필릿 용접
수평 필릿 용접
수평 필릿 용접(H-Fil : horizontal fillet welding)은 <그림1>과 같이 강판의 평평한 면에 다른 강판 끝을 세워서 T자형으로 만들어 그 구석 부분을 용접하는 방법으로, V형 맞대기 용접과 함께 현장 작업 중 가장 많은 작업이며, 이 작업은 매우 중요한 용접의 하나이다.
1) 용접봉을 겨누는 방법과 운봉요령 용접봉은 진행 방향에 70∼80˚ 기울이고 양 판에 대해서는 θ각 일 때 θ/2로, 90˚일 때 45˚로 유지하며 구석의 중심을 향하도록 겨눈다. 제1층 비드는 보통 직선 운봉법으로 용접하고, 제2층 비드부터는 삼각이나 반달형 운봉법을 사용한다.
삼각 운봉법은1, 2, 3, 4의 순서로 운봉을 하며 각각의 위치에 따르 운봉 속도가 다르다. 1, 2 사이는 보통 속도로 운봉하고, 2, 3 부근에서는 좀 느리게 해서 비드의 다리 길이(leg length)를 맞춘다. 3, 4 사이는 빠르게, 4에서는 구석을 충분히 녹이기 위하여 봉을 잠시 정지한다. 또 3, 4사이는 빨리, 5에서는 언터컷을 방지하기 위해서 다시 봉을 잠시 정지시키도록 한다. 비드 길이(폭)은 1, 3에서 결정되므로 이 사이는 특히 아크를 짧게 운봉한다. 또 필릿 용접 치수는 일반적으로 그림 4.22 (b)와 같이 다리 길이 L은 모재 두께와 거의 같게 하거나 최소한 70∼80%로 하고 목의 두께(actual throat)는 다리 길이의 약 70% 정도로 한다.
필릿 용접의 운봉 요령
2) 필릿 용접의 검사 필릿 용접은 어더컷 및 오버랩을 일으키기 쉬우므로 먼저 이런 것을 잘 조사함과 동시에 슬래그의 섞임, 비드의 폭 등을 잘 조사한 다음에 필릿부의 다리 길이가 수평, 수직면에 같은 길이로 되어있는가를 조사한다. <그림3>은 필릿 용접에서 일어나기 쉬운 결함을 표시한 것이다.
필릿 용접에서 일어나기 쉬운 결함
(8) 아래보기 V형 맞대기 용접
V 형 홈 가공법에는 여러 가지 방법이 있으나, 연습판 등과 같이 공작물이 작을 경우에는 그라인더, 셰이퍼, 밀링 등을 사용하나 공작물이 크고 두꺼운 판이면 플레이너(planer)라는 홈 가공 전용 기계를 사용한다. 그러나 최근에는 가스 절단이 대단히 발달하여 V형 홈 가공은 거의 가스 절단법에 의한다.
이 방법은 <그림1>에 표시한 것과 같이 가스 절단 팁을 2개 혹은 3개를 구비하여 한쪽만을 가공할 때나 양쪽을 모두 가공할 때 자동 절단기로써 한번에 가공하며, 이 홈의 가공면은 형상이나 치수도 상당히 정밀하게 완성되는 방법이다. 이 밖에 U형 홈은 가스 불꽃과 산소로써 홈을 가공하는 가스 가우징(gas gouging) 방법을 이용하기도 한다.
< 그림 1 > 가스 절단에 의한 V형 홈 가공
2) 용접봉을 겨누는 방법과 운봉 효과 용 접봉을 와 같이 진행 방향으로 50∼60˚경사시켜 제1층은 직선 비드를 만들고 제2층, 제3층은 반달형 비드법을 사용한다. 제1층에 직선 비드를 만드는 것은 V홈의 폭이 좁고 깊이가 깊어서 슬래그의 섞임이 되기 쉽고, 용입 불량이 되기 쉬우므로 이것을 방지하기 위해서이다.
V형홈 맞대기 운봉 요령
제 2층은 좁게 반달형 위빙을 한다. 제3층은 좀 넓게 반달형 위빙을 하는데, 위빙의 폭을 V홈의 폭보다 약간 좁게 하고, V홈의 끝선보다 약 1mm 안에서 봉을 일단 정지시켜 언더컷을 방지하고 비드의 폭을 고르게 한다. 또 V홈의 양끝 선에서는 용접봉을 약간 안쪽으로 기울여 슬래그의 섞임을 방지한다. 운봉이 너무 넓어지면 언더컷이나 슬래그의 섞임이 생긴다.
3) 실습조건 ① 제1층 비드 : 제1층은 앞에서 말한 바와 같이 V홈의 폭이 좁고 깊이가 깊어서 슬래그의 섞임, 용입 불량등이 되기 쉬우므로 용접 전류를 85∼90A(φ3.2mm 용접봉 사용시)정도로 한다.
용 접봉 끝을 V홈의 바닥 옆 가장자리에 가볍게 접촉시켜 아크를 일으켜 봉이 녹는대로 진행하고, 직선을 긋는 기분으로 직선 비드를 만든다. 이 때 주의해야 할 것은 V홈의 밑면을 잘 녹이고 <그림3>과 같이 뒷면에 파형, 즉 이면 비드가 생기도록 연습해야 한다.
1층 비드와 이면 비드
이렇게 하기 위해서 전류를 잘 조정하는 것은 물론이고 용융 풀을 잘 보고 V 홈의 밑을 적당히 녹여서 용융 풀의 직전에 녹은 용철이 떨어지지 않을 정도로 약 3mm의 열쇠 구멍(key hole)을 만들며, 이것이 용융 풀의 진행과 같이 연속적으로 옮겨 가도록 해야 한다. 이 열쇠 구멍이 너무 커지면 밑으로 용락이 되어 큰 구멍이 생기며 용적이 흘러내리고 용접이 되지 않는다. 또, 열쇠 구멍(key hole)이 생길 정도가 아니면 밑부분이 녹지 않아 용입 불량이 된다.
이 용접은 제1층 용접이 가장 중요하고 어렵다. 용접 중에 열쇠 구멍(key hole)은 용접봉의 경사 각도를 바꿈으로써 어느 정도 조절할 수가 있다. 열쇠 구멍(key hole)이 커졌을 때는 용접봉을 진행 방향으로 눕히고 열쇠 구멍(key hole)이 생기지 않으면 봉을 일으켜 세워 준다. 이 조작으로 용융 풀의 녹는 상태를 조절 하여 작은 구멍을 일정한 크기로 유지하면서 진행한다.
② 제2층 비드 : 제1층 비드가 끝나면 슬래그를 슬래그 해머로 제거한 후 다시 와이어 브러시로 청소하고 제2층 비드를 만든다. 용접 전류는 φ3.2mm 봉일 때 100∼120A로 조정하여 작은 반달형 위빙을 하면서 제1층 비드의 표면을 충분히 녹이며 슬래그의 섞임에 주의한다. 이때, 아크 길이가 길어지면 용입 불량이나 슬래그의 섞임 생긴다.
출처: http://www.weldnet.co.kr
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※ 용접전후의 열처리
용접에 있어서 열처리란, 용접이라고 하는 고열, 고온의 작업 특성에 의하여 금속 내부에 발생되는 내부 응력과 조직의 변화, 그리고 외부 모재의 변형을 최소한으로 줄이는 작업을 말합니다. 한마디로 예열 작업은 그러한 내부 변화와 외부 변형을 적절한 작업과정을 통하여 최대한으로 줄이도록 용접전과 용접중 또는 용접후에, 용접부 및 그 주위에 일정한 온도를 유지시킴으로서 급격한 온도 변화에 의해 발생되는 내부응력의 제거와 금속조직의 균일화를 위한 작업을 말하는 것이죠.
열처리를 일반적으로 크게 분류하면,
- 금속의 경도를 증가시키기 위한 담금질(Quenching), 소둔(Tempering), - 인성증가의 풀림(Annealing) 및 불림(Normalizing)을 통하여 기계적 성질을 향상시키는 광의의 열처리
- 용접된 기기 및 구조물의 용접으로 발생되는 내부응력을 제거해서 용접 신뢰성을 향상시키는 응력제거(Stress Relieving)로 구분할 수 있습니다.
일반적으로 탄소 함유량이 0.3%이하인 탄소강은 용접할 때에 예열할 필요가 없지만, 인장강도가 70,000 PSI 이상인 탄소강은 200~450℉ 정도의 예열을 해 줍니다.
(1) 예열 (Preheating)
용접전 용접부를 일정한 온도로 가열하는 것을 말하는데 냉각속도를 지연시킴으로써 열 영향부에 미세한 경화조직이 발생하는 것을 막는 것입니다. 용접 직전 양쪽 모재의 최대 온도차가 100℉를 넘지 않게 하고 용접부 양쪽으로 최소 2''(50㎜)의 범위에 가스 버너 또는 전기 저항 가열기를 사용하여 균일하게 예열합니다. 예열부의 온도측정은 온도측정 크레용 (temperature indicating crayon)이나 접촉 고온계(contact pyrometer)를 사용합니다.
(용접하다가 모재가 식기전에 다시 용접작업을 계속하면 예열순서를 거치는 셈이 된다.)
(2) 유지(有持)온도 (inter-pass temperature) 용접 시공 중 용접부가 유지하고 있어야 할 온도 범위인데, 만약 용접 작업이 잠시 중단되는 경우에도 이 온도는 유지되어야 합니다.
그러므로, 용접 후 물을 뿌리거나 물에 담그는 일은 특별한 경우외에는 삼가는 것이 좋다. 용접열로 인하여 모재가 연철이 되어 쉽게 구부러지고 변형될 경우 어쩔 수 없이 열처리과정을 거쳐야한다. 용접후 열처리 할려면 용접열로 인하여 모재가 연철로 변한 정도를 어느정도 감지하여야 하지만 일반철의 경우는 가열 된 후 한번 또는 두 번 정도 물에 담그는 방법을 응용하면 되는 데, 용수철(스프링)의 경우는 매우 신중해야 한다.
모재를 용접할 때,용수철은 모두 제거해 놓고 용접해야 탄성이 유지된다. 만약 붙은 체 용접하여 열에 의하여 탄성이 없어졌을 경우에 한 하여 열처리를 한 번만 하면 좋을 것이다.강철은 잘못 물에 담그면 돌처럼 가루가 나버리기 때문이다.
(3) 후열처리(post weld heat treatment) 후열처리는 용접부가 경화되는 것을 막고 인성을 증가시키며 아울러 내부응력을 제거하기 위해서 용접후에 하는 열처리입니다. 응력제거(stress relieving)는 금속내부의 잔류응력을 제거하기 위하여 임계온도 아래의 온도로 가열상태를 유지시켜준 후에 서서히 냉각시킵니다.(급냉금지)