강의 진행 순서 1. 용접의 개요 및 분류 2. 용접의 장·단점 3. 용접기본자세 및 운봉법 4. 각종 결함 및 예방대책 5. 작업각 및 진행각 6. CO2용접 일반 가. 원리 및 장비 구성 나. 압력 및 유량 조절 다. 아크 전압에 따른 비드 단면 라. 와이어 구조 및 식별법 마. 와이어 지름에 따른 전류 바. 이음형상에 따른 용접조건 설정

3. 납접(brazing and soldering) 용접법의 분류 1. 융접(fusion welding) 용융 금속을 생성 혹은 공급하여 용접하는 방법으로 모재도 용융되나 가압은 하지 않는다. 2. 압접(pressure welding) 국부적으로는 모재가 용융하나 가압력이 절대적으로 필요함. 3. 납접(brazing and soldering) 모재는 용융되지 않으나 땜납이 녹아서 접합면의 사이에 표면장력의 흡인력이 작용되어 접합됨.

융접의 종류 대분류 소 분 류 아아크 용 접 가스용접 기타용접 전극 비소모식 (용가재공급) 전극 소모식 탄소아아크용접-비피복 용접 불활성가스 텅스텐 아아크용접(TIG) 원자 수소 용접 아아크 용 접 전극 소모식 피복아아크 용접-피복제 사용 서브머지드 용접(잠호용접) 불활성 가스 아크용접(MIG) 탄산가스 (CO2) 용접 스터드 용접 산소-아세틸렌 용접 산소-수소 용접 산소-프로판 용접 공기-아세틸렌 용접 가스용접 테르밋 용접(전자비임 용접) 프라즈마 젯트 용접 일렉트로 슬레그 용접 레이저 비임 용접 기타용접

압접의 종류 대분류 소 분 류 소 분 류 전기저항 용 접 기타용접 겹치기용접 맞대기용접 점 용접(spot welding) 시임 용접(seam welding) 프로젝션 용접(projection welding) 겹치기용접 전기저항 용 접 플래시 용접 업셋 용접 충격용접 맞대기용접 단접 가스압접(가열식) 고주파 용접(가열식) 냉간 압접(비가열식) 기타용접

납접의 종류 대분류 소 분 류 소 분 류 연납땜 경납땜 450 ˚이하에서 녹는 납 450 ˚이상에서 녹는 납 가스 경납땜: 가스열 이용 노내 경납땜: 노 속에 가열상태 저항 경납땜: 저항열을 이용하는 납땜 담금 경납땜: 녹아 있는 납속에 담금 진공 납땜: 진공중에서 하는 납땜

용접의 장점 ▶ 리벳팅의 공정수(8공정) ▶ 용접의 공정수(4공정) ① 재료가 절약되고 그 결과로 무게가 가벼워 진다. ① 재료가 절약되고 그 결과로 무게가 가벼워 진다. ② 공정수가 감소되고 시간이 단축된다. ▶ 리벳팅의 공정수(8공정) 재료 금긋기 절단 가공(기준면) 마킹(펀칭) 드릴링 조립 리벳체결 코오킹 완성 ▶ 용접의 공정수(4공정) 재료 금긋기 절단 조립 용접 완성 ③ 두께에 제한이 없다. ④ 기밀성, 수밀성, 유밀성이 우수하다. ⑤ 제품의 성능과 수명이 향상된다. (이음효율 향상) ⑥ 보수와 수리가 용이하다. ⑦ 제작비가 적게 든다.

(a) 두께가 다른 것의 제작 (b) 탱크등의 제작

용접의 단점 용접은 짧은 시간에 많은 열을 받게 되므로 용접을 잘못하면 결함이 생기기 쉽다. ① 품질검사가 곤란하다.(기공, 균열, 융합불량 등) ② 변형과 수축이 생긴다. ③ 재질의 변형 및 잔류응력이 존재한다. ④ 저온취성 발생 (a) 완전한 용접 (b) 불완전용접 (그림1) 품질검사 곤란 (그림2) 용접후 변형

용 접 자 세 1. 아래보기 자세(기호: F) 2. 수직 자세(기호: V) 3. 수평 자세(기호: H) 모재 3. 수평 자세(기호: H) 4. 위보기 자세(기호: OH) 모재

기본 용 접 용 어 용입깊이 용적( ) 보호가스 아아크 피복제 (보호가스) 심선 (와이어) 용접봉 용융풀 모재 용접금속 슬래그

운봉요령(전기) 진행방향 용접봉 직경의 4배이상 느리게 운봉 일단정지 1~1.5mm 운 봉 폭 비드폭 빠르게 운봉 5~6mm 빠르게 운봉 5~6mm 용접봉직경의 2~3배 운봉간격

운봉요령(CO2) 0.5초 정도 정지 운봉폭보다 1mm 정도 넓어짐 2mm

아크 발생법 예열 ② 시작점 ① 용접봉 최초위치 10~20mm 10mm 모재

아아크 끝처리 ⑤ ① ② ③ ④ 모재

각종 용접 결함 언더컷 기공 오버랩 용입불량 슬래그 섞임

용입불량 결함의 방지대책 결함발생의 원인 1. 홈각도를 크게하거나 루우트 1. 홈각도가 좁다. 간격을 넓힌다. 2. 용접속도가 너무 빠르다. 3. 용접전류가 낮을 때 1. 홈각도를 크게하거나 루우트 간격을 넓힌다. 2. 용접속도를 늦춘다. 3. 용접 전류를 약간 높인다.

언더컷 결함발생의 원인 결함의 방지대책 1. 전류가 너무 높을 때 1. 전류를 낮춘다. 2. 아아크 길이가 너무 길 때 3. 용접속도가 너무 빠를 때 4. 부적당한 용접봉 사용시 1. 전류를 낮춘다. 2. 짧은 아아크 길이로 유지 3. 용접속도를 늦추고 운봉주의 4. 목적에 맞는 용접봉 선정

오버랩 결함발생의 원인 결함의 방지대책 1. 전류가 너무 낮을 때 1. 전류를 적정수준으로 맞춘다. 2. 용접속도가 너무 느릴 때 3. 운봉방법(용접봉취급) 불량 1. 전류를 적정수준으로 맞춘다. 2. 용접속도를 약간 높인다. 3. 안정된 운봉방법을 택한다.

기공 결함발생의 원인 결함의 방지대책 1. 용접봉에 습기가 많을 때 1. 잘 건조된 용접봉을 사용 2. 용접부가 급랭될 때 3. 이음부에 기름, 페인트가 4. 아아크 분위기 속에 수소, 산소, 일산화탄소가 너무 많을 때 1. 잘 건조된 용접봉을 사용 2. 후열로 냉각속도를 늦춘다. 3. 이음부 청소를 잘 한다. 4. 저수소계 용접봉을 사용

슬래그 결함발생의 원인 결함의 방지대책 1. 슬래그 제거 불완전 2. 전류과소 3. 봉의 각도 부적당시 4. 슬래그가 용융지보다 앞설때 5. 운봉속도가 너무 느릴 때 1. 슬래그 및 불순물 제거 확실히 2. 전류를 약간 높인다. 3. 봉의 유지각도를 낮춘다. 4. 아아크의 힘에 의하여 뒤로 밀리게 하거나 진행방향쪽이 낮아서 슬래그가 앞서는 경우 모재의 각도를 조절한다.

결함의 원인 및 대책(CO2) 용접결함의 종류 원 인 점검부위 및 대책 1. 기공발생 ① 가스유량의 부족 원 인 점검부위 및 대책 1. 기공발생 ① 가스유량의 부족 ① 유량조절(15∼25ℓ/min ② 용기내 가스 확인 ② 가스에 공기혼입 ① 호스에 구멍 ② 접촉부 확인 ③ 바람에 의해 가스 날림 ① 방풍장치 ④ 노즐에 스패터 부착 ① 스패터 제거 ⑤ 가스의 품질 ⑥ 용접 부위가 지저분 ① 기름, 녹, 물, 페인트 제거 ⑦ 노즐과 모재간 거리가 지나치게 길때 ① 통상 10~25mm (사용전류, 노즐 지름에 따라 조정) ⑧ 와이어가 휘어져 나옴 ① 와이어 중심 위치 조절

용접결함의 종류 원 인 점검부위 및 대책 2. 아크 불안 원 인 점검부위 및 대책 2. 아크 불안 ① 팁의 치수가 부적합 ① 와이어 크기에 맞는 것 사용 ② 팁의 마모 ① 팁구멍이 넓게되어 전기접촉 불량하므로 새것으로 교환 ③ 와이어 송급이 불안 ① 송급장치 요소 확인 ④ 전원 전압이 불안 ① 1차 입력전압이 심하게 변동 ⑤ 팁과 모재간 거리 길다. ① 통상 와이어 지름의 10~15배 ⑥ 용접 전류가 낮다. ① 와이어 지름에 알맞은 전류 ⑦ 어스의 접속이 불안정 ① 어스선 정비 ⑧ 와이어 종류의 부적합 ① 용접이행 상태에 따라 와이어 사용

용접결함의 종류 원 인 점검부위 및 대책 3. 와이어가 팁에 융착 4. 아크의 주기적 변동 원 인 점검부위 및 대책 3. 와이어가 팁에 융착 ① 팁과 모재간 거리 짧음 ① 와이어 크기에 맞는 것 사용 ② 아크 스타트 하는 방식 ① 팁구멍이 넓게되어 전기접촉 불량하므로 새것으로 교환 ③ 팁이 불량 ① 송급장치 요소 확인 ④ 와이어 선단부의 용적 ① 1차 입력전압이 심하게 변동 4. 아크의 주기적 변동 ① 와이어 송급 불량. ① 와이어 송급롤러 확인 ② 와이어 엉킴 확인 ② 팁 모양 ① 알맞은 팁 사용 ② 팁의 마모 확인 ③ 팁의 확실한 고정 확인 ③ 1차 입력 전압변동 ① 전원 변압기 용량 확인 ② 과대한 부하 확인

용접결함의 종류 원 인 점검부위 및 대책 5. 비드의 외관불량 6. 스패터 원 인 점검부위 및 대책 ① 아크전압 높음 5. 비드의 외관불량 ① 아크 전압을 알맞게 한다. ② 운봉속도 빠름 ① 운봉 속도를 늦춘다. ③ 모재가 과열 ① 모재를 냉각후 용접 ④ 운봉속도 부적정 ① 일정하고 알맞은 속도 운봉 ⑤ 모재와 노즐 사이의 거리가 너무 멀다. ① 거리를알맞게 조절 6. 스패터 ① 아아크 전압이 높다. ① 아아크 전압 알맞게 한다. ② 운봉속도 빠름 ① 운봉속도를 알맞게 한다. ③ 용접 전류가 높다. ① 용접 전류 낮춘다. 7. 필렛용접의 각장이 고르지 못함 ① 토치의 위치 불량. ① 토치의 위치 조정 ② 아크 전압 높음 ① 아크 전압 알맞게 조정 ③ 운봉속도 불량. ① 운봉속도 알맞게 조정

기본용접자세 75~80。 (진행각) [그림] 아래보기 자세 작업각과 진행각 90。

90。 (작업각) 70 ~ 80。 (진행각) [그림] 수직자세 작업각과 진행각

80~85。 (진행각) 75~ 80。 (작업각) [그림] 수평자세 작업각과 진행각

가접위치 및 역변형 2.5~3.2mm 가접 2~3mm 1。~1.5。 경사 5~10mm

맞대기 용접 진행방향 키홀(Key hole) 용융지 [그림] 1층 비드 키홀 형성

90。(작업각) 2~3mm 2.5~3.2mm 75~85。 (진행각) [그림] 수직 V형 맞대기 용접

70~80。 (진행각) 2~3mm 2.5~3.2mm 75。~80。 (작업각) [그림]수평 V형 용접하기

70~80。 (진행각) 90。 (작업각) 2~3mm 가접부 [그림] 위보기 V형 맞대기 용접하기

2~3.2mm ① 모재 ① 모재 ② 모재 ② 모재 1.5~2mm [그림] 수직 I형 맞대기 용접하기

① 모재 ② 모재 1.5~2mm ① 모재 ② 모재 2~3.2mm [그림] 수평 I형 맞대기 전기용접

백비드 전면비드 [그림] 파이프 전둘레 맞대기 용접하기

2mm [그림] 모재가공 및 가접 2~3mm

2mm 2mm 2mm 수직자세 위보기 아래보기 ① ② ③ ④ [그림] 용접 순서 수직자세

CO2 아아크 용접의 원리 용접 와이어 CO2 시일드 가스 아아크 용착금속 용융지 모재 노즐 콘택트랩

유량 및 압력 조절 실린더 게이지 유량계 가스유량 조절밸브 렌치 CO2 2~3kg/cm2

가스유량을 10 ~ 15 (ℓ/min) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 지시 볼(ball)의 중심이 유량계 눈금과 일치하도록 한다. 가스유량을 10 ~ 15 (ℓ/min) 전류조절 손잡이의 지시 눈금이 ‘5’에 위치 하더라도 와이어 돌출 길이에 따라 전류값은 크게 변한다. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

와이어 돌출길이 노즐 팁 와이어 돌출길이 팁과 모재간 거리 아아크 길이 와이어 돌출 길이 : 10~15(mm) - 41 -

아아크 전압에 따른 비드 단면 아크 전압을 19~20(V)로 조절 짧다 알맞다 길다 전압이 낮을 때 알맞을 때 높을 때 너무 낮은 전압을 사용하면 와이어가 녹지 않고 모재 바닥을 밀고 토치를 들고 일어나는 현상이 생긴다.

와이어 구조 및 종류 구리도금(녹방지와 전류가속) 용제 강 솔리드와이어 복합와이어

와이어 구별법 Y G A - 50 W - 1.2 - 20 무게 지름 와이어 화학 성분 용착 금속의 하한치 내후성 강용 가스 실드 아크 용접 용접 와이어

㈜ 사용 상태에 따라 전류 범위차가 대폭 변화한다. 와이어에 따른 전류 범위 와이어 종류 솔리드 와이어 (solid wire) 와이어 지름 (mm) 적정전류범위 (A) 사용가능전류범위 0.6 0.8 0.9 1.0 1.2 1.6 40∼90 50∼120 60∼150 70∼180 80∼350 300∼500 30∼180 40∼200 50∼250 60∼300 70∼400 150∼600 ㈜ 사용 상태에 따라 전류 범위차가 대폭 변화한다.

[표] 연강의 탄산가스 아크 용접 조건 이음형상 (솔리드 와이어) 이음형상 판두께 (mm) 루트간격 (G:mm) 와이어 전류 (A) 전압 (V) 용접속도 (cm/min) 비 고 G ① ② 1.6 4 8 1 0∼0.8 ∼0.8 1.2 130∼140 280 480 20 24∼26 30 85 100 150 용입:100% 용입: 80% 용입:70% 와이어돌출 길이:15mm 6 10 16 2 24 26 37 41 120 80 50 0∼1 1∼2 220 ①380 ②400 500 ①520 ②600

[표] 연강의 탄산가스 아크 용접 조건 이음형상 (솔리드 와이어) 이음형상 판두께 (mm) 루트간격 (G:mm) 와이어 (mm) 전류 (A) 전압 (V) 용접속도 (cm/min) 비 고 와이어 돌출 G 1.6 3.2 6 1 0∼0.6 1.2 2 130∼150 280 480 21~22 27 30 85 150 75 10mm 10mm 6mm 1 2.3 4 8 0.9 1.2 1.6 60 130~140 300 400 19~20 21 27 34 75 70 100 60 Θ=25。 Θ Θ=35。 와이어돌출 길이:10mm

용접의 종류 GTAW (Gas Tungsten Arc Welding, TIG) : 용접 입열량이 적어서 박판 용접에 사용 2. GMAW (Gas Metal Arc Welding , MIG) : 피복재가 없는 심선을 사용. Ar, He, CO2  용접속도가 SMAW보다 4배 빠르다 3. FCAW (Flux Cored Arc Welding)