용접품질 결정요인 3가지

용접품질 결정요인 3가지

텅스텐 일렉트로드

저번 포스팅에서 용접에 영향을 줄수 있는 요인으로 파이프, 컷팅상태, 베벨상태 등의 요인이 있다고 알려드렸습니다. 오늘은 같은 맥락으로 TIG용접을 하기 위해서 중요한 부분에 대해서 다시 한번 집고 넘어가도록 하겠습니다. 용접을 하기 위해서 텅스텐 일렉트로도의 역활도 정말 중요합니다.

텅스텐 같은 경우 녹는점이 약3410℃ 끓는점이 약6170℃에 달합니다. 텅스텐 일렉트로드는 TIG 용접에서 없어서는 안 될 존재입니다. 만족할만한 용접품딜을 위해서는 용접재료, 전류, 가스 등의 조절을 잘 하여야지만 좋은 용접결과를 얻을수 가 있습니다.

각 용접기 브랜드마다 텅스텐이 다르겠지만, 프랑스의 용접기 브랜드 같은 경우 텅스텐이 98%, 세륨이 2%가 함유되어있습니다. 2%의 세륨을 추가하면 전극이 더 방사성이 높아져(전자가 많아짐), 아크와 아크의 안정성이 높아집니다.

이 텅스텐 같은 경우 1.0mm, 1.6mm, 2.4mm 이렇게 3가지로 분류가 되며, 텅스텐은 보통 20˚의 엣지각도로 깍여집니다. 텅스텐은 엣지각도가 20˚가 가장 최적의 각도이며, 보통 1.6mm 와 2.4mm 가 쓰여집니다. 이론적으로는 0~80A(암페어)는 1.6mm를 사용하고, 100~200(암페어)는 2.4mm를 사용합니다. 하지만 실제로 용접을 진행할 때는 파이프 두께가 2mm 이상은 2.4mm를 사용하고, 파이프 두께가 2mm이하는 1.6mm 텅스텐을 사용한다고 보시면 됩니다.

이 프랑스 브랜드 용접기 같은 경우, 용접 전원장치 프로그램 안에 자동으로 프리가스 및 포스트가스 시간을 추가 하였습니다. 이렇게 되면 텅스텐의 산화 방지를 돕는데 유용하게 쓰일수 가 있게 됩니다. 

전압

전압은 아크 갭(전극과 용접할 피스 사이의 거리)에 직접적으로 연결이 됩니다. 실제로 전압은 저항과 직접 연결되며, 이 경우 저항은 전극과 파이프 사이의 간극입니다.

다음과 같은 방정식을 통해서 알수 가 있습니다.

U = R × I

U: 전압(V), R: 저항(Ohm), I: 전류(A)

위 사진과 같이, 전류는 전원 공급기에 의해 설정되므로 저항(아크 갭)이 클수록 전압도 커지며, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 

그림에서 보시는것과 같이 용접의 최적의 열에너지를 가지기 위해서는 텅스텐과 물체 사이의 거리 전극 피스를 정확하게 조정을 해야 된다는 것을 알수가 있습니다. 텅스텐과 물체 사이의 거리가 너무 짧으면 열에너지가 물체안까지 침투를 할 수가 없으며, 반대로 텅스텐과 물체 사이의 거리가 너무 길어도 열에너지가 물체에 전달이 잘 안되게 됩니다. 텅스텐과 물체 사이의 길이에 따라 당연히 텅스텐의 녹는점이 달라지기 때문에 제대로된 용접을 진행할수 가 없게 됩니다. 그래서, 텅스텐과 물체 사이의 거리 조절이 중요합니다. 

가스

마지막으로 용접품질을 결정하는 요소 중 가스를 빼놓을수 없습니다.

용접에는 다양한 가스가 존재하며, TIG용접에 사용되는 주요 가스로는 다음과 같습니다.

▣ 불화성 기체

- 아르곤(Ar): 모든 유형의 금속 용접, 아크가 잘 발생함, 밀도 1.4(공기보다 무거움)

- 헬륨(He): 순수한 헬륨 또는 아르곤과 혼합물로 사용(헬륨의 20~70%), 보다 높은 아크를 발생, 밀도0.14(공기보다 낮음).

▣ 환원가스

- 수소(h2) 혼합물: 아르곤 또는 아르곤/헬륨 혼합 가스로 사용(수소의 최대 5~10%), 밀도 0.0069(공기보다 낮음).

오늘 이렇게 용접품질을 결정하는 3가지에 대해서 알아보았는데요, 오늘 내용 중 가장 핵심적인 내용은 텅스텐과 물체의 사이가 너무 짧거나 길어도 열에너지가 제대로 침투를 하지 않기 때문에, 최적의 용접 품질을 기대할 수가 없습니다. 그리고 텅스텐의 엣지각도는 20˚가 가장 최적의 엣지각도이며, 0~80A(암페어)는 1.6mm를 사용하고, 100~200A(암페어)는 2.4mm를 사용한다는 것만 알고 계시면 됩니다. 이 부분만 잘 숙지를 하시면 TIG 용접에 있어서 가장 큰 부분이기 때문에 앞으로 나오게 되는 TIG용접부분에 대해서 좀 더 수월하게 이해 하실수 있을꺼라 생각이 듭니다.