금속가공기술사 공부자료

[기술인]

용접중 피복제의 중요한 작용에 대하여 쓰시오

1.개요

금속 아크용접의 용접봉에는 비피복 용접봉(직류)과 피복 용접봉(교류)이 사용된다. 비피복 용접봉은 주로 자동용접이나 반자동 용접에 사용되고 피복 아크 용접봉은 수동 아크용접에 이용된다. 피복제는 여러기능의 유기물과 무기물의 분말을 그 목적에 따라 적당한 배합비율로 혼합한 것으로 적당한 고착제를 사용하여 심선에 도포한다. 피복제는 아크열에 의해서 분해되어 많은 양의 가스를 발생하며 이들 가스가 용융금속과 아크를 대기로부터 보호한다. 또한 피복제는 그 목적에 따라 조성이 대단히 복잡하고 종류도 매우 많다.

2.피복제의 역할

(1)대기중의 산소나 질소의 침입을 방지하여 용융금속을 보 호한다.

(2)아크를 안정하게 한다.

(3)슬래그를 생성하여 용접부의 급냉을 방지한다.

(4)용착금속의 탈산 정련 작용을 한다.

(5)용착금속에 필요한 합금원소를 보충한다.

(6)용적을 미세화하고 용착효율을 높인다.

(7)용착금속의 유동성을 좋게 한다.

(8)모재표면의 산화물을 제거한다.

(9)스패터를 적게 한다.

(10)절연작용을 한다.

3.피복제의 종류 및 성분

(1)아크안정제

1)기능:피복제의 성분이 아크열에 의해 이온화하여 아크전압을 낮추고 아크를 안정화시킨다.

2)성분:산화티탄(TiO2),규산나트륨(Na2SiO3),석회석,규산 칼륨

(2)가스발생제

1)기능:중성 또는 환원성 가스를 발생시켜 아크분위기를 대기로부터 차단보호하고 용융금속의 산화나 질화를 방 지한다.

2)성분:녹말,톱밥,석회석,탄산바륨(BaCO3),셀룰로오스

(3)슬래그 발생제

1)기능:용융점이 낮은 가벼운 슬래그를 만들어 용융금속의 표면을 덮어 산화나 질화를 방지하고 용융금속의 급냉을 방지하여 기포나 불순물 개입을 적게한다.

2)성분:산화철,석회석,규사,장석,형석,산화티탄

(4)탈산제

1)기능:용융금속중의 산화물을 탈산정련하는 작용

2)성분:규소철(Fe-Si),망간철(Fe-Mn),티탄철(Fe-Ti),알루 미늄

(5)합금첨가제

1)기능:용접 금속의 여러 성질을 개선하기 위해 첨가하는 금속원소

2)성분:망간,실리콘,니켈,구리,크롬,몰리브덴

(6)고착제

1)기능:용접봉의 심선에 피복제를 고착시킨다.

2)성분:물유리,규산칼륨(K2SiO3)

인발가공에 있어서 인발력에 영향을 미치는 요인들을 열거하고 설명하시오.

1.개요

소재가 Die를 통해 선재로 인발될때의 필요한 힘을 인발력이라하며 인발력의 일부는 다이에 의하여 재료에 압축하는 힘으로 변화하고 마찰력의 작용에 의해 인발변형이 진행된다.

인발력은 다이각,단면수축율,마찰계수,및 재료의 내력 등에따라 달라진다. 인발력의 측정은 드로우 벤치의 경우 스트레인식 게이지 장력계를 접촉시켜 측정되나 연속인발의 경우에는 다이에 압력게이지를 설치할 필요가 있다.

2.인발에 영향을 주는 요인

(1)다이각

1)단면수축율이 일정할 때 전단변형량은 다이각(2α)이 증 가하면 함께 증가한다.

2)역장력을 가하면 Die각의 영향은 작아지고 Die의 선택범 위도 넓다.

3)일반적으로 다이반각(α)은 4~8도이며,경도가 높은 재료 일수록 작은 값을 취한다.

(2)단면수축율

1)인발력은 단면수축율이 증가됨에 따라 증가한다.

2)단면수축율이 크면 공수는 적어지나 인발력이 커지며 단 면수축율이 작으면 다이의 면압이 높다.

(3)인발속도

1)저속의 경우 인발속도가 증가됨에 따라 인발력은 급속히 증가하나 속도가 어느 이상이 되면 인발력에 대한 속도 의 영향은 작다.

2)고속도에서는 마찰에 의해 선재 내부에 고온의 열이 발 생하고 내외부의 온도차에 의해 잔류응력이 발생된다.

(4)역장력

1)인발방향과 반대방향으로 가한 힘을 역장력이라 한다.

2)소재에 역장력을 가하면 인장응력은 증가하나 인발력에 서 역장력을 뺀 다이추력은 감소한다.

3)역장력의 장점

①마찰력이 감소되어 변형효율이 증대된다.

②다이면압의 감소로 다이수명이 증대된다.

③열발생이 적고 제품의 기계적성질이 개선된다.

④Die에 가까운 정확한 치수로 성형할 수 있다.

(5)마찰력

1)다이와 재료간의 마찰계수가 적을 수록 인발력은 감소함

2)윤활이 양호한 경우 마찰계수는 면압에 따라 다르나 일반적 으로 0.03~~0.06이며 윤활제와 윤활방법에 따라 다르다.

3.인발제품의 결함

(1)결함 형태

인발가공된 제품에 생기는 결함은 압출의 결함과 매우 유사 하며 특히 중심부 균열은 매우 비슷하다. 인발가공에서만 발 생하는 결함으로 심 결함이 있으며 이는 재료의 길이 방향으 로 생긴 흠집이나 접힌 자국이다.

(2)결함요인

결함요인도 압출의 경우와 동일하다.일반적으로 다이각이 크 고 1회당 단면추축율이 클수록 소재에 불순물이 많을수록 균 열이 생기기 쉽다.

금속재료의 기본적 강화기구 5가지를 쓰시오.

1.개요

금속의 강도를 높이는 방안에는 고강도 섬유를 첨가하는 등의 외인성 강화와 기지내에서의 변형에 대한 저항성을 변화시키는 내인성강화로 나눌 수 있으며 내인성 강화방안에는 가공경화,입계강화, 고용강화,석출경화,분산강화 등의 방법이 있다.

2.가공경화(변형경화)

(1)전위에 의한 강화를 가공경화라 한다.가공경화는 소성변 형에 의해 생성된 또 다른 전위들이 전위이동에 대한 중요한 장 애물로 작용되기 때문에 내적 강화기구라고 한다

(2)가공경화는 소성변형에 의한 전위밀도의 증가로 인한 강도의 증가이고,회복은 전위밀도의 감소 또는 전위의 재열로 인한 강도의 감소이기 때문에 서로 상반되는 작용을 한다. 이 상 반작용은 고온 크리프 현상을 이해하는데 중요하다.

(3)가공경화는 구조물 설계에 대한 안전계수에도 유익한 효과를 준다. 설계상의 주어진 구조물이 초과하중을 받게 되면 소성 변형을 일으켜 가공경화됨으로써 더 큰 강도를 갖게 된다. 재료가 가공경화를 일으키기 위해서는 소성 변형이 일어나야 하므로 구조물은 충분히 연성을 갖고 있어야 한다.

3.석출경화

동소변태가 일어나지 않는 비철합금에서 온도 강하시 합금성분 의 고용도가 감소하는 경우 이용되는 금속 강화법이다. (Al,Cu,Mg등을 모재로 하는 비철합금금속의 강화법)

합금성분이 기지내에 용해되어 고용체가 되도록 가열한후 급냉 시키면 고온조직이 그대로 유지되고 합금성분이 과포화 고용된 상태가 된다. 그 후 시효기간을 가지면 과포화된 합금성분은 고 용체로부터 석출되어 변형을 방해하는 키 역할을 함으로써 금속 이 강화된다.

4.고용체 강화

(1)기지의 원자가 이와 다른 부가적 성분과 고용체를 형성 하면 원자끼리 결합하여 원래와는 다른 성질을 갖게 되며 이 러한 상태는 기계적으로 분리가 불가능하다.

(2)원자들의 사이즈가 다르고 결정격자가 변형되어 있어 전위 이동에 대한 저항성이 커져서 강도,경도가 증대된다.

(3)고용강화의 정도는 용질 원자가 대칭응력장을 가지느냐 비대 칭 응력장을 가지느냐에 좌우되며 치환형 용질원자인지 침입 형 용질원자인지에 좌우되지 않는다.

(BCC철-비대칭격자→강화능력이 크다, FCC철-대칭격자→강화 능력이 작다.)

5.분산강화

(1)분말 금속에 불용성의 제2상을 부가하여 소결하면,저융 점 금속중에 고융점 금속입자가 분산하여 묻혀있는 재료가 된다.예컨대 Cu전극봉의 경화등이 분산경화를 이용한 금속강 화법의 한 예이다.

(2)전위의 이동을 방해하는 산화물입자를 첨가함으로써 합금을 강화시킬수도 있다.예컨대 알루미늄 기지에 Al2O3편입자를 첨가하면 융점이 가까운 온도에서 매력적인 강도를 얻을 수 있다.

6.입계강화(결정립 미세화)

(1)입계의 존재가 전위의 이동에 효과적인 장벽으로 작용하여 재료의 변형거동에 추가 영향을 미친다.

(2)결정립을 미세화하면 전위의 이동에 장벽이 더 생겨서 항복 강도가 상승된다.최종제품의 결정립을 3μm 정도 미세화하면 다른 물성의 저하없이 50%이상의 고강도화 특성이 얻어진다. 이를 해결하기 위한 기술로서는 재결정핵의 균일분포를 위한 주조기술,높은 변형축적에너지를 얻기위한 저온가공기술,미 세한 결정립을 형성시키기 위한 급속 급랭 열처리기술 등이 요구된다.

실루민의 개량처리에 대하여 설명하시오.

1.개요

Al-Si합금 용탕에 Na같은 제3원소를 극히 소량 가하는 것에 의해 강도,연성을 동시에 개량하는 방법으로 주철의 접종처리가 이에 속한다.개량처리로서 미세한 조직을 얻을 수 있고 기계적성질이 개선되는 효과가 있다.

2.필요성

Si는 Al에 있어서 가장 효능이 있는 원소이나 공정부근의 합금 을 서냉하면(사형주물) 초정으로 정출된 판상 또는 침상의 Si가 조대하게 석출되어 강도나 인성을 해치게 된다. Na0.05~~0.1%를 첨가하여 개량처리하게 되면 Na이 행생성 작용을 일으켜 판상 및 침상의 공정 Si를 미세하고 구형으로 변화시켜 강도 및 연신율을 상승시킨다.나트륨의 첨가로 공정온도는 577℃에서 564℃로 내려가고 공정조성은 11.7%에서 14%Si로 이동하기 때문에 14%Si을 함유한 과공정 합금이 개량처리후에는 공정합금처럼 응고한다.

3.기계적 특성 변화

대부분의 강은 연신율을 높이면 강도가 낮아지고 강도를 높이면 연신율이 낮아 지지만 Na개량처리한 Al합금은 연신율과 함께 강도가 상승하는 특징이 있다.(인성↑)

4.개량처리제의 종류에 따른 특징

개량처리제는 Na을 주로 사용한다. 최근에는 Sr,Sb도 사용되고 있으며,미세화 효과로는 Na>Sr>Sb 순서대로이다. Sr에 의한 개량처리시 Na보다 지속성이 우수하고 페이딩,도가니 열화 문제가 적어 Na대신 많이 사용되고 있다.

석출경화에 대해 자세히 설명하시오.

1.개요

동소변태가 일어나지 않는 비철합금에서 온도 강하시 합금성분의 고용도가 감소하는 경우 이용되는 금속 강화법이다.(Al,Cu,Mg등을 모재로 하는 비철합금금속의 강화법)

합금성분이 기지내에 용해되어 고용체가 되도록 가열한 후 (용체화처리)급냉시키면 고온 조직이 그대로 유지되고 합금성분이 과포화 고용된 상태가 된다. 그 후 시효기간을 가지면 과포화된 합금성분은 고용체로부터 석출되어 변형을 방해하는 키 역할을 함으로써 금속이 강화된다.

2.시효현상

(1)용체화 처리

그림에서 B금속을 b%함유한 합금을 T3까지 가열하여 유지시키 면 균일한 고용체가 형성된다.(용체화처리)

(2)담금질

용체화처리후 T1까지 급냉하면 (b-a)%만큼 과포화된 고용체의

상태가 된다. 이와 같은 담금질 직후의 석출이 발생되지 않은 상태는 어닐링 상태보다 연하여 교정,성형,기계가공이 용이하 다. 거의 모든 시효 경화성 재료에서는 저온을 유지하여 석출

을 억제할 수 있으므로 생산면에서 중요한 성질이 된다.

(3)인공시효

과포화 고용체는 B금속을 석출하려는 경향을 가지므로 조금

가열하여 온도를 올려주면 B금속원자는 확산을 일으켜 석출한

다. 이때 가열온도는 포화 용해 온도인 T2이하로 한다.

(4)자연시효

A금속의 용융점이 낮은 경우 가열 없이 상온에서도 오랜시간

경과후 석출되는 경우가 있다.

(5)과잉시효

석출후 서로 뭉치게 되어 입자의 크기가 커지게 되면 점차

경도가 커진다. 그러나 석출입자의 치수가 어느 임계치수를

넘으면 오히려 경도가 작아지는데 이를 과잉시효라 한다.

(6)위의 예와 같이 석출하는 상이 순수한 B금속이 아닌 금속간

화합물일 경우에는 석출에 의한 경화는 현저하다.

(7)변형 시효경화

다른 방법으로 시효경화되지 않는 어떤재료는 소성변형을 받

을때 시효경화하는 경우가 있다. 수단계의 Deep Drawing이나

인발 판의 냉간 압연시 변형시효는 중대한 장애가 되므로 재

료의 선택시 주의해야 한다.

3.석출경화의 응용

(1)Al합금 리벳의 경우 용체화처리후 담금질하여 냉장고에 보관

하여 석출을 저지한다. 이러한 상태의 리벳은 연성이 풍부하

여 작업이 용이하다. 그 후 시효경화되면 경도,강도가 증가함

(2)석출경화는 동소변태를 일으키지 않는 Al,Cu,Mg등의 비철금

속을 모재로 하는 합금의 경화에 이용되며 온도저하에 따른

합금성분의 고용도의 감소가 필수적인 조건이다.

불활성가스 아크용접의 원리와 장점을 쓰시오.

1.개요

불활성가스 아크용접은 고온에서도 금속과 반응하지 않는 불활성가스인 Ar,He을 공급하면서 그 분위기에서 텅스텐 또는 금속 전극과 모재사이에 아크를 발생시켜 용접하는 방법이다.

불활성가스로 인해 대기 중의 산소나 질소의 영향을 받지 않으며 합금강,특수강,Al합금,Mg합금과 같이 종래의 용접이 곤란했던 금속의 용접이 용이해졌다.

2.특징

(1)용제를 사용하지 않으며 Slag발생이 없다.

(2)청정작용으로 대체로 모든 금속의 용접이 가능하다.

(3)아크가 안정되고 스패터나 합금원소의 손실이 적다.

(4)전자세 용접이 가능하다. 조작이 쉽다.

(5)열의 집중이 좋아 용접능률이 높다.

(6)용접가능한 판의 두께가 다양하다.

(7)언더컷 발생이 적다.

(8)가스와 용접장치의 가격이 비싸다.

3.불활성가스 텅스텐 아크 용접 (GTAW,TIG)

(1)텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시키고 별도로 용가

제를 아크열로 융해하면서 용접하는 것으로 일반적으로 TIG

용접이라 한다.

(2)텅스텐을 거의 소모하지 않으므로 비소모식 또는 비용극식

불활성가스 아크 용접법이라고도 한다.

(3)용접 전류는 직류 또는 교류가 사용되며 직류용접은 극성효

과가 있고 교류용접은 정극성과 역극성의 중간 형태로 된다.

(4)전극이 모재와 직접 접촉하지 않아도 아크가 발생할 수 있

도록 고주파 아크 발생장치 회로를 용접회로에 중첩시켜 사

용한다.

(5)직류 역극성 용접에서 Ar가스를 사용하면 이온이 강하게 표

면을 충격시켜 청정효과가 있으므로 알루미늄과 같은 재료의

용접이 가능하다.

4.불활성가스 금속 아크 용접 (GMAW,MIG)

(1)용가제인 전극 와이어가 아크열에 의해 계속 소모되므로 소

모식 또는 용극식 불활성가스 아크 용접법이며,MIG용접이라

불린다.

(2)불활성 가스와 전극 와이어가 연속적으로 공급되면서 불활성

분위기 중에서 아크가 발생되며 이때의 전원은 직류이고 모재

를 음극으로 하는 역극성(DCRP)을 사용한다.

(3)용접장치는 아르곤 및 냉각수 공급장치,금속와이어를 일정한

속도로 송급하는 송급장치 및 제어장치로 구성이 되어 있으며

정전압 특성이다.

(4)전류밀도가 TIG의 2배,피복아크 용접의 6배 이상으로서 용접

속도가 빠르고 용적이 미세하다.

5.용도

(1)경합금 용접:알루미늄 합금,마그네슘 합금

(2)특수강 용접:내열강,내식강

(3)이종금속용접

(4)구리 및 동합금의 용접

알루미늄 합금의 주조시 기공의 원인이 되는 H2가스를 제거하기 위한 방법을 기술하시오.

1.개요

용탕속에 가스가 어느정도 함유하고 있느냐에 따라서 주물의 품질이 크게 영향을 받는다. 이때의 가스는 수소(H2),산소(O2)및 질소가 대부분이며 이로인해 발생하는 주물의 결함에는 핀홀, 기포 산화물계통의 개재물 등이 있다.이른 종류의 가스를 잘 조절하여 사용하면 정련과정에서 유리한 역할을 할 뿐만 아니라 오스테나이트의 안정화,흑연화 속도의 변화를 부여할 수도 있는 것이다.

2.가스의 근원

(1)수소

1)용해원 재료 중의 수분,수산화물,유기물(녹)

2)노내분위기 중의 수소,수분

3)노내 첨가물에 부착 또는 함유하는 수소,수분,유기물

4)노로부터 출탕시 주형에의 주탕시의 분위기 중의 수분,수소

5)노,레이들,주형 중의 수분

(2)산소

1)용해원 재료 중의 산화물(녹)

2)정련시에 사용하는 산화제

3)노내 분위기 중의 산소

4)노로부터 출탕시 주형에의 주탕시의 분위기 중의 산소,수분

5)노,레이들,주형의 내화제

(3)질소

1)용해 원재료 중의 질소

2)노내 분위기 중의 질소

3)노로부터 출탕시 주형에의 주탕시의 분위기 중의 질소

3.가스 흡수를 방지하기 위한 방법

(1)슬래그를 형성시켜 분위기와의 접촉을 차단하는 법

(2)불활성 분위기 또는 진공을 이용하는 법

(3)가스의 흡수를 감소시키기 위한 저온용해 및 주입

(4)제재,교반 및 옮김 등의 용탕처리를 가급적 적게 한다.

4.탈가스법

(1)불활성 가스 취입법

(2)진공 탈가스법

(3)탈가스제 사용법

(4)재 용해법

강제품을 담금질할 때 표면에 얼룩이 발생하였다.이러한 얼룩의 발생 원인과 대책에 대하여 설명하시오.

1.개요

국부적으로 담금질이 부족하여 생긴 연화부분으로써 결정상 트루스타이트다. 노내의 온도분포, 가열온도 및 가열시간이 부적절할 때 균일한 가열이 이루어지지 않거나 냉각속도가 차이가 날 때 발생된다.

2.담금질 얼룩의 원인

(1)가열온도 부족 및 균일한 가열 안됨.

(2)기포등에 의한 냉각 지연

(3)탈탄

(4)냉각액 선택 잘못

(5)재료 선택의 잘못

(6)표면의 스케일 또는 이물질(기름)

(7)교반부족

3.연점 방지책

(1)탈탄 방지 및 제거후 담금질 실시

(2)적절한 온도 분포,가열시간 등을 채용한다.

(3)균일한 냉각이 되도록 충분히 교반하거나 분수담금질한다.

(4)적당한 강재 선택(킬드강,합금강)→열처리성 좋은 소재

(5)표면 스케일 제거,이물질 제거후 담금질 실시

서브머지드 아크용접의 원리와 장점을 쓰시오.

1.개요

비피복 용접봉인 전극 와이어가 계속 공급되면서 피복제의 역할을 하는 입상의 용제를 용접봉과 모재 사이에서 공급하면서 아크를 발생시켜 용접하는 자동금속 용접법이다.

서브머지드 용접은 아크가 용제 내에서 발생되어 보이지 않기 때문에 잠호용접 이라고도 하며 상품명은 링컨용접,유니온멜트 용접등이 있다.

2.특징

(1)장점

1)일정한 조건하에서 용접이 이루어지므로 용접이음의 신뢰도

가 높다.

2)자동 용접의 일종이므로 용접속도가 빠르다.

3)열에너지의 손실이 적고 용입이 매우 깊다.

4)용접홈의 크기가 작아 모재의 소비가 적다.

5)용접 변형이나 잔류응력이 적다.

6)후판,박판의 용접이 가능하다.

7)대전류의 사용으로 용융속도가 빨라 고능률 용접이 가능하다

(2)단점

1)아크가 보이지 않아 용접부의 적부 확인이 어렵다.

2)용입이 깊으므로 용접홈의 가공 정밀도가 좋아야 한다.

3)대체로 아래보기 용접 외에 용접은 곤란하다.

4)입열량이 크므로 결정립이 조대화하여,충격값이 낮아지기 쉽

다.

5)설치비가 많이 든다.

3.용도

선박,강관,압력탱크,교량,차량,철골구조

4.용접장치 및 용접용 재료

(1)용접장치

1)와이어 송급장치

롤러의 회전에 의해 와이어를 접촉팁을 통해 송급하며 와이

어 끝과 모재사이에서 아크를 발생시킨다.

2)전압제어기

전압을 일정하게 하며 송급속도 및 아크길이를 조정한다.

3)용제호퍼

용제를 호스를 통해 공급하는 장치이며 와이어보다 앞에 위

치하여 용접선에 용제를 살포한다. 용제는 용융되어 도체의

성질을 띠며 용융되지 않은 용제는 진공 회수 장치에 의하여

회수되어 다시 사용한다.

4)용접전원

전원으로는 직류와 교류가 있으며 교류쪽이 설비비가 적고

자기 불림이 없어 유리하다.

5)주행대차

용접헤드인 와이어 송급장치,접촉팁,용제호퍼를 싣고 가이드

레일 위에서 용접선에 평행하게 이동시킨다.

(2)용접용 재료

1)와이어

①와이어는 망간 함유량과 몰리브덴 함유량의 다소에 따라 고

망간계,중,저망간계 와이어 및 망간 몰리브덴계 와이어로

분류하며 코일 모양으로 감은 것을 사용한다.

②와이어의 지름은 2.4mm~7.9mm범위의 것이 많이 쓰이며 보통

와이어의 표면은 접촉팁과의 전기적 접촉을 원활하게 하고

녹을 방지하기 위하여 구리 도금한다.

2)용제

①용융형 용제

가장 많이 사용되는 것으로 조성이 균일하고 흡습성이 작다

용제는 규산,산화망간,산화바륨,석회석등의 피복제 성분을

혼합하여 용융한 다음 유리상태로 하여 분해한 것이며 일반

적으로 입도가 작을수록 용입이 얕고 너비가 넓은 깨끗한

비드가 형성된다.

②소결형 용제

원료 광석 분말과 탈산제 ,용착금속에 대한 합금원소 등을

함유시켜 원료가 용해되지 않을 정도로 낮은 온도에서 작은

입도로 소결하여 만든 것으로 금속의 화학성분,기계적성질

을 쉽게 조절할 수 있다. 큰 전류에서도 비교적 안정된 용

접을 할 수 있으며 연강은 물론 저합금강,스테인레스강,고

장력강의 용접에 적합하다.소결형용제는 300~500℃에서 소

결한 저온 소결형과 750~1000℃정도의 비교적 높은 온도에

서 소결한 고온 소결형으로 분류하며 저온소결형은 보통 본

드 용제라고 한다.

모실모형 주조법에 대해 간략히 설명하시오.

1.개요

소실모형 주조법이란 포장제,단열제 등으로 널리 사용되는 스티로폼을 얻고자 하는 주물 형상으로 성형한 다음 이것을 건조한 모래 중에 진동을 가하면서 매립하고,이 스티로폼 모형에 용탕을 직접 주탕하면 용탕의 열에 의해 모형은 기화하여 소실되고 그 자리에 용탕이 들어감으로 인해 동일한 형상의 주조품이 얻어진다

2.특징

(1)장점

1)주물사에 점결제가 들어 있지 않으므로 폐주물사의 발생이

없다.

2)어떠한 재질 형상의 주조품이라도 주조가 가능하다.

3)대량생산,소량생산에 모두 가능하다.(차세대 주조기술)

4)자동화가 용이하다.(공정이 단순)

5)치수 정밀도가 기존의 사형 주물에 비해 매우 우수하다.

6)숙련공이 필요 없다.

7)역구배 주물도 주형분할없이 조형이 가능하므로 기존의 2조

각 이상의 분할에서 일체형으로 주조할 수 있으므로 설계의

자유도가 높다.

8)코어의 제작이 필요없다.

(2)단점

1)모형의 녹은 스크랩이 사형내에 잔류한다.(사형내 표면손상

발생)

2)유기용제에 의해 사형자체의 강도가 저하하고 사형내 표면의

모래가 다소 붕괴되기도 한다.

3)블로우 홀이 발생한다.

3.블로우홀 방지대책

(1)하부게이트를 적용하여 블로우 홀 발생을 억제

(2)가스빼기 구멍을 많이 설정

(3)주물사를 구분 사용한다.

(4)주입속도를 천천히 해야 한다.

탄소강의 청열취성에 대해 간단히 설명하시오.

1.개요

탄소강을 가열하거나 냉각시 200~300℃정도에 이르면 상온일때보다 경도와 강도는 증가하나 연신율이 저하되는 현상이 발생되며 이로 인해 취성이 발생되어 지는데 이를 청열메짐이라고 한다.

청열메짐은 질소,또는 탄소강중의 C의 석출에서 기인한다.

2.예방대책

질소가스와 같은 강재를 경화시키는 가스를 배제 시키고 취성발생범위인 200~300℃ 구간을 급냉시켜 피해간다. 이구간에서는 소

성가공을 피하는 것이 좋다.

직경 100mm인 빌렛을 압출하여 직경20mm인 봉재를 제조하였을때의 압출비를 구하시오

압출비(ɤ)=Lf/L0=Af/A0 πx20²/4 20² 1

L0:처음길이 --------- = ------ = ----

Lf:압출 후 길이 πx100²/4 100² 25

A0:처음단면적

Af:압출후 단면적 ∴ 25:1

소결법의 원료분말로써 합금분말을 만드는 방법인 아토마이즈법을 간략하게 설명하시오.

용융금속을 작은 구멍으로 통과시키면서 불활성가스나 공기물제트를 분사시키면 용탕이 흩어지면서 냉각되어 고체의 금속분말이 얻어진다.또다른 방법은 불활성 가스로 채워진 챔버에서 소모성 전극봉을 빠르게 회전시키는 방법등이 있다.

저압주조법을 원리,장점,단점을 중심으로 설명하시오.

1.개요

밀폐된 도가니에 압축공기 또는 불활성가스를 불어넣고 용탕면에 1기압 이하의 작은 압력을 가하여 용탕과 주형을 연결하는 급탕관을 통해서 용탕을 중력 반대 방향으로 밀어 올려서 주입시키는 주조방법이며 때로는 주형내의 공기를 빨아내는 진공펌프가 사용된다.저압주조법은 다른 주조법과는 달리 쇳물을 주입하는 방향이 중력과 반대방향이며 주입속도를 조절할 수 있다.일반적으로 Al,Mg등의 경합금 주조에 사용된다.

2.특징

(1)장점

1)압탕,탕구등이 없으므로 회수율이 90%이상으로 높고,주조후 끝손질이 줄어든다.

2)가공이나 수축공이 적은 건전한 주물을 얻을 수 있다.

3)용탕의 산화가 적고 산화물의 혼입이 적기 때문에 깨끗한 주

물이 된다.

4)주입속도를 자유로이 조절할 수 있다.

5)복잡하거나 얇은 주물,또는 대형 주물의 주조가 가능하다.

6)설비비가 비교적 적고 기계조작을 자동제어로 할 수 있다.

(2)단점

1)생산성이 낮다.(다이캐스팅의 20~40% 정도)

2)금속의 종류에 제한이 있다.(저융점 금속)

3)단면이 좁은 곳에서는 용탕의 공급이 잘되지 않는 경우가 있

다.

3.주조장치 및 작업

(1)주조장치

1)금형 개폐 장치

2)쇳물 보유 장치

3)공기 가압 제어장치

(2)금형

일반적인 금형과 거의 같으나 탕도나 압탕이 필요없으며 재질

은 보통 주철,미하나이트 주철이 일반적으로 사용된다.

Co2주형,셀몰드주형,흑연주형도 사용할 수 있다.

(3)주조 작업 공정

1)도가니,급탕관,금형에 도형제(탄산칼슘,규산나트륨 수용액)

를 도포한다.

2)금형을 조립한다.

3)압축공기의 압력에 의해 금형안에 용탕을 주입한다.

4)일정시간 가압 후 압력을 제거해서 급탕관내의 쇳물은 도가

니내로 되돌아온다.

5)금형을 해체해서 제품을 완성한다.

(4)작업 영향 요인

1)용탕온도

용탕온도의 편차가 크면 난류의 원인이 되어서 기공이 발생

되기 때문에 급탕시에는 용탕온도 관리를 잘해야 한다.

2)주입압력

주입 압력은 일반적으로 0.1~0.5Kg/cm²의 범위에서 가해 주며

주입압력이 낮을 경우에는 용탕의 주입이 불량하게 되고 압력

이 너무 높을때에는 모래코어의 파손이나 가스빼기 불량의 원

인이 된다.

3)주입시간

용탕온도와 금형온도에 따라 최적의 주입시간을 선택해야 하

며 안정된 사이클의 주조에서는 주입시간이 일정하다.

보통 2~8분의 범위에서 주입한다.

주조에서 접종을 간략히 설명하시오.

1.개요

용탕을 주형에 주입하기전에 Si,Fe-Si,Ca-Si등을 첨가하여 주철의 재질을 개선하는 방법을 접종이라 한다. 접종을 함으로써 기계적 강도를 높이고 조직의 개선,냉금의 방지,질량효과 개선 등을 얻을 수 있다.

2.접종제의 종류

(1)Fe-Si

가장 많이 사용한다.(규소 75%)

(2)Ca-Si

미하나이트 주철의 접종제로 사용(규소60%,Ca30%)

3.접종의 목적

(1)얇은 주물의 칠(Chill)방지

(2)강도의 개선

(3)재질을 균일하게 한다.

(4)페라이트의 석출을 돕는다.

4.접종제의 입도

접종효과는 접종제와 용탕과 반응하는 정도에 따라 대체로 결정되므로 표면적이 클 경우 용탕과의 접촉면적이 크게 되어 반응이 잘 나타나고 효과가 뚜렷하다. 표면적은 입도가 미세할수록 크기 때문에 접종제는 미세할수록 좋으나 너무 작을 경우 용탕과 반응하기 전에 산소와 반응한다거나 슬래그에 쌓여서 용탕과 반응하지 못하거나 용탕위에 떠서 오히려 효과가 떨어진다.

6~12mesh가 가장 적당하다.

5.접종온도

용탕온도와 접종효과는 긴밀한 관계를 갖고 있는데 접종효과를 충분히 발휘하기 위해서는 접종을 가급적 높은 온도(1400℃이상)에서 발휘하는 것이 좋다.

6.접종방법

(1)출탕하면서 출탕구에 접종

(2)레이들 바닥에 놓은 다음 출탕

(3)주탕 직전 레이들 표면에 뿌리는 방법

(4)레이들 바닥에 놓고 운반용 레이들로부터 다시 옮기는 방법

(5)출탕할 때 일괄 투입

(6)주입용 레이들 입구에 봉 또는 선으로 만든 접종제를 공급하

는 방법

(7)탕도 또는 탕구 안에서 접종하는 방법

롤이나 베어링 내,외륜 등은 단면전체를 경화시키는 것보다 고주파경화법 등의 표면경화법이 권장되고 있다. 그 이유를 간단히 쓰시오.

1.개요

기계부품이나 자동차부품등에는 커다란 가압이라든가 충격 등이 가해지는 것이 많다. 그중에서도 기어,캠,캠샤프트 등은 그 대표적인 것이다. 이들 강 제품은 내마모성과 인성이 함께 요구된다. 그러기 위해서는 강제품의 표면만을 굳게 하고 내부는 부드럽고도 또한 인성을 지킬만한 방법이 필요하게 된다. 이 방법을 표면 경화법이라고 하며 표면경화의 결과 표면은 내마모성과 경도가 높아지고 내부는 인성을 유지하면서 강도를 유지하게 된다.

2.표면경화법의 종류

(1)침탄법(고체침탄,액체침탄,가스침탄)

(2)질화법(가스질화,액체질화,이온질화,침탄질화)

(3)고주파 담금질법

(4)화염 담금질법

(5)방전 경화법

(6)금속 침투법(세라다이징,크로마이징,칼로라이징,보로나이징,

실리코나이징)

확산 혹은 상변태를 이용하지 않고 금속표면에 박막을 형성시킬 수 있는 표면처리법을 2가지 이상 쓰시오.

1.개요

가스반응 및 이온 등을 이용하여 탄화물,질화물 등을 기판에 피복하여 간단한 방법으로 표면 경화층을 얻을 수 있는 것으로서 가스 반응을 이용한 CVD와 진공중에서 증착하거나 이온을 이용하는 PVD로 대별되며 공구 등의 코팅에 사용된다.

2.CVD(화학증착법)

(1)원리

1)가스도금,증기도금 등으로 불리며 가스 반응을 이용하여 탄

화물,질화물 등을 기판에 피복한다.

2)증착하려는 물질의 휘발성염을 기화실에서 가열 기화후 이것

을 캐리어가스(수소,질소,아르곤)와 혼합하여 도금실에 보내

고 균일하게 고온으로 가열된 모재표면과 접촉하여 피복 물

질을 석출한다.

3)코팅온도 및 처리강종에 따라 다르지만 약 2~4시간 내에 5~

15μm의 코팅층이 형성된다.

(2)특징

1)장점

①석출층의 종류가 많아 금속 산화물,질화물,산화물 등을 피

복할 수 있다.

②균일한 코팅층을 얻을 수 있다.

③석출속도가 비교적 빠르고 두꺼운 피복이 된다.

④밀착성이 좋고 핀홀이 적다.

⑤PVD에 비해 장치가 간단하고 복잡한 형상의 소재도 피복이

가능하다.

2)단점

①소재를 1000℃이상의 고온으로 가열처리하여 소재가 제한되

고 변형발생이 있다.

②큰 도금 면적을 얻을 수 없다.

③담금질과 뜨임을 해야 한다.

3.PVD(물리증착법)

(1)이온 플레이팅

1)원리

진공 용기 내에서 금속을 증발시키고 기판에 음극을 걸어 주

어 글로우 방전이 발생되면 증발된 원자는 이온화되며 가스이

온과 함께 가속되어 기판에 충격적으로 입사하여 피복시키는

방법이다.

2)특징

①피막의 밀착성이 매우 우수하고 치밀하다.

②코팅온도가 낮으므로 열에 의한 영향이 없다.(500℃)

③여러 종류의 화합물 피막을 얻을 수 있다.

④구멍의 내면 등은 피복이 곤란하다.

(2)스퍼터링

1)원리

높은 에너지를 갖는 입자가 Target에 충돌하면 이곳으로부터

원자가 튀어나오는 현상을 스퍼터링이라 한다. 진공의 Ar⁺이

타깃(-)에 충돌하고 이 이온 충격에 의해 튀어나온 원자가

(+)극인 모재 기판에 붙어 박막이 형성된다.

2)특징

①박막 자체의 기능을 이용한 분야에 이용된다.

②밀착성의 문제로 금형 등의 이용에는 어려움이 있다.

③모재의 내마모성,내열성,내식성,장식성을 향상시킨다.

(2)진공증착

진공중에서 금속을 가열 증발시켜 기판에 부착시키는 방법으

로 광학부품,전자부품에 응용되고 있으나 표면경화를 목적으

로는 사용하지 않는다. 증착속도는 매우 빠르나 증착막이 별

로 균일하지 않으며 밀착성도 가장 열악하다.

4.CVD 및 PVD의 비교

구 분	CVD	PVD
원리	가스에 의한 화학적 코팅	이온 등에 의한 물리적 코팅
코팅물질	TiC,TiN,TiCN,Al₂O₃	CVD와 동일
처리온도	보통 1000℃이상	보통 500℃이하
모재와의밀착성	밀착성이 우수하다.	CVD보다 다소 떨어짐
모재형상	형상에 제약 없다.	복잡한 형상 불가능
처리모재	초경합금 및 그 이상의 내열성재료	고속도강,은납땜공구,초경합금 등
후처리	처리후 담금질 뜨임 필요	불필요함
변형	변형발생 가능성이 있다.	CVD에 비해 적다

5.대표적 코팅물질의 특성

(1)TiCN

1)특성

①저온 영역에서 경도가 높다.

②초경모재와의 밀착강도가 높다.

③높은 내마찰 마모성을 갖는다.

2)적용 효과

①초경모재와 표층코팅의 중간에 코팅하여 높은 밀착 강도를

갖게 하며,코팅층의 박리를 방지한다.

②내마찰,마모성이 높고,릴리프 면의 마모를 개선한다.

(2)TiN

1)특성

①강재와 친화성이 없다.

②강재와 마찰계수가 낮다.

③윤활작용이 있다.

2)적용효과

①팀의 가장 표층에 코팅함으로서 칩이나 공작물과의 마찰저

항을 줄이고,칩의 흐름을 원활하게 하는 동시에 발열마모를

경감시킨다.

②구성인선의 발생을 억제하여 용착이나 치핑을 방지한다.

(3)Al₂O₃

1)특성

①고온 경도가 높다.

②고온하에서도 화학적으로 안정되고 다른 물질과 잘 반응하

지 않는다.

2)적용효과

고절삭시 발생하는 열에 대하여 화학적으로나 물리적으로도

내성을 가지며 강재가공시의 크레이터 마모나 주철가공시의

플랭크 마모에도 높은 항력을 발휘한다.

소모성 전극봉과 비소모성 전극봉의 공통점과 차이점을 간략하게 쓰시오.

1.개요

아크용접은 모재와 전극봉 사이에 전압을 걸어 주어 이때 생기는 열로 모재와 용가재를 녹여 접합하는 방법이다. 전극봉은 소모성 전극봉(용극식)과 비소모성 전극봉(비용극식)이 있으며 소모성 전극봉은 용접시 전극봉이 계속 공급되면서 녹아 없어지고 비소모성은 전극의 소모가 발생되지 않는다. 소모성 용접봉은 주로 CO₂용접,MIG용접,피복아크용접등에 사용되며 비소모성 용접봉은 TIG용접,원자수소 용접,플라즈마 용접 등에 사용된다.

2.공통점

(1)아크용접에 사용된다.

(2)전류를 전달하는 역할을 한다.(아크발생)

(3)극성에 따른 용접효과가 같다.

3.차이점

(1)용극식 전극봉은 전극 소모가 연속적으로 이루어지나 비용극

식 전극봉은 전극봉의 소모가 없다.

(2)용극식 용접봉은 피복제나 용접봉내에 각종 용제를 첨가할

수 있으나 비용극식 용접은 아크만 발생시킨다.

(3)용극식 용접봉은 작업속도가 빠르고 용입이 깊고 비용극식

용접은 입열 조정이 용이하기 때문에 박판용접에 좋다.

(4)용극식 전극봉은 주로 철금속의 용접에 사용되며 비용극식

전극봉은 비철금속(알루미늄,마그네슘,구리 등)의 용접에 많

이 사용된다.

고속도강의 열처리법으로서 언더하드닝을 간략하게 쓰시오.

일반적으로 절삭공구의 담금질 온도로서는 내열,내마모성이 중요시 되는 호브,바이트등은 비교적 고온측의 온도가 유리하며 한편,인성이 필요한 금속톱,탭,펀치 등은 저온측의 온도에서 담금질하는 것이 좋다. 펀치 및 다이스의 경우 큰 충격 및 면압이 걸림으로서 담금질 온도보다 낮은 1200℃ 이하의 온도가 채용된다.

이것을 언더 하드닝(Under Hardening)이라 하며 냉간 충격 가공용으로 사용될때 인성을 높이는 처리 방법이다.

자동차용 판재가공에서 모양과 크기가 다른 판재 조각을 용접한 후 용접판재를 성형하여 최종형상으로 만드는 공법이 확산되고 있는데 이때 적용되는 용접법의 이름을 쓰시오.

(테일러드블랭킹)

자동차 공업의 중요한 생산기술의 하나로 TB기술을 적용함으로서 차체 경량화와 구조적 강성을 동시에 향상시킬 수 있다.

이는 서로 다른 두께와 조성을 가진 각각의 편평한 블랭크를 접합하여 만든 복합된 특성을 가진 하나의 강판을 의미한다.

TB의 방법에는 mash seam용접,laser용접,고주파 유도용접이 사용되며 mash seam용접과 laser용접을 비교하면 다음과 같다.

구분	mash seam TB	laser TB
장점	저가의 장비	용접속도가 빠르다.
	작은부품에 유리하다.	곡선 용접이 가능하다.
	요구되는 절단면의 직선도 낮다	용접부가 좁다.
	요구되는 절단면의 수직도 낮다.	두께 증가 없어 외판에 사용가능하다.
	요구되는 판재 편평도 낮다.	대면적 넓은 부품에 유리하다.
단점	곡선 용접이 어렵다.	laser beam focusing 요구
	용접부 두께증가에 의하여 성형성이 문제가 된다.	접합부의 청결한 단면 필요
	Planishing시 용접부경도 증가하여 성형성저하→경우에 따라 후열처리가 필요하다.	도금강판 용접시 Zn에 의한 렌즈 손상
	용접부가 넓다.	판재의 정밀한 평면도 요구
		under - cut

용접부 결함 중에 은점에 대하여 간략하게 정의하고 결함방지법에 대하여 간략하게 설명하시오.

1.정의

용창금속의 인장 또는 굽힘 시험편의 파단면 작은 원형의 홈이 그 둘레에 취성이 발생되어 산화되지 않아 은백색의 점으로 나타난 것.

2.원인

용해중에 흡수된 수소가 응고시에 비금속 개재물이나 기포에 모여들어 냉각됨에 따라 고압이 발생되어 취화됨.

3.방지 방법

(1)저수소계 용접봉을 사용한다.

(2)과대한 전류를 사용하지 말고 arc길이를 너무 길지 않도록

한다.

(3)모재의 청결 및 용접봉을 건조하여 사용한다.

(4)weaving 폭을 넓지 않도록 관리한다.

판재성형 공정에서 스프링백을 제거하려고 한다. 현재 금형형상을 바꿀 수 없는 입장이라면 소재선정 및 프레스 작업조건 변경측면에서 제어방법을 설명하시오.

1.개요

소성변형에 의해 재료는 굽혀지나 탄성변형도 있으므로 외력을 제거하면 원래의 상태로 되돌아가려는 성질을 스프링백이라 한다. 특히 외측에 인장응력,내측에 압축응력이 작용하는 굽힙가공에서 그 현상이 심하며 탄성한도가 높고 경한 재질일수록 스프링백의 양이 크다. 스프링백을 재질,작업조건,금형구조 등의 여러 가지 조건에 영향을 받는다.

2.스프링백 현상

(1)재질의 영향

탄성한도,인장강도가 높은 재질일수록 스프링백은 크고 연성

이 큰 것일수록 가공성이 좋고 스프링백도 작으므로 필요에

따라 풀림열처리를 실시한다.

(2)굽힘 반지름의 영향

보통 판두께에 대한 굽힘 반지름의 비가 커질수록 스프링백의

양이 크고 굽힘반지름이 작을수록 작다. 따라서 가능한한 최

소 굽힘반지름에 가깝게 굽힘가공하는 것이 필요하다.

(3)다이 어깨폭의 영향

다이 어깨폭이 작아지면 스프링백의 양은 증가하여 제품각도

의 불균일이 많아지고 어깨폭이 넓으면 스프링백 양이 작아지

나 형상불량이 나타난다. 같은 어깨폭에 대해서는 굽힘 반지

름이 크면 클수록 스프링백이 증가되며 대체로 어깨폭/판두께

비가 8이상되면 거의 일정한 값으로 작아진다.

(4)패드 압력의 영향

V굽힘시에는 대체로 사용하지 않지만 U굽힘시에는 패드 압력

을 이용하여 스프링백이 적도록 한다.

3.스프링백의 양

(1)경도가 높을수록 탄성한도가 높을수록 커진다.

(2)같은 판재에서 굽힘 반지름이 같을때는 두께가 얇을수록 커

진다.

(3)같은 두께의 판재에서는 구부림 반지름(R)이 클수록 크다.

(4)같은 두께의 판재에서는 구부림 각도가 작을수록 크다.

4.스프링백 방지법

(1)V굽힘 금형인 경우

1)펀치 각도를 다이 각도보다 작게하여 과굽힘을 한다.

2)굽힘판의 중앙반지름에 강한 압력을 가하기 위해 다이에도

반지름을 붙인다.

3)펀치 끝에 돌기를 설치하여 Bottoming에 의해 압력을 집중시

킨다.

(2)U굽힘 금형인 경우

1)펀치 측면에 Taper를 3~5˚준다.

2)펀치 밑면에 돌기를 설치하여 Bottoming시킨다.

3)다이 어깨부에 Rounding을 붙이거나 Taper를 붙이는 방법으

로 스프링고에 효과가 있다.

4)굽힘 밑면의 탄성회복에 의한 스프링백을 없애는 방법으로서

펀치 밑면을 오목하게 하고 쿠션을 받친다.

5)굽힘 반지름부에 면압력을 가하는 방법으로 펀치와 다이의

틈새를 작게하여 제품측면에 아이어닝을 가한다.

6)다이 측면을 hinge에 의한 가동식으로 과굽힘한다.

7)패드 압력의 조정을 통하여 스프링백과 스프링고를 상쇄시킨

다.

5.결론

금형을 바꿀 수 없는 상황이므로 스프링백이 적은 연한 소재를 선택해야 하고 경도가 높을 경우에는 풀림처리를 통하여 재료를 연화시켜 준다. 고온에서 작업하는 방법도 스프링백을 줄여 줄 수 있다.

마찰용접에 대해 간략하게 설명하고 다른 용접법에 비하여 어떤 장점이 있는지를 설명하시오.

1.개요

용접하고자 하는 2개의 모재를 맞대어 가압하면서 접촉면에 상대운동을 시켜 접촉면에서 발생하는 마찰열을 이용하여 이음면 부근이 압접온도에 도달했을때 회전을 멈추고 가압력을 증가시켜 압접하는 것으로 마찰압접이라고도 한다.

마찰용접은 자동차부품,항공기,공작기계부품,공구류 등에 많이 이용되며 각종 ROD의 용접으로 쓰인다.

2.용접방법

가장 많이 사용되는 용접기는 일본에서 주로 사용되는 BREAK방식과 미국에서 주로 사용하는 FLYWHEEL방식이 있으며,용접원리는 다음의 기본적인 과정이 따른다.

(1)한쪽모재를 고정시키고,다른쪽 모재를 회전시킨다.

(2)적당한 회전수에 도달하면 축방향으로 힘을 가한다.

(3)계면의 마찰에 의해 국부적으로 온도가 상승하고,upsetting

이 시작되면서 접합이 이루어진다.

(4)최종적으로 회전이 정지하고 upsetting이 종료되면서 접합이

완료된다. 이 접합부는 좁은 열영향부를 가지며 flash주변에

소성변형의 흔적이 남게 되고 용융역이 없는 것이 특징이다.

3.마찰 용접 장치

(1)제동식(일본식)

모재의 일단을 고정하고 다른 쪽을 구동축에 결합된 축에 부

착한다.일정한 회전수를 주며 회전시키고 축방향으로 가압하

면서 마찰시킨다. 마찰부가 적당한 온도로 가열되었을때

break에 의해 회전축을 급정지시켜 접합을 완료한다.

회전축을 정지시킨후 압력을 일정하게 유지하는 일정 가압식

과 더 높은 upset 압력을 가하는 가변 가압방식이 있다.

(2)플라이휠식(미국식)

플라이휠에 회전에너지가 축적되어 자유회전하고 있는 축에

부착된 모재의 단면을 정지된 모재면 쪽으로 가압하면 플라

이휠의 관성에 의한 회전에너지는 마찰면에서 열을 발생시킨

다. 발생된 열은 두 모재를 국부적으로 용융시키며 소모되고

급속히 회전운동이 감소되어 정지되며 압접이 완료된다.

(3)2축 회전식

고정축도 회전하고 이축에 관성판을 붙여서 최종적으로 두

축이 회전하도록 한 것이 이 방식의 특징이다.

(4)위상제어식

종래의 용접기에는 일정한 위치에서 회전을 정지시킬 수 없

기 때문에 용접후 소재 사이의 상대적 위치가 정해져야 되는

제품의 용접이 불가능하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해

컴퓨터를 이용한 위상제어가 가능한 마찰용접기도 개발되었

다.

4.특징

(1)장점

1)용접하는 재질에 큰 영향을 받지 않고 용접이 가능하다.

2)용접작업이 쉽고 숙련이 필요하지 않다.

3)작업능률이 높다.

4)용제나 용접봉이 필요 없다.

5)용접물의 치수정밀도가 높고 재료가 절약된다.

6)이음면의 청정이나 특별한 다듬질이 필요없다.

7)용접작업이 비교적 안전하다.

8)철강재의 접합시 탈탄층이 생기지 않는다.

9)마찰열에 의해 가열되므로 전력소비가 적다.

(2)단점

1)모재 형상의 제한: 길이가 긴 모재나 회전이 어려운 재료는

적용이 불가능하다.

2)용접부의 인성이 낮다.

3)정위상 용접이 곤란하다.(최근에는 컴퓨터의 발달로 위상제

어가 가능함.)

4)설비가 고가이다.

5.용접변수

(1)회전속도

회전속도가 낮으면 토크가 커지기 때문에 재료의 고정,불균

일 업셋팅 및 소재의 파손의 문제가 있고 너무 빠르면 과열

되기 쉽고 변형이 커진다.

(2)가압력과 업셋력

대부분 P₁< P₂를 취하지만 P₁= P₂는 HAZ를 작게 할 경

우나 지름이 다른 재료의 접합 등에 이용된다.

(3)가열시간

가열시간이 너무 길면 생산성의 저하,재료의 손실을 가져오

고 너무 짧으면 불균일 가열과 동시에 산화물이 잔류하며 미

접합 부분이 생긴다.

[아롱샘]

소중한 자료 공유에 깊은 감사의 말씀을 올립니다.

[내사랑수민]

감사하게 학습하겠습니다.

[올챙이]

자료 감사합니다.