용접
Aug 07, 2023
소개
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융합 용접이라고도 알려진 용접은 가열, 고온 또는 고압을 통해 금속이나 플라스틱과 같은 기타 열가소성 재료를 접합하는 제조 공정 및 기술입니다. 현대 용접에는 가스 불꽃, 아크, 레이저, 전자빔, 마찰, 초음파 등 다양한 에너지원이 있습니다. 공장에서 사용되는 것 외에도 옥외, 수중, 우주 등 다양한 환경에서도 용접이 가능합니다. 용접이 작업자에게 위험을 초래할 수 있는 경우에는 용접 시 적절한 보호 조치를 취해야 합니다. 용접은 화상, 감전, 시각 장애, 유독가스 흡입, 과도한 자외선 방사 등 인체에 해를 끼칠 수 있습니다.
분류
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1. 아크 용접:
- SMAW(차폐 금속 아크 용접): 일반적으로 "스틱 용접"으로 알려진 SMAW는 플럭스로 코팅된 소모성 전극을 사용합니다. 전극과 작업물 사이에 전기 아크가 생성되어 둘 다 녹아 용접 풀이 형성됩니다.
- 가스 금속 아크 용접(GMAW): "MIG(금속 불활성 가스) 용접"이라고도 알려진 GMAW는 연속 소모성 와이어 전극과 차폐 가스를 사용하여 용접 풀을 대기 오염으로부터 보호합니다.
- 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW): "TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접"이라고도 불리는 GTAW는 비소모성 텅스텐 전극과 차폐 가스를 사용하여 고품질의 정밀 용접을 생산합니다.
2. 저항 용접:
- 스폿 용접: 이 기술은 전극을 사용하여 압력과 전류를 가하여 금속 시트를 특정 지점에 녹여 결합합니다.
- 심 용접: 스폿 용접과 유사하게 전극이 조인트를 따라 굴러가며 연속적인 용접 이음새를 만듭니다.
3. 가스 용접:
- 산소 연료 가스 용접(OFW): 이 작업에는 연료 가스(아세틸렌)를 산소와 혼합하여 불꽃을 생성하여 작업물의 가장자리를 녹여 서로 융합시키는 작업이 포함됩니다.
4. 고체 용접:
- 마찰 용접: 마찰 발생 열을 사용하여 재료를 녹이지 않고 결합합니다. 일반적인 유형에는 마찰교반용접과 회전마찰용접이 있습니다.
- 초음파 용접: 고주파 진동을 활용하여 재료 사이에 마찰열을 생성하여 고체 용접을 형성합니다.
5. 레이저 용접:
- 고강도 레이저 빔을 사용하여 공작물의 가장자리를 녹이고 융합하여 정확하고 국지적인 용접을 수행합니다.
6. 전자빔 용접(EBW):
- 접합부에 고속 전자 빔을 보내는 것과 관련되어 열이 발생하고 재료가 녹아 용접됩니다.
7. 플라즈마 아크 용접(PAW):
- GTAW와 비슷하지만 제한된 노즐을 사용하여 더 집중된 아크를 사용하므로 용접 속도가 더 빨라집니다.
8. 전기가스 용접(EGW):
- 소모성 전극과 보호가스를 활용하여 두꺼운 재료를 수직자세로 용접합니다.
용접방법
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용접 기술은 주로 금속 모재에 적용되며 일반적으로 사용되는 아크 용접, 아르곤 아크 용접, CO2 차폐 용접, 산소-아세틸렌 용접, 레이저 용접, 일렉트로 슬래그 압력 용접 및 플라스틱과 같은 기타 비금속 재료도 용접할 수 있습니다. 금속 용접 방법은 40가지가 넘으며 주로 융합 용접, 압력 용접, 브레이징의 세 가지 범주로 나뉩니다.
융합 용접은 용접 공정 중에 공작물 경계면을 용융 상태로 가열하고 압력을 가하지 않고 용접을 완료하는 방법입니다. 융합 용접 중에 열원은 용접할 두 공작물 사이의 경계면을 빠르게 가열하고 녹여 용융 풀을 형성합니다. 용융 풀은 열원과 함께 앞으로 이동하고 냉각 후 연속 용접을 형성하여 두 공작물을 하나로 연결합니다.
압력 용접은 고체 용접이라고도 알려진 압력 조건 하에서 고체 상태의 두 공작물 사이에 원자 결합을 달성하는 프로세스입니다. 일반적으로 사용되는 압력 용접 공정은 저항 맞대기 용접입니다. 전류가 두 공작물의 연결 끝을 통과하면 높은 저항으로 인해 온도가 상승합니다. 가열하면 소성상태가 되며, 축압력을 받아 연결되어 전체를 형성하게 됩니다.
브레이징이란 공작물보다 녹는점이 낮은 금속재료를 브레이징 재료로 사용하고, 공작물과 브레이징 재료를 공작물의 녹는점보다 높거나 낮은 온도로 가열한 후, 액체 브레이징 재료로 공작물을 적시고, 충진하는 방법이다. 인터페이스 갭을 줄이고 공작물과의 원자 확산을 달성하여 용접을 달성합니다.
두 개의 연결된 몸체를 연결하는 용접 중에 형성된 조인트를 용접 이음새라고 합니다. 용접 이음매의 양면은 용접 중에 용접 열을 받아 미세 구조와 특성이 변화합니다. 이 부위를 열영향부라고 합니다. 용접 시 피삭재의 재질, 용접재료, 용접 전류 등의 차이로 인해 용접 후 용접 이음매 및 열영향부에 과열, 취성, 경화, 연화가 발생할 수 있으며, 이로 인해 용접성도 저하될 수도 있습니다. 용접물의 성능이 저하되고 용접성이 저하됩니다. 이를 위해서는 용접 조건을 조정해야 합니다. 용접 전 용접부 경계면 예열, 용접 중 단열, 용접 후 열처리를 통해 용접부의 용접 품질을 향상시킬 수 있습니다.
애플리케이션
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- 제조업:용접은 제조 부문에서 제품과 부품을 제작하는 데 널리 사용됩니다. 기계, 장비, 차량, 소비재 등의 생산에 사용됩니다. 용접은 다양한 기계 및 장치의 프레임, 섀시 및 구조 구성 요소를 구성하는 데 중요한 역할을 합니다.
- 건축 산업:건설 부문에서 용접은 건물, 교량 및 인프라 프로젝트를 위한 강철 구조물을 제작하는 데 중요한 역할을 합니다. 구조 부재, 보, 기둥 및 철근을 결합하는 데 사용되어 건설 프로젝트의 안정성과 무결성을 보장합니다.
- 자동차 및 항공우주 산업:용접은 자동차 및 항공우주 분야에서 차체, 엔진 부품, 항공기 구조를 조립하는 데 매우 중요합니다. 이를 통해 엄격한 안전 및 성능 표준을 충족하는 가벼우면서도 내구성이 뛰어난 구성 요소를 제작할 수 있습니다.
- 석유 및 가스 산업:용접은 석유 및 가스 산업에서 파이프라인 건설, 해양 플랫폼 및 장비 제작을 위해 광범위하게 사용됩니다. 이는 석유 및 천연가스 자원의 안전한 운송 및 처리를 보장합니다.
- 조선 및 해양 산업:용접은 조선의 핵심 공정으로, 선체, 갑판, 격벽 및 기타 해상 구조물을 건설할 수 있습니다. 선박 및 해양 선박의 전반적인 강도와 내구성에 기여합니다.
- 발전 부문:화력발전소, 원자력발전소, 신재생에너지 플랜트에 사용되는 터빈, 보일러, 열교환기 등 발전설비를 제작하려면 용접기술이 중요합니다.
- 철도 산업:용접은 철도 선로, 철도 차량 및 부품의 제조 및 수리에 사용되어 철도 운송의 효율성과 안전성을 보장합니다.
- 전자 및 전기 산업:전자 산업에서는 납땜과 같은 용접 기술을 사용하여 회로 기판 및 전자 부품을 조립합니다. 전기 산업에서는 배전 시스템과 전기 인클로저를 제작하는 데 용접이 사용됩니다.
- 의료 장비 제조:용접은 수술 기구, 임플란트, 진단 기계와 같은 의료 장비 및 장치를 제조하는 데 사용되며 의료 응용 분야의 정밀도와 신뢰성을 보장합니다.
- 소비재 및 가전제품:용접은 가구, 냉장고, 에어컨, 주방용품 등 소비재 및 가전제품 생산에 활용됩니다.
- 국방 및 군사 애플리케이션:용접은 군용 차량, 무기, 갑옷, 구조물을 제조하는 방위산업에서 필수적입니다.
- 예술과 조각:예술가와 조각가는 용접 기술을 활용하여 금속 예술품과 조각품을 만들고 창의성과 장인정신을 선보입니다.
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