용접

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아크용접법으로 용접하는 모습

용접(鎔接, 문화어: 녹여붙임) 또는 웰딩(영어: welding)은 금속, 유리, 플라스틱 등을 열과 압력으로 접합하는 기술이다. 이는 두 물질 사이의 원자간 결합을 이루어 접합하는 것으로, 재료를 절감할 수 있다.

용접은 보통 매우 높은 온도에서 작업이 이루어지므로 보호 용구를 꼭 착용하여야 한다.

용접법의 종류[편집]

용접법의 종류는 매우 다양하며, 이를 분류하는 방법도 여러가지가 있다. 일반적으로 용접하는데 필요한 에너지의 근원에 따라 분류할 수 있는데, 기계적, 전기적, 화학적, 광학적으로 분류할 수 있다.[1] 또한 자동화에 정도에 따라 수동, 반자동, 자동의 세가지로 구분할 수도 있다.[1]

융접[편집]

융접(영어: Fusion welding)은 모재나 재료를 녹여서 가공물을 접합하는 가공 방식으로, 가장 보편적인 용접법에 속한다. 고체상에서 완전히 용해되는 물질은 융접이 잘 되며, 두 금속 사이에 용해되는 중간매개재료를 넣어 접합하기도 한다.

아크 용접[편집]

아크방전을 이용해서 용접하는 방법으로 금속과 금속간의 용접에 쓰이며, 설비비가 싸고 용접이 간편하다.[2]하지만 자외선이 방출되므로 헬멧은 필수로 착용해야된다.

원자 수소 용접[편집]

탄소 아크 용접[편집]

용접봉과 탄소 전극 봉을 전극으로 사용하여, 그 사이에서 아크를 발생시켜 용접하는 방법이며, 전원직류이다.

플라즈마 아크 용접[편집]

아크용접의 일종. 텅스텐봉에서 아크를 발생시켜, 수냉 노즐의 구멍을 통해서 아크를 세밀하게 만들어, 플라즈마젯트를 접점부에 대어 열로 재로를 녹인다. 반자동용접과 동일하게 실드가스를 사용한다. 재료를 더하는것도 가능하다. 정밀한 접합에 좋다. TIG접합과 비슷하지만, 텅스텐전극이 노즐보다 뒷쪽에 있어서 플라즈마가 노즐로부터 밀도가 높게 안정되는 이점이 있다. 사용하는 방법과, 경제성의 문제로 덧붙이는 용접등의 용도로 한정된다.

피복 아크 용접[편집]

아크 용접의 기본으로서 용접봉을 사용하는 용접을 말한다. 바람에 강하기때문에 실외에서 아크 용접을 하는 경우에 대체적으로 이 용접이 사용된다. 용접에 필요한 재료가 간단하고 가격이 저렴하다.사용하는 용접봉은 두껍고, 비교적 대전류의 아크방전을 사용하기때문에 얇은 판자 용접은 할수없다. 다른 아크 용접방법과 비교해서 가장 어럽다.

서브머지드 아크 용접[편집]

아크용접의 일종. 반자동용접과 비슷하게 용접 와이어가 자동적으로 공급되지만,실드가스와는다르다. 특수한모래알갱이의플럭스로 용접부를 덮고, 그곳에 아크를 발생시켜 용접을 한다( 따라서, 용접중에는 용접부의 상태를 보는것이 불가능하다.또 용접자세는 아래를 향하게된다). 플럭스는 아크를 대기로부터 보호한뒤, 굳어져서 용접비드를 보호한다. 3.2mm이상의 두꺼운 용접 와이어가 사용되는경우가 많다. 때문에 상당히 능률과 품질이 높은 용접으로 분류되지만 설비가 대형화하기때문에 배나 건물의 철골,파이프라인등 커다란 구조물이나 압력용기등 용접부의 재질이 특별히 요구되는 경우의 용접에 사용된다.

MIG 용접[편집]

불활성 가스 용접(영어: Metal inert gas welding;MIG) 혹은 가스 금속 아크 용접(영어: Gas metal arc welding;GMAW)은 아르곤(Ar)이나 헬륨(He), 이산화탄소(CO2)같은 불활성 기체를 이용하여 용융 금속을 주위의 공기에서 보호하는 용접 방식이다.

박판후판 강용접이 가능하고, 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 합금, 스테인리스강의 용접에도 널리 사용한다.

전류밀도가 높을수록 용입깊이가 증가하고, 사용하는 보호가스에 따라서도 용입깊이가 영향을 받는다. 최대 용입깊이를 얻을 수 있는 보호가스는 헬륨이고, 아르곤이 중간, 이산화탄소는 최솟값을 얻을 수 있다.

TIG 용접[편집]

아크용접의 일종. 융점이 상당히 높은 텅스텐봉으로 부터 아크가 발생해 그 열로 재로를 녹인다. 반자동용접과 같이 실드가스를 이용한다.녹이는 재료를 첨가하는것도 가능하다. 정말한 용접의 경우에 좋아 고압파이프나 정밀기기의 용접등에 사용된다. 고융점의 텅스텐을 전극으로 하기때문에 전극자체의 소모는 적으나 용접금속을 부가하기위해 왼손에 용접봉을 들고 작업해야한다. 양손을 사용하기때문에 숙련도가 필요하다. 비교적 난이도는 높지만, 비철금속에 대한 용접에 적응력이 높다. 실제로 알루미늄이나 스테인레스 용접을 사용하면, 아크가 프라즈마상태로 되어 가스 용접이나 납땜과같이 녹아붙기때문에 기본적으로 맞대기용접중에서는 가장 간단한 방법이다. 유일하게 용접작업시 불꽃이 튀지않은 특징이 있다.

가스 용접[편집]

산소 아세틸렌 또는 프로판 불꽃으로 접한 부분을 가열한 다음 압력을 가해 용접하는 방법이다. 즉 접합면을 말대로 적당한 압력을 가해서 가열 접합하는 방법과 접합면을 개별로 불꽃으로 융용 온도까지 가열한 다음 맞대고 가합하는 방법이 있다.

일렉트로 슬래그 용접[편집]

접점부를 중동쇠에 감싸면서 연속적으로 용접한다. 두꺼운 판자의 맞대기의 세로붙이기 용접에 많이 사용한다. 설비는 대규모이고 어떤방법으로도 용접부를 수평으로 할수 없기 때문에 대형화학프란트나 탱크, 대형선박의 용접에 이용한다.

레이저 용접[편집]

레이저로 용접부를 가열하는 용접. 레이저빔 용접이라고도 한다. 가열되는 열량이 작고, 상당히 깊숙히 녹아드는것이 가능하다. 전자빔용접과 다르게 실드가스를 사용하면 대기중에서도 용접이 가능하다. 현재는 레이저빔원으로 YAG레이저와 CO2레이저를 사용한다. YAG레이저는 광케이블을 사용하기 때문에 산업용 로봇에 부착해서 사용하는것이 가능하다. CO2레이저는 광케이블을 사용할수 없지만, 거대한 출력이 가능하다. 이미 스폿용접의 대체기술로서 도입 되어지고 있다. 배나 자동차에 쓰이는 두꺼운 판자의 용접이 가능하도록 레이저광원의 대출력화개발이 이루어지고 있다. 자동차부품, 항공부품등의 응용이 진행되고 있는중이다.

전자빔 용접[편집]

전자빔을 용접부에 접촉해서 가열하는 용접. 가해지는 열량은 작고, 상당히 깊숙하게 녹아드는 것이 가능하기때문에 정밀한 용접에 이용된다. 다른종류의 금속을 접합하는 것도 가능하다. 다만 진공중에서만 용접이 가능하기 때문에 비용은 상당히 비싸다. 예전에는 비용을 무시할수있는 특수한 제품이 아니면 사용할수 없었다. 인공위성이나 심해조사(잠수)함, 고에네르기가속기의 접합등에 사용한 예가 있다. 그러나 최근에는 자동차의 자동화에따라, 트렌스밋숀기어의 용접에 사용되게 되었다. 미국의 자동차 메이커는 제동X선이 발행하는것 때문에 채용하지 않고 레이저 용접을 채용하고 있다.

압접[편집]

압접은 재료를 녹이지 않고 주로 고체 상태에서 강한 압력을 통해 두 물질을 접합하는 가공 방식을 뜻한다. 이러한 고체 상태에서의 용접 방식을 고상용접(영어: Solid phase welding)이라고도 한다.

압접을 할때는 주로 서로 용해성이 없고 연성이 높은 재료를 사용한다.

냉간 압접[편집]

냉간 압접(영어: Cold pressure welding)은 철사나 전자부품, 박판 등에 사용하는 고상용접법이다.

마찰 용접[편집]

마찰에 의한 발열을 이용해서 용접하므로, 용접 전기가 잘 통하지 않는 재료도 용접할 수 있지만 소재의 한쪽이 원형이 아니면 안된다는 결점이 있다. 물 속이라는 특정한 환경에서 이루어지는 모든 종류의 용접을 말하는데 대기 중에서 이루어지는 용접과는 달리 시공 조건이 까다롭고, 물을 배제해야 하기 때문에 특수한 용접방법이 필요하다. 따라서 시공 공간이나 용접 대상물, 수심·물결·수온·투명도 등에 맞는 설계와 필요한 강도를 확보할 수 있는 용접방법을 선택해야 한다. 용접방법은 크게 건식(乾式)과 습식(濕式)으로 나뉜다.

폭발 용접[편집]

접합될 소재중 얇은 쪽 위에서 폭약을 폭발시켜 그로 인해 발생하는 압력을 이용해서 용접하므로 접합강도가 높은편에 속한다.[3]

초음파 용접[편집]

전기 저항 용접[편집]

전기 저항 용접(영어: Electric resistance welding)은 고전류 전기회로를 통해 재료를 가열하면서 외압을 가해 강한 접합부를 얻을 수 있는 용접법이다. 모든 전기 저항 용접은 외력 없이는 접합이 불가능하기에 압접에 속한다.[4]

전기 저항 용접은 다시 맞대기 저항 용접겹치기 저항 용접으로 나눌 수 있다.[5]

맞대기 저항 용접[편집]

맞대기 저항 용접(영어: Butt resistance welding)은 선이나 봉 등의 단면을 맞대어서 접합하는 전기 저항 용접이다. 맞대기 저항 용접은 용접재의 맞대기 여부에 따라 업셋 용접플래시 용접으로 나뉜다.

업셋 용접[편집]

업셋 용접(영어: Upset welding)은 접합하는 두개의 재료를 맞대고나서 전류를 흘리면서 가압하여 접합하는 용접법이다.

플래시 용접[편집]

플래시 용접(영어: Flash welding)은 두 재료를 맞대기 전에 통전하여 온도를 높인 뒤 가압하여 접합하는 용접법이다.

겹치기 저항 용접[편집]

점 용접[편집]
심 용접[편집]
프로젝션 용접[편집]

취득 가능한 자격증[편집]

주석[편집]

  1. (한국어) 이종찬, 강성수 외 10명 [2007년 3월 5일] (2011년 9월 5일). 〈10〉, 《실무 중심의 기계공작법》, 2판 4쇄, 문운당, 498쪽. ISBN 978-89-7393-453-9. 2013년 10월 29일에 확인.
  2. (한국어) 김동원 [2007년 2월 27일] (2013년 1월 21일). 《최신 기계공작법》. 학진북스. ISBN 978-89-91-5023-07. 2013년 10월 29일에 확인.
  3. (한국어) Serope Kalpakjian, Steven R. Schmid [1984] (2011년 8월 25일). 《Manufacturing Process for Engineering Materials》, 5, PrenticeHall. ISBN 9780132272711. 2013년 10월 29일에 확인.
  4. (한국어) 이종찬, 강성수 외 10명 [2007년 3월 5일] (2011년 9월 5일). 〈10〉, 《실무 중심의 기계공작법》, 2판 4쇄, 문운당, 525쪽. ISBN 978-89-7393-453-9. 2013년 10월 29일에 확인.
  5. (한국어) 금속용어사전편찬위원회 (1998년 1월 23일). 《금속용어사전》. 성안당. ISBN 8931502699. 2013년 10월 29일에 확인.