전문가 팁: 스테인리스 스틸 용접의 변형 수정
스테인리스 스틸의 용접 변형은 금속 제조에 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다. 이 기사에서는 구리판, 물 사용 등 이러한 변형을 제어하고 수정하는 다양한 방법을 살펴봅니다.
용접은 현대 제조업의 근간이지만, 다양한 방법이 존재하기 때문에 프로젝트에 적합한 방법을 어떻게 선택해야 할까요? 이 블로그 게시물에서는 용접의 세계에 대해 알아보고 오늘날 업계에서 가장 많이 사용되는 기술을 살펴봅니다. 전문 기계 엔지니어가 각 방법의 장단점을 안내하여 다음 프로젝트를 위한 현명한 결정을 내릴 수 있도록 도와드립니다. 지식을 쌓고 용접 기술을 한 단계 업그레이드할 준비를 하세요!
수동 아크 용접은 모든 아크 용접 기술 중에서 가장 먼저 개발되었으며 여전히 가장 널리 사용되는 용접 방법입니다.
외부 코팅된 용접봉을 전극과 필러 금속으로 사용하며, 용접봉 끝과 용접되는 공작물 표면 사이에서 아크가 연소됩니다.
전기 아크의 열 효과로 코팅은 한편으로는 아크를 보호하기 위해 가스를 생성하고 다른 한편으로는 용접 풀의 표면을 덮는 슬래그를 생성하여 용융 금속이 주변 가스와 상호 작용하는 것을 방지할 수 있습니다.
슬래그의 더 중요한 역할은 용융 금속과 물리 화학적 반응을 일으키거나 합금 원소를 도입하여 용융 금속의 특성을 향상시키는 것입니다. 용접 솔기.
아크 용접 장비는 간단하고 휴대가 간편하며 작동이 유연합니다. 수리 및 조립 시 짧은 이음새 용접, 특히 손이 닿기 어려운 부분의 용접에 사용할 수 있습니다.
적절한 용접봉아크 용접은 대부분의 산업용 탄소강, 스테인리스강, 주철, 구리, 알루미늄, 니켈 및 그 합금에 적용할 수 있습니다.
이것은 텅스텐 전극과 공작물 사이의 아크가 금속을 녹여 용접 이음새를 형성하는 비소모성 전극 가스 차폐 아크 용접의 한 유형입니다.
기간 동안 용접 프로세스를 사용하면 텅스텐 전극이 녹지 않고 전극 역할만 합니다.
동시에 보호를 위해 용접 토치 노즐에서 아르곤 또는 헬륨 가스가 공급됩니다. 필요에 따라 추가 금속을 추가할 수 있으며, 이 프로세스는 국제적으로 TIG 용접.
텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접은 열 입력에 대한 제어가 뛰어나 얇은 판금 접합 및 루트 패스 용접에 탁월한 방법입니다.
이 방법은 거의 모든 금속 연결에 적용할 수 있으며, 특히 다음과 같은 경우에 유용합니다. 용접 금속 알루미늄, 마그네슘과 같이 내화성 산화물을 형성하는 금속과 티타늄, 지르코늄과 같은 반응성 금속을 포함할 수 있습니다.
이 용접 방식은 고품질 용접을 제공하지만 다른 아크 용접 기술에 비해 속도가 느립니다.
이 용접 방식은 연속적으로 공급되는 용접 와이어와 공작물 사이의 연소 아크에서 발생하는 열을 사용합니다. 아크는 토치 노즐에서 분사되는 가스에 의해 차폐됩니다.
가스 메탈 아크 용접에는 일반적으로 아르곤, 헬륨, CO2 또는 이러한 가스의 혼합물과 같은 차폐 가스를 사용합니다.
아르곤 또는 헬륨을 차폐 가스로 사용하는 경우, 이를 금속 불활성이라고 합니다. 가스 용접 (MIG)는 국제적으로 일반적으로 사용되는 용어입니다.
불활성 가스와 산화 가스(O2, CO2)의 혼합물을 차폐 가스로 사용하거나 CO2 가스 또는 CO2 + O2의 혼합물을 사용하는 경우, 이를 일반적으로 금속 활성 가스(MAG) 용접이라고 합니다.
다음과 같은 주요 이점이 있습니다. MAG 용접 다양한 위치에서 편리하게 용접할 수 있는 기능과 빠른 용접 속도 및 증착 속도가 특징입니다.
MAG 용접은 탄소강을 포함한 대부분의 주요 금속과 호환됩니다. 합금강. 반면 불활성 가스 실드가 있는 가스 금속 아크 용접(GMAW)은 스테인리스 스틸, 알루미늄, 마그네슘, 구리에 적합합니다, 티타늄, 지르코늄 및 니켈 합금에 사용할 수 있습니다. 이 용접 방법은 다음에도 사용할 수 있습니다. 스폿 용접.
플라즈마 아크 용접 은 비소모성 전극 아크 용접의 한 유형입니다. 전극과 공작물 사이의 압축된 아크(전달 아크라고 함)를 사용하여 용접을 수행합니다.
일반적으로 사용되는 전극은 텅스텐으로 만들어집니다. 플라즈마 가스를 생성하는 플라즈마 아크 아르곤, 질소, 헬륨 또는 이 둘의 혼합물일 수 있습니다.
또한 노즐을 보호하기 위해 불활성 가스가 사용됩니다. 용접 중에 필러 금속을 추가할 수 있지만 항상 필요한 것은 아닙니다.
플라즈마 아크 용접 시에는 직선 아크와 높은 에너지 밀도로 인해 아크 침투력이 강합니다. 플라즈마 아크 용접 중에 생성되는 키홀 효과는 다음을 가능하게 합니다. 맞대기 용접 홈 없이도 특정 두께 범위 내에서 대부분의 금속을 용융할 수 있어 일관된 용융과 용접 이음새를 보장합니다.
따라서 플라즈마 아크 용접은 생산성이 높고 우수한 용접 품질. 그러나 플라즈마 아크 용접 장비노즐을 포함한 용접 공정은 비교적 복잡하고 용접 공정 파라미터에 대한 높은 수준의 제어가 필요합니다.
텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접으로 용접할 수 있는 대부분의 금속은 플라즈마 아크 용접으로도 용접할 수 있습니다.
이에 비해 플라즈마 아크 용접은 1mm 미만의 초박형 금속에 더 효과적으로 사용할 수 있습니다.
튜브형 와이어 아크 용접은 연속적으로 공급되는 용접 와이어와 공작물 사이의 연소 아크를 용접 열원으로 사용하며, 가스 금속 아크 용접의 한 유형으로 간주할 수 있습니다. 사용되는 용접 와이어는 다양한 플럭스 성분으로 채워진 튜브형입니다.
용접 중에는 주로 CO2와 같은 보호 가스가 외부에서 추가됩니다. 플럭스는 가열되면 분해 또는 용융되어 용접 풀, 합금 확산 및 아크 안정화를 보호하는 슬래그를 제공합니다.
플럭스 코어 아크 용접은 앞서 언급한 가스 금속 아크 용접의 장점 외에도 내부 플럭스의 기능으로 인해 야금학적으로 우수합니다. 이 방법은 대부분의 철 금속의 다양한 접합부를 용접하는 데 적용할 수 있습니다.
플럭스 코어 아크 용접은 여러 선진 산업 국가에서 널리 채택되었습니다. "플럭스 코어 와이어"라는 용어는 현재 "튜브형 용접 와이어"라고 부르는 용어입니다.
이 범주의 용접 방법은 용융 슬래그 저항 열을 에너지원으로 사용하는 전기 슬래그 용접을 포함하여 저항 열을 에너지원으로 사용합니다. 저항 용접 고체 저항 열에 의해 구동됩니다. 독특한 특징을 가진 전기 슬래그 용접에 대해서는 나중에 설명하겠습니다.
이 섹션에서는 주로 스폿 용접, 심 용접 등 고체 저항 열을 에너지원으로 사용하는 다양한 유형의 저항 용접을 소개합니다, 프로젝션 용접및 맞대기 용접.
저항 용접은 일정한 전극 압력 하에서 전류가 공작물을 통과할 때 발생하는 저항 열을 이용해 두 공작물 사이의 접촉면을 녹이는 방식입니다. 이 공정은 일반적으로 큰 전류를 사용합니다.
접촉면의 아크를 방지하고 심 금속을 단조 용접하려면 용접 중에 압력을 일정하게 가해야 합니다. 이러한 유형의 저항 용접에서는 안정적인 용접 품질을 달성하기 위해 공작물 표면의 청결도가 가장 중요합니다.
따라서 용접 전에 전극과 공작물 사이의 접촉면과 공작물 사이를 청소하는 것이 필수적입니다.
스폿 용접, 심 용접 및 프로젝션 용접은 높은 용접 전류(단상, 수천에서 수만 암페어), 짧은 통전 시간(몇 사이클에서 몇 초), 비싸고 복잡한 장비, 높은 생산성이 특징이므로 대량 생산에 적합합니다.
이 방법은 주로 두께 3mm 미만의 얇은 시트 어셈블리를 용접하는 데 사용됩니다. 모든 종류의 강철, 알루미늄 및 마그네슘과 같은 비철금속과 그 합금, 스테인리스강을 용접할 수 있습니다.
전자빔 용접은 집중된 고속 전자빔이 공작물 표면에 닿을 때 발생하는 열에너지를 이용하는 방식입니다.
전자빔 용접 중에는 전자총이 전자빔을 생성하고 가속합니다.
전자빔 용접의 일반적인 유형에는 고진공 전자빔 용접, 저진공 전자빔 용접 및 비진공 전자빔 용접이 있습니다.
처음 두 가지 방법은 진공 챔버 내부에서 수행됩니다. 용접 준비 시간(주로 진공 펌핑 시간)이 상당히 길고 진공 챔버의 크기에 따라 공작물의 크기가 제한됩니다.
아크 용접과 비교하여 전자빔 용접은 깊이가 깊고 용접 관통력용융 폭이 좁고 금속 순도가 높습니다. 얇은 소재의 정밀 용접은 물론 최대 300mm의 매우 두꺼운 부품도 처리할 수 있는 다목적 제품입니다.
다른 방법으로 용융 용접할 수 있는 모든 금속과 합금은 전자빔 용접에 적합합니다. 주로 고품질 제품 용접에 사용됩니다.
또한, 다음과 같은 문제를 해결할 수 있습니다. 용접 문제 이종 금속, 쉽게 산화되는 금속, 녹기 어려운 금속과 관련이 있습니다. 그러나 대량 생산 품목에는 적합하지 않습니다.
레이저 용접 는 레이저 빔에 집중된 고출력, 일관된 단색 광자 스트림을 용접 공정의 열원으로 활용합니다. 이 용접 방식에는 일반적으로 연속 파워 레이저 용접과 펄스 파워 레이저 용접이 사용됩니다.
그리고 레이저의 장점 용접은 진공 상태에서 수행할 필요가 없다는 장점이 있지만 전자빔 용접만큼 침투력이 강하지 않다는 단점이 있습니다.
레이저 용접은 정밀한 에너지 제어가 가능하여 정밀한 마이크로 디바이스의 용접을 가능하게 합니다. 다양한 금속에 적용할 수 있으며, 특히 용접이 어렵고 이종 금속의 용접을 해결할 수 있습니다.
다음을 위한 에너지 브레이징 는 화학 반응 열 또는 간접 열 에너지에서 발생할 수 있습니다. 납땜되는 재료보다 녹는점이 낮은 금속을 필러로 사용합니다.
이 금속은 가열하면 녹고 모세관 작용으로 필러가 조인트의 접촉면 틈새로 빨려 들어가 납땜되는 금속 표면을 적십니다.
이 과정에서 액체와 고체 상 사이의 상호 확산을 통해 브레이징 접합이 이루어집니다. 따라서 브레이징은 고체와 액체 상이 모두 포함된 용접 방법입니다.
브레이징은 비교적 낮은 가열 온도에서 작동하므로 압력을 가하지 않아도 모재가 녹지 않습니다.
그러나 브레이징하기 전에 오일, 먼지 및 산화층으로부터 공작물 표면을 청소하기 위한 특정 조치를 취해야 합니다. 이는 작업물의 양호한 습윤과 접합 품질을 보장하는 데 중요한 단계입니다.
브레이징은 브레이징 합금의 액상 라인이 450℃ 이상이지만 모재의 녹는점보다 낮을 때 경납땜으로 분류됩니다. 450℃ 이하로 떨어지면 소프트 브레이징이라고 합니다.
열원 또는 가열 방법에 따라 납땜은 불꽃 납땜, 유도 납땜, 용광로 납땜, 딥 브레이징, 저항 납땜 등으로 분류할 수 있습니다.
납땜 중 상대적으로 낮은 가열 온도를 고려하면 재료 속성 의 응력 변형이 줄어듭니다. 그러나 브레이징 조인트의 강도가 낮고 내열성이 떨어지는 경향이 있습니다.
브레이징은 탄소강, 스테인리스강, 고온 합금, 알루미늄, 구리 등을 접합하는 데 사용할 수 있습니다. 금속 소재. 또한 금속과 비금속뿐만 아니라 서로 다른 금속을 연결할 수 있습니다.
특히 낮은 하중을 견디거나 상온에서 작동하는 조인트에 적합하며, 정밀하고 소형이며 복잡한 다중 브레이징 솔기 공작물에 특히 적합합니다.
일렉트로슬래그 용접 용융 슬래그의 저항 열을 에너지원으로 활용하는 방식입니다. 용접 공정은 수직 용접 위치에서 두 개의 공작물과 두 개의 수냉식 구리 슬라이더의 끝면으로 형성된 조립 틈새에서 수행됩니다.
용접하는 동안 용융 슬래그를 통과하는 전류에 의해 발생하는 저항 열을 사용하여 공작물의 끝 부분을 녹입니다.
용접 시 사용되는 전극의 모양에 따라 일렉트로슬래그 용접은 와이어 전극 일렉트로슬래그 용접, 플레이트 전극 일렉트로슬래그 용접, 소모품 노즐 일렉트로슬래그 용접으로 구분할 수 있습니다.
일렉트로슬래그 용접의 장점은 큰 공작물 두께(30mm에서 1000mm 이상)를 용접할 수 있다는 점과 높은 생산 속도를 들 수 있습니다. 주로 맞대기 조인트와 T 조인트 용접에 사용됩니다.
일렉트로슬래그 용접은 다양한 철 구조물의 용접과 주물의 조립 용접에도 활용할 수 있습니다.
느린 가열 및 냉각 과정으로 인해 일렉트로 슬래그 용접 조인트 는 열 영향 영역이 넓고 미세 구조가 거칠어 인성이 향상됩니다. 따라서 일반적으로 용접 후 열처리가 필요합니다.
고주파 용접은 고체 저항 열을 에너지원으로 사용합니다.
용접 과정에서 고주파 전류는 공작물 내에서 저항 열을 발생시켜 용접 영역의 표면을 용융 또는 플라스틱에 가까운 상태로 가열합니다.
그 후 단조력이 가해지거나 가해지지 않아 금속이 융합됩니다. 따라서 일종의 고체 저항 용접 방식입니다.
고주파 용접은 고주파 전류가 공작물에 열을 발생시키는 방식에 따라 접촉 고주파 용접과 유도 고주파 용접으로 분류할 수 있습니다.
접촉 고주파 용접에서는 기계적 접촉을 통해 고주파 전류가 공작물에 전달됩니다. 유도 고주파 용접에서는 고주파 전류가 외부 유도 코일의 커플링 효과를 통해 공작물 내부에 전류를 유도합니다.
고주파 용접은 제품에 따라 전용 장비가 필요한 고도로 전문화된 용접 방식입니다.
최대 30m/min의 용접 속도로 높은 생산 속도를 제공합니다. 주로 튜브를 제조할 때 세로 또는 나선형 이음새를 용접하는 데 사용됩니다.
가스 용접은 용접 유형 가스 불꽃을 열원으로 사용하는 방식입니다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 아세틸렌을 연료로 사용하는 옥시-아세틸렌 불꽃입니다.
가스 용접은 장비가 간단하고 사용하기 쉽지만 가열 속도가 느리고 생산성이 낮습니다. 또한 열의 영향을 받는 영역이 더 넓어져 변형이 발생할 가능성이 높습니다.
가스 용접은 다양한 철 금속, 비철 금속 및 그 합금의 접합에 사용할 수 있습니다. 일반적으로 수리 및 얇은 단일 부품에 사용됩니다. 시트 용접.
가스 용접과 마찬가지로 압력 가스 용접은 가스 불꽃을 열원으로 사용합니다. 이 과정에서 접합할 두 공작물의 끝을 특정 온도까지 가열한 다음 충분한 압력을 가하여 견고한 접합을 달성합니다.
이 방법은 고상 용접의 한 유형입니다. 압력 가스 용접 시 필러 금속이 추가되지 않습니다. 일반적으로 레일 용접에 사용되며 철근 용접.
폭발 용접은 화학 반응에서 발생하는 열을 에너지원으로 사용하는 또 다른 고체 용접 방법입니다.
그러나 폭발물 폭발에서 발생하는 에너지를 활용하여 금속의 결합을 촉진합니다. 폭발파의 영향으로 두 개의 금속 조각이 가속되고 충격을 받아 1초 이내에 금속 결합을 형성할 수 있습니다.
모든 용접 방법 중에서 폭발 용접은 이종 금속을 결합하는 데 가장 광범위한 범위를 제공합니다. 금속 공학적으로 호환되지 않는 두 금속을 다양한 과도기적 접합부로 융합할 수 있습니다.
폭발 용접은 일반적으로 대형 평판의 표면 클래딩에 사용되며 복합 판재를 제조하는 데 효율적인 방법입니다.
마찰 용접 는 기계적 에너지로 구동되는 고체 용접 공정입니다. 두 표면 사이의 기계적 마찰에서 발생하는 열을 활용하여 금속을 연결합니다.
마찰 용접의 열은 접합부에 집중되므로 열의 영향을 받는 영역이 좁습니다.
두 표면 사이에 압력이 가해져야 하며, 대부분의 경우 가열 단계가 끝날 때 압력이 증가하여 가열된 금속이 업셋 단조를 거쳐 서로 결합하게 됩니다. 일반적으로 접합 표면은 녹지 않습니다.
마찰 용접은 높은 생산성을 제공하며 이론적으로 열간 단조할 수 있는 거의 모든 금속을 마찰 용접할 수 있습니다. 이 기술은 다음과 같은 용도로도 사용할 수 있습니다. 이종 금속 용접.
최대 원형 단면 지름이 100mm인 공작물에 적용할 수 있습니다.
초음파 용접은 기계 에너지를 동력원으로 사용하는 고체 용접 방법입니다.
이 과정에서 상대적으로 낮은 정압을 받는 공작물은 음향 극에 의해 생성되는 고주파 진동을 받게 됩니다. 이는 접합 표면에서 강한 마찰을 유도하여 접합면을 용접 온도 유대감을 형성합니다.
초음파 용접은 대부분의 금속 재료의 접합에 사용할 수 있으며, 금속, 이종 금속 및 금속과 비금속 간의 접합을 용이하게 합니다.
이 방법은 금속 와이어, 호일 또는 얇은 금속 와이어의 반복 생산에 적합합니다. 금속 시트 두께 2-3mm 미만.
확산 용접 일반적으로 고상 용접의 에너지원으로 간접 열을 사용합니다. 일반적으로 진공 상태 또는 보호 분위기에서 수행됩니다.
용접 과정에서 용접할 두 공작물의 표면은 고온과 상당한 압력 하에서 접촉하게 되고, 원자 간 거리를 확보하기 위해 일정 시간 동안 유지됩니다. 이후 원자 확산으로 인해 결합이 이루어집니다.
용접하기 전에 공작물 표면을 산화물 및 기타 불순물로부터 청소해야 할뿐만 아니라 표면 거칠기 또한 용접 품질을 보장하기 위해 특정 값 미만이어야 합니다.
확산 용접은 접합되는 재료의 특성에 거의 해로운 영향을 미치지 않습니다.
광범위한 동종 및 이종 금속을 용접하는 데 사용할 수있을뿐만 아니라 일부 비금속 세라믹과 같은 소재.
또한 확산 용접은 두께 차이가 큰 복잡한 구조와 부품을 접합할 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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