MIG/MAG 용접: 알아야 할 모든 것
두 금속을 매끄럽게 용접하면서 높은 효율과 최소한의 낭비를 달성한다고 상상해 보세요. 이것이 바로 첨단 차폐 가스와 정밀한 아크 제어를 결합한 기술인 MIG/MAG 용접의 마법입니다...
두 금속을 어떻게 하나의 통합된 형태로 결합할 수 있을까요? 그 해답은 열과 압력, 또는 두 가지 모두로 끊어지지 않는 결합을 만들어내는 용접의 매혹적인 세계에 있습니다. 이 가이드에서는 용융부터 압력 용접, 브레이징까지 모든 것을 다룹니다. 다양한 용접 기술과 그 고유한 특성, 실제 적용 사례에 대해 자세히 알아보세요. 마지막에는 각 방법의 핵심 프로세스, 장점, 한계를 이해하여 프로젝트에 적합한 용접 기술을 선택할 수 있는 지식을 갖추게 될 것입니다.
용접은 일반적으로 두 개의 금속 물체를 가열하거나 압력을 가하여 하나의 일체형 형태로 결합하는 과정을 말합니다.
분류: 용접 방법은 가열 정도와 관련된 공정 특성에 따라 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 용접 프로세스.
(1) 융합 용접
용융 용접에서는 공작물이 용융 상태로 가열되고 용융 풀이 형성되며 일반적으로 필러 금속으로 채워집니다. 냉각 및 결정화 후 용접 이음새가 형성되고 두 부품이 하나의 부품으로 통합됩니다. 일반적인 용융 용접 방법에는 가스 용접, 아크 용접, 전기 슬래그 용접, 플라즈마 아크 용접, 전자빔 용접 등이 있습니다. 레이저 용접.
(2) 압력 용접
압력 용접은 용접 공정 중에 가열 여부에 관계없이 압력을 가해야 합니다. 일반적인 압력 용접 방법에는 저항 용접, 마찰 용접이 있습니다, 저압 용접, 확산 용접 및 폭발성 용접.
(3) 브레이징
브레이징 은 모재보다 녹는점이 낮은 필러 금속을 사용하여 접합부 간격을 채우고 확산을 통해 모재와 연결하는 공정입니다. 모재는 브레이징 중에 녹지 않으며 일반적으로 소성 변형이 발생하지 않습니다.
용접 생산의 특성:
(1) 용접은 금속 재료를 절약하고 가벼운 구조를 만듭니다.
(2) 큰 부품을 작은 부품으로 축소하고 무겁고 복잡한 기계 부품을 제조할 수 있습니다. 또한 주조, 단조, 절삭 공정을 단순화하여 최고의 기술적, 경제적 결과를 이끌어냅니다.
(3) 용접 조인트 기계적 특성과 견고성이 우수합니다.
(4) 용접을 통해 다음을 최대한 활용할 수 있습니다. 재료 속성 를 사용하여 바이메탈 구조물을 제조합니다.
전기 아크:
특정 전압을 가진 두 전극 사이에서 발생하는 강력하고 지속적인 가스 방전입니다. 전기 아크가 발생하려면 전극 사이의 가스가 이온화된 상태여야 합니다.
아크를 점화하기 위해 두 개의 전극을 전원에 연결합니다(하나는 공작물, 다른 하나는 필러 금속 와이어 또는 전극). 아크는 짧은 접촉과 빠른 분리가 두 전극 사이에 단락을 일으킬 때 형성됩니다. 이를 접촉 아크라고 합니다.
일단 아크가 형성되면 전원에 의해 전극 사이에 전위차가 유지되는 한 계속 연소됩니다.
전기 아크의 특성:
전기 아크는 저전압, 고전류, 고온, 높은 에너지 밀도, 우수한 이동성 등 몇 가지 고유한 특징을 가지고 있습니다.
안정적인 연소를 유지하려면 전압이 20~30V 사이여야 합니다. 아크의 전류는 공작물의 용접 요구 사항에 따라 수십 암페어에서 수천 암페어까지 다양합니다. 아크의 온도는 5000K 이상에 달할 수 있어 모든 종류의 금속을 녹일 수 있습니다.
전기 아크는 음극 영역, 양극 영역, 아크 컬럼의 세 부분으로 구성됩니다.
Arc 용접 전력 출처:
아크 용접에 사용되는 전원을 아크 용접 전원이라고 하며, 크게 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다: AC 아크 용접 전원, DC 아크 용접 전원, 펄스 아크 용접 전원 공급 장치및 인버터 아크 용접 전원을 사용합니다.
직류(DC) 연결:
DC 용접기는 공작물이 양극에 연결되고 전극이 음극에 연결될 때 사용됩니다. 이를 직류 연결이라고 합니다. 이 구성에서는 공작물이 가열되며 두꺼운 공작물을 용접하는 데 이상적입니다.
역직류(DC) 연결:
공작물이 음극에 연결되고 전극이 양극에 연결되면 이를 역 DC 연결이라고 합니다. 이 구성에서는 공작물이 뜨겁고 작기 때문에 얇고 작은 공작물을 용접하는 데 적합합니다.
교류(AC) 연결:
AC 용접기로 용접할 때는 전류 극성의 교대 특성으로 인해 정방향 또는 역방향 연결 문제가 발생하지 않습니다.
용접 야금 공정:
아크 용접 과정에서 액체 금속, 슬래그, 가스는 서로 상호작용하며 금속을 재용해하는 과정을 거칩니다. 그러나 용접 조건의 고유한 특성으로 인해 용접 화학 야금 공정은 일반적인 제련 공정과 다릅니다.
첫째, 용접 야금의 온도가 높고 상 경계가 크며 반응 속도가 빠릅니다. 공기가 아크에 들어가면 액체 금속이 강한 산화 및 질화와 반응하여 금속이 크게 기화됩니다. 고온에서는 물, 기름, 녹 및 기타 공기 중의 불순물과 용접 재료 액체 금속에 용해되는 수소 원자로 분해되어 조인트의 가소성과 인성(수소 취성)을 감소시키고 균열을 일으킬 수 있습니다.
둘째, 용접 풀이 작고 빠르게 냉각되어 다양한 야금 반응이 평형에 도달하기 어렵습니다. 용접의 화학 성분이 균일하지 않고 용융 풀의 가스와 산화물은 표면으로 천천히 상승하여 다공성, 슬래그, 균열과 같은 결함을 유발합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 일반적으로 아크 용접 프로세스 중에 다음과 같은 조치가 취해집니다:
(1) 용융 금속을 공기로부터 분리하기 위해 기계적 보호가 제공됩니다. 보호에는 가스 보호, 슬래그 보호 및 가스-슬래그 조인트 보호의 세 가지 유형이 있습니다.
(2) 용접 풀의 야금 처리는 일정량의 탈산제 (주로 페로 망간 및 페로 실리콘)를 추가하여 수행됩니다. 합금 원소 를 용접 재료(전극 코팅, 용접 와이어 및 플럭스)에 첨가합니다. 이렇게 하면 용접 공정 중에 용융 풀의 FeO를 제거하고 합금 원소로 인한 손상을 보완할 수 있습니다.
공통 차폐 금속 아크 용접(SMAW) 방식입니다:
1 수동 금속 아크 용접
수동 금속 아크 용접은 가장 초기에 널리 활용된 용접 기술 중 하나입니다. 코팅된 필러봉을 전극으로 사용하고 금속을 추가하면 전극 끝과 용접 표면 사이에 아크가 생성됩니다.
코팅은 가스를 생성하여 아크를 보호하고, 증착된 용융 슬래그는 용융 금속과 주변 가스 간의 상호 작용을 방지합니다. 슬래그는 용융 금속과 물리적 및 화학적 반응을 일으키고 합금 원소를 첨가하여 용접 금속의 에너지를 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
수동 금속 아크 용접에 사용되는 장비는 간단하고 가벼우며 다용도로 사용할 수 있습니다. 특히 손이 닿기 어려운 곳에서 유지보수 및 조립 작업 시 짧은 조인트를 용접하는 데 이상적입니다.
이 용접 기술은 산업용 탄소강, 스테인리스강, 주철, 구리, 알루미늄, 니켈 및 합금을 포함한 다양한 재료에 적용할 수 있습니다.
2 서브머지드 아크 용접
서브머지드 아크 용접(SAW) 공정은 가스 금속 아크 용접(GMAW)과 유사하지만, 아크가 입상 플럭스 층 아래에서 이루어집니다. SAW에 사용되는 필러 금속은 연속적으로 공급되는 와이어 전극으로, GMAW 및 FCAW(플럭스 코어 아크 용접)와 유사합니다. 그러나 SAW는 더 큰 직경의 전극(최대 1/4인치)과 더 높은 전류(암페어 단위)를 사용하여 더 높은 증착 속도를 달성할 수 있습니다.
이 공정은 고도로 기계화되어 여러 토치 사용 및 좁은 간격 용접과 같은 여러 가지 변형이 가능합니다. SAW는 과립형 플럭스를 보호 매체로 사용하고 아크가 플럭스 층 아래에 숨겨지는 용융 전극 용접 방식입니다.
SAW의 용접 프로세스는 세 단계로 구성됩니다:
SAW의 주요 특징은 다음과 같습니다:
최적의 결과를 위해 용접 파라미터가 자동으로 조정되고, 아크 워킹 공정이 기계화되어 효율적이며, 야금 반응이 충분하여 안정적인 용접 조성을 유지하고, 내풍 능력이 강하여 안정성을 유지합니다. 그 결과 안정적인 용접 구성과 우수한 기계적 특성을 얻을 수 있습니다.
또한 용접 슬래그 격리가 우수하고 노동 강도가 낮아 작업 조건이 유리합니다. 아크 컬럼의 전기장 강도가 상대적으로 높아 기존 용융 전극 방식에 비해 장점이 있습니다. 또한 이 장비는 조절 성능이 뛰어납니다.
아크 컬럼의 높은 전기장 강도는 자동 조절 시스템의 감도를 향상시켜 보다 안정적인 용접 프로세스로 이어집니다. 또한 최소 용접 전류가 높습니다.
와이어 전도 길이가 짧아지면 전류와 전류 밀도가 크게 증가하여 아크의 침투 능력과 용접 와이어의 증착 속도가 향상됩니다. 이는 결과적으로 높은 생산 효율로 이어집니다.
또한 플럭스와 슬래그가 제공하는 단열은 전체 열 효율을 크게 높이고 용접 공정 속도를 높입니다.
적용 범위:
서브머지드 아크 용접은 길고 두꺼운 판재에 적합합니다. 구조 용접 깊이, 높은 생산성, 기계적 효율성이 뛰어나기 때문입니다.
조선, 보일러 및 압력 용기 제조, 교량 건설, 중장비 제조, 해양 구조물 등과 같은 산업에서 널리 사용됩니다.
금속 구조물의 부품을 연결하는 데 사용할 수 있을 뿐만 아니라 모재 표면에 증착하는 데도 사용할 수 있습니다.
용접 야금 및 재료 기술의 발전으로 서브머지드 아크 용접으로 용접할 수 있는 재료의 범위가 탄소 구조용 강에서 저강도 강까지 확대되었습니다. 합금강, 스테인리스강, 내열강, 니켈 베이스 합금, 티타늄 합금, 구리 합금 등의 비철금속을 사용할 수 있습니다.
그러나 적용에는 다음과 같은 몇 가지 제한 사항이 있습니다:
(1) 용접 위치 제한: 플럭스를 유지해야 하기 때문에 서브머지드 아크 용접은 주로 수평 위치 용접에 사용됩니다. 특별한 조치 없이는 수평, 수직 또는 반전 용접에는 사용할 수 없습니다.
(2) 용접 재료 제한: 수중 아크 용접은 알루미늄과 같은 금속을 용접하는 데 사용할 수 없습니다. 티타늄주로 검은색 금속 용접에 사용됩니다.
(3) 장시간 사용 시에만 적합 심 용접: 제한된 공간에서 이음새를 용접하는 데는 적합하지 않습니다.
(4) 호를 직접 관찰하지 않습니다.
(5) 박판 또는 저전류 용접에는 적합하지 않습니다.
3 텅스텐 전극 가스 차폐 아크 용접.
이것은 텅스텐 전극 가스 차폐 아크 용접입니다(TIG 용접) 공정은 극지 가스를 녹이지 않습니다.
용접은 전기 아크를 사용하여 텅스텐 전극과 공작물 사이의 금속을 녹여 만들어집니다.
용접 과정에서 텅스텐 전극은 내화성이 강하기 때문에 그대로 유지되며 전극만 사용됩니다.
텅스텐 전극은 다음과 같이 보호됩니다. 차폐 가스토치 노즐에서 방출되는 아르곤이나 헬륨과 같은 기체입니다.
필요에 따라 보충 금속을 추가할 수 있습니다.
TIG 용접은 용접에 매우 효과적인 방법으로 널리 알려져 있습니다. 판금 열 입력을 정밀하게 제어할 수 있기 때문입니다.
이 용접 공정은 거의 모든 금속 연결에 사용할 수 있으며, 특히 내화성 산화물을 형성하는 경향이 있는 알루미늄, 마그네슘과 같은 금속과 티타늄 및 지르코늄과 같은 반응성 금속에 사용할 수 있습니다.
다른 전기 아크 용접 방식에 비해 용접 속도는 느리지만 TIG 용접의 용접 품질은 우수합니다.
4 가스 금속 아크 용접
아크 용접은 전기 아크를 열원으로 사용하는 융합 용접 공정입니다. 아크는 연속 용접 전극과 공작물에 용융 풀을 생성하여 모재와 혼합합니다. 아크가 제거된 후 용접물은 고형화되어 금속학적 수단을 통해 모재와 결합을 형성합니다.
CO2 용접의 특성:
야금학적 특성:
물방울 전환:
적용 범위:
CO2 가스 차폐 용접 는 기관차 제조, 조선, 자동차 제조, 탄광 기계 제조와 같은 산업에서 널리 사용됩니다. 저탄소강, 저합금강, 저합금강 용접에 적합합니다. 고강도 강철용접에는 적합하지만 비철금속이나 스테인리스강 용접에는 적합하지 않습니다. CO2 가스 차폐 용접은 다음 용도에 사용할 수 있지만 스테인리스 스틸 용접로 설정하는 것은 선호되는 방법이 아닙니다.
5 플라즈마 아크 용접
수냉 노즐 및 기타 조치를 통해 아크 컬럼의 면적을 줄일 수 있으며, 이는 아크의 온도, 에너지 밀도 및 플라즈마 유속을 증가시킵니다. 외부 제약 조건에 의해 압축되는 이러한 유형의 아크를 플라즈마 아크라고 합니다.
플라즈마 아크는 에너지 밀도가 높고 기체 전도 현상인 특수한 종류의 아크입니다. 플라즈마 아크 용접 플라즈마 아크의 열을 사용하여 공작물과 모재를 가열하고 녹이는 방식입니다.
분류: 플라즈마 아크 용접에는 천공 플라즈마 아크 용접과 마이크로빔 플라즈마 아크 용접의 두 가지 유형이 있습니다.
천공 플라즈마 아크 용접:
이 용접 방법은 100~300암페어의 전류를 사용하며 홈이나 간극이 필요하지 않습니다. 플라즈마 아크가 용접 부품을 완전히 녹여 작은 관통 구멍을 만듭니다. 그런 다음 용융된 금속이 구멍 주위로 밀려들어가 후면 위치에 용접이 형성되어 단면 용접이 이루어집니다. 최대 용접 두께 탄소강의 경우 7mm, 스테인리스강의 경우 10mm입니다.
마이크로빔 플라즈마 아크 용접:
이 용접 방법은 0.1~30암페어의 전류를 사용하며 0.025~2.5mm의 용접 두께에 사용할 수 있습니다. 후판 딥 퓨전 용접 또는 박판 고속 용접에 사용할 수 있습니다. 표면 용접AC(가변 극성) 플라즈마 아크 용접과 알루미늄 합금 플라즈마 아크 용접의 문제를 해결합니다.
플라즈마 아크 용접의 주요 기술 파라미터에는 용접 전류, 용접 속도, 차폐 가스 유량, 이온 가스 유량, 용접 노즐 구조 및 구경 등이 있습니다.
플라즈마 아크 커팅:
이 과정에서 플라즈마 아크의 고온 아크 흐름에 의해 금속이 녹습니다. 그런 다음 용융된 재료는 고속의 흐름이나 전류의 도움으로 베이스에서 날아가 절개가 이루어집니다.
기능:
야금 반응: 반응은 단일 반응이며 증발만 일어납니다.
전원 공급 장치:
DC 포지티브 연결이 있는 급강하 전원 공급 장치가 사용됩니다. 알루미늄 마그네슘을 용접할 때는 아크가 일정하게 측정되는 AC 급강하 전원 공급 장치가 필요합니다.
용접 재료: 보호 가스 및 텅스텐 전극.
애플리케이션:
플라즈마 아크 용접은 산업 생산, 특히 항공 우주 및 기타 군사 및 첨단 산업 기술 분야에서 널리 사용됩니다. 다음에 적용됩니다. 구리 용접 및 구리 합금, 티타늄 및 티타늄 합금, 합금강, 스테인리스강, 몰리브덴 및 티타늄 합금의 미사일 쉘과 같은 기타 유형의 금속을 용접할 수 있습니다. 다목적성과 효율성으로 산업 생산에서 귀중한 도구가 되며, 높은 에너지 밀도와 강력한 관통력으로 두껍고 접근하기 어려운 재료를 용접하는 데 적합합니다.
6 플럭스 코어 용접
플럭스 코어 와이어 아크 용접이라고도 하는 튜브형 와이어 아크 용접은 용접 와이어와 공작물 사이의 연소 아크를 용접하는 데 사용됩니다. 가스 금속 아크 용접의 범주에 속합니다.
사용되는 용접 와이어는 다양한 플럭스 성분으로 채워진 튜브형 와이어입니다. 이 공정에서는 용접부를 보호하기 위해 보호 가스(주로 CO2)를 사용합니다. 용융 풀, 합금 및 아크를 보호하기 위해 용접 공정 중에 플럭스가 분해되거나 녹습니다.
튜브형 와이어 아크 용접에 플럭스 코어 와이어를 사용하면 기존 아크 용접에 비해 추가적인 야금학적 이점을 얻을 수 있습니다.
이 용접 방법은 대부분의 검은색 금속 접합부의 용접에 활용할 수 있으며 선진 산업 국가에서 널리 사용되고 있습니다.
1 가스 용접
가스 용접은 아세틸렌이나 액화 석유 가스와 같은 가연성 가스에서 발생하는 열을 사용하여 산소와의 연소를 통해 모재를 녹이는 융착 용접 방법입니다. 이 방법의 열원은 가스 불꽃입니다.
가장 일반적으로 아세틸렌 가스로 만든 산소-아세틸렌 불꽃이 사용됩니다. 이 방법은 작동하기 쉽지만 가열 속도와 생산성이 낮고 열 영향 영역이 넓으며 상당한 변형이 발생할 수 있습니다.
가스 용접은 다양한 철 금속, 비철 금속 및 합금을 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어 산소 불꽃에서 아세틸렌이 연소하면 3200°C의 온도에 도달할 수 있습니다.
옥시 아세틸렌 불꽃에는 세 가지 유형이 있습니다:
중성 불꽃: 산소와 아세틸렌의 혼합 비율은 1:1.2이며 아세틸렌이 완전히 연소되어 다음 용도에 적합합니다. 탄소강 용접 및 비철 합금.
탄소 불꽃: 산소와 아세틸렌의 혼합 비율이 1 미만이며 아세틸렌이 초과되어 고탄소강, 주철 및 고속강 용접에 적합합니다.
산화 불꽃: 산소와 아세틸렌의 혼합 비율이 1.2보다 크고 산소가 과잉이어서 황동과 청동을 납땜하는 데 적합합니다.
가스 용접은 낮은 옥시 아세틸렌 화염 온도, 느린 가열, 넓은 가열 영역 및 용접 열 영향 영역, 용접 변형이 큰 경향과 같은 몇 가지 명백한 단점이 있습니다. 또한 용접 공정 중 용융 금속의 보호가 좋지 않아서 용접 품질. 결과적으로 적용 범위가 제한적입니다.
그러나 가스 용접은 전원 공급 장치가 필요하지 않고 장비가 간단하며 비용이 저렴하고 이동성이 편리하며 활용도가 높다는 장점이 있습니다. 따라서 전원이 없는 상황이나 현장 작업에서 실용적인 가치가 있습니다.
현재 가스 용접은 주로 얇은 강판(두께 0.5~3mm), 구리 및 구리 합금, 주철 용접에 사용됩니다.
2 기압 용접
공기압 용접은 가스 용접과 유사합니다. 이 방법에서는 두 맞대기 접합부의 끝을 특정 온도로 가열한 다음 충분한 압력을 가하여 강력한 연결을 달성합니다. 이것은 필러 금속이 필요 없는 고상 용접 방법입니다.
기압 용접은 레일 용접 및 철골 보강 용접에 자주 사용됩니다.
일렉트로슬래그 용접 는 슬래그의 열에너지를 이용하는 용접 방식입니다. 용접 공정은 두 공작물 끝과 양쪽의 수냉식 구리 슬라이딩 블록 사이에 간격을 두고 수직 위치에서 이루어집니다. 슬래그를 통과하는 전류에 의해 생성된 저항 열에 의해 공작물의 끝이 녹습니다.
일렉트로슬래그 용접은 용접에 사용되는 전극 모양에 따라 와이어 전극 일렉트로슬래그 용접, 판재 전극 일렉트로슬래그 용접, 용접 노즐 일렉트로슬래그 용접의 세 가지 유형으로 분류됩니다.
일렉트로슬래그 용접의 특성:
일렉트로슬래그 용접의 한계:
분류 및 적용:
일렉트로슬래그 용접의 분류:
애플리케이션:
4 전자빔 용접
전자빔 용접은 공작물 표면에 고속 전자빔을 집중적으로 조사하여 발생하는 열을 이용하는 용접 방식입니다.
전자빔 용접이 수행되면 전자빔이 전자를 생성하고 전자를 가속합니다.
전자빔 용접의 가장 일반적인 세 가지 유형은 고진공 전자빔 용접, 저진공 전자빔 용접 및 비진공 전자빔 용접입니다.
처음 두 작업은 진공 챔버에서 수행되지만 용접 준비 시간(주로 진공 시간)이 더 길고 공작물 크기는 진공 챔버 크기에 따라 제한됩니다.
전기 아크 용접에 비해 전자빔 용접은 더 깊은 용접 깊이, 더 좁은 용접 폭, 더 높은 용접 금속 순도 등 몇 가지 주요 특징이 있습니다.
매우 얇은 재료를 정밀하게 용접할 수 있으며 매우 두꺼운 판재(최대 300mm 두께)를 용접하는 데도 사용할 수 있습니다.
다른 용접 방법으로 용접할 수 있는 모든 금속과 합금도 전자빔 용접으로 용접할 수 있습니다.
주로 고품질 제품 용접에 사용되며 이종 금속, 산화 금속 및 내화성 금속 용접도 가능합니다. 하지만 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
전자빔 용접기:
기계의 핵심 구성 요소는 전자를 생성하고 전자 빔을 형성하며 빔을 수렴하는 전자총입니다.
전자총은 필라멘트, 음극, 양극 및 포커싱 코일로 구성됩니다.
필라멘트는 전기로 충전되면 가열되어 음극을 가열합니다. 음극이 약 2400K에 도달하면 전자가 방출됩니다. 전자는 음극과 양극 사이의 고전압 전기장을 통해 가속(빛의 약 절반 속도로)된 다음 양극 구멍을 통해 주입됩니다. 그런 다음 포커싱 코일은 전자를 직경 0.8~3.2mm의 전자 빔으로 수렴하여 용접부를 향하게 합니다. 빔의 운동 에너지는 용접 부품의 표면에서 열 에너지로 변환되어 용접 부품의 접합부가 빠르게 녹아 냉각 및 결정화 후 용접을 형성합니다.
용접 작업장의 진공 레벨에 따라 전자빔 용접은 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다:
(1) 고진공 전자빔 용접:
스튜디오와 전자총은 같은 공간에 있으며 진공 레벨은 10-2에서 10-1pa 사이입니다. 이 용접 유형 는 내화성, 활성, 고순도 금속 및 소형 부품의 정밀 용접에 적합합니다.
(2) 저진공 전자빔 용접:
스튜디오와 전자총은 별도의 진공 챔버에 위치하며 스튜디오의 진공 레벨은 10-1~15Pa입니다. 이 유형의 용접은 산소와 질소에 민감하지 않은 대형 구조 부품 및 내화성 금속에 적합합니다.
(3) 비진공 전자빔 용접:
전자빔과 가스 분자 간의 충돌로 인한 산란을 줄이기 위해 용접 부품과 전자빔 배출구 사이의 거리는 약 10mm로 유지해야 합니다. 비진공 전자빔 용접은 탄소강, 저합금강, 스테인리스강, 내화성 금속, 구리 용접에 적합합니다, 알루미늄 합금등
진공 전자빔 용접의 장점:
(1) 전자빔은 에너지 밀도가 높아 최대 5 x 108W/cm2에 달하며, 이는 일반적인 아크의 약 5000~10,000배에 달합니다. 열 집중, 높은 열 효율, 작은 열 영향 면적을 제공하여 용접 비드가 좁고 용접 변형이 최소화됩니다.
(2) 진공 환경에서의 용접은 금속이 기체 상태와 상호 작용하는 것을 방지하여 접합 강도를 높입니다.
(3) 전자빔의 초점 반경을 크거나 작게 조정할 수 있어 유연하고 적응력이 뛰어납니다. 0.05mm의 얇은 조각을 용접할 수 있으며 두께가 200~700mm인 판재도 용접할 수 있습니다.
애플리케이션:
전자빔 용접은 내화성 금속, 활성 또는 고순도 금속, 열에 민감한 금속을 용접하는 데 특히 적합합니다. 하지만 장비가 복잡하고 고가이며 진공 챔버로 인해 용접 부품의 크기가 제한됩니다. 조립 정밀도가 높아야 하고 X선이 쉽게 여기됩니다. 또한 용접 보조 시간이 길어 생산성이 낮습니다. 이러한 약점은 전자빔 용접의 광범위한 사용을 제한합니다.
5 레이저 용접
레이저 용접은 고출력, 일관된 단색 광자의 집속 빔을 사용하는 프로세스입니다. 두 가지가 있습니다. 레이저의 종류 용접: 연속 파워 레이저 용접 및 펄스 파워 레이저 용접.
레이저 용접의 장점 중 하나는 진공 없이도 용접이 가능하다는 것입니다. 하지만 전자빔 용접만큼 침투력이 강하지는 않습니다. 레이저 용접 시 정밀한 에너지 제어가 가능하기 때문에 정밀한 미세 장치를 용접할 수 있습니다. 다양한 금속, 특히 내화성 금속에 적용할 수 있습니다.
레이저 발생은 재료가 자극을 받고 레이저 빔의 파장, 주파수 및 방향이 정확하게 정렬될 때 발생합니다. 레이저 빔은 우수한 단색성, 우수한 방향성, 높은 에너지 밀도라는 특성을 가지고 있습니다. 전송 또는 반사기를 통해 초점을 맞추면 빔의 직경은 0.01mm 미만이고 출력 밀도는 1013W/cm2에 달할 수 있습니다. 이 빔은 용접, 절단, 드릴링 등의 열원으로 사용할 수 있습니다. 표면 처리. 레이저를 생성하는 데 사용되는 재료에는 고체, 반도체, 액체 및 기체가 있으며, 용접 및 절단 공정에는 일반적으로 고체 이트륨 알루미늄 가넷(YAG) 레이저와 CO2 가스 레이저가 사용됩니다.
메인 레이저 용접의 장점 포함:
레이저 용접의 주요 단점은 다음과 같습니다:
고가의 장비와 낮은 에너지 전환율(5% ~ 20%).
용접 부품에 대한 높은 가공, 조립 및 위치 지정 요구 사항.
현재 레이저 용접은 주로 전자 및 기기 산업에서 마이크로 장치 용접뿐만 아니라 용접에 사용됩니다. 실리콘 강판 및 아연 도금 강판.
1 저항 용접
저항 용접은 저항 열을 에너지원으로 사용하는 용접 방법입니다. 여기에는 슬래그 저항 열을 에너지원으로 사용하는 전기 슬래그 용접과 고체 저항 열을 에너지원으로 사용하는 저항 용접이 포함됩니다.
저항 용접은 전극을 사용하여 공작물에 압력을 가하고 공작물에 전류를 흘려서 발생하는 저항 열을 이용하여 접촉면을 녹여 공작물을 연결하는 과정입니다.
이러한 유형의 용접에는 일반적으로 큰 전류가 사용되며, 접촉면에 아크가 형성되는 것을 방지하고 용접 금속이 제대로 용접되도록 하기 위해 항상 압력을 가해야 합니다.
이러한 유형의 용접에서 안정적인 용접 품질을 얻으려면 용접기의 표면이 매우 중요합니다. 이를 보장하려면 용접 전에 전극, 공작물 및 공작물 사이의 접촉 표면을 청소해야 합니다.
장점:
단점:
애플리케이션:
저항 용접은 자동차, 비행기, 계측기, 전기 제품에서 널리 사용됩니다, 스틸 바및 기타 산업에 사용됩니다. 재료의 저항에 따라 용접 공정이 약간 다를 수 있지만 다양한 재료에 사용할 수 있습니다.
주로 두께가 3mm 미만인 박판 부품에 사용되며 모든 용접에 사용할 수 있습니다. 강철의 종류알루미늄, 마그네슘 및 기타 비철금속과 그 합금, 스테인리스 스틸을 포함합니다.
2 마찰 용접
마찰 용접은 기계적 에너지를 사용하는 고상 용접 방법입니다.
두 표면 사이의 기계적 마찰을 통해 열을 발생시켜 금속 연결을 달성하는 방식으로 작동합니다.
마찰 용접에서 발생하는 열은 접합 표면에 집중되어 열 영향 영역이 좁아집니다.
두 표면 사이에 압력이 가해지며, 이 압력은 대부분 가열 공정이 끝날수록 증가하여 일반적인 결합 표면을 녹이지 않고 뜨거운 금속을 상단 단조와 결합할 수 있습니다.
마찰 용접은 생산성이 높으며 열간 용착이 가능한 거의 모든 금속을 함께 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 이종 금속 용접에도 적합합니다.
직경 100mm의 공작물에 이상적입니다. 용접 부품의 접촉 단부 사이의 마찰로 인해 발생하는 열로 인해 단부가 열가소성 상태에 도달한 다음 빠른 상단 단조력이 가해져 고상 용접이 이루어집니다.
마찰 용접의 장점:
단점:
애플리케이션:
마찰 용접은 다음과 같은 다양한 용도로 사용됩니다:
3 확산 용접
확산 용접은 간접 열 에너지를 사용하는 고체상 용접 방법입니다. 일반적으로 진공 또는 보호 분위기에서 수행됩니다.
용접 과정에서 두 공작물의 표면은 일정 시간 동안 높은 온도와 압력에 노출되어 원자가 확산되고 결합합니다.
용접하기 전에 산화물과 같은 불순물이 있는지 작업물 표면을 청소하고 표면 거칠기 가 일정 수준 미만이면 최적의 용접 품질을 보장합니다.
진공 또는 보호 분위기에서 확산 용접은 특정 온도(모재 금속의 융점보다 낮은 온도)와 압력에서 수행됩니다. 그 결과 조인트 구성 요소와 조직이 균일한 밝고 깨끗한 용접 표면이 만들어져 응력 부식 경향이 줄어듭니다. 용접은 변형이 최소화되고 접합 정밀도가 높아 최종 조립 연결에 적합합니다.
장점:
결함:
애플리케이션:
확산 용접은 일반 기계 제조 산업뿐만 아니라 원자력, 항공 우주 및 전자 산업과 같은 첨단 산업에서 사용됩니다.
브레이징 에너지는 화학 반응 열 또는 간접 열 에너지를 통해 생성될 수 있습니다. 브레이징 필러 금속은 용접되는 재료보다 융점이 낮은 금속으로 가열에 의해 녹습니다. 모세관 튜브는 커넥터 표면 사이의 틈새에 필러 금속을 삽입하여 금속 표면을 적시는 데 사용됩니다. 솔더 조인트는 액체와 고체상의 상호 확산을 통해 형성됩니다.
따라서 브레이징은 고체와 액체 상이 모두 포함된 용접 방법입니다.
브레이징의 특성과 응용:
브레이징은 모재의 물리적, 화학적 특성에 미치는 영향이 최소화됩니다. 용접 응력과 변형이 최소화되므로 브레이징은 다양한 용접에 적합합니다. 금속의 종류 다양한 용접 특성을 가진 여러 용접 라인을 한 번에 완성할 수 있어 깔끔한 커넥터를 만들 수 있습니다. 사용되는 장비가 간단하고 생산에 필요한 투자 비용이 적습니다. 하지만 브레이징 헤드의 강도가 약하고 내열성이 약하다는 단점이 있습니다.
브레이징의 응용 분야에는 카바이드 커터, 드릴 비트, 자전거 프레임, 열교환기, 카테터 및 다양한 유형의 용기가 포함됩니다. 또한 마이크로파 도파관, 진공관 및 전자 진공 장치 제조에 유일하게 실현 가능한 연결 방법이기도 합니다.
브레이징 필러 메탈 및 플럭스:
땜납이라고도 하는 필러 금속은 브레이징 헤드의 핵심 구성 요소이며 브레이징 헤드의 품질을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 필러 금속은 적절한 융점, 우수한 습윤성 및 접합 강도를 가져야 하며 모재와 균일하게 퍼질 수 있어야 합니다. 또한 접합 성능 요구 사항을 충족하기에 충분한 기계적 특성과 물리적 및 화학적 특성을 가져야 합니다.
납땜은 납땜 융점에 따라 소프트 브레이징과 하드 브레이징의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
(1) 소프트 브레이징
소프트 브레이징은 땜납 융점이 450°C 미만인 납땜을 말합니다. 이러한 유형의 브레이징에 일반적으로 사용되는 땜납은 습윤성과 전도성이 좋은 주석 납 땜납입니다. 소프트 브레이징은 전자 제품, 전기 제품 및 자동차 부품에 널리 사용되며 접합 강도는 60~140MPa입니다.
(2) 하드 브레이징
하드 브레이징은 납땜 융점이 450°C보다 높은 납땜을 말합니다. 일반적으로 사용되는 브레이징 필러 금속 황동 솔더와 은 기반 솔더가 있습니다. 은 기반 필러는 강도, 전도성, 내식성이 높은 접합부를 만들 수 있지만 땜납의 융점이 낮고 우수한 기술이 필요하기 때문에 비용이 더 많이 듭니다. 하드 브레이징은 무거운 강철 및 구리 합금 공작물과 같이 요구 사항이 더 높은 부품을 용접하는 데 사용됩니다. 도구 브레이징강도는 200~490MPa입니다.
참고:
모재의 접촉 표면을 철저히 세척해야 하므로 플럭스를 사용해야 합니다. 플럭스의 역할은 모재와 솔더 표면의 산화물과 오일 얼룩을 제거하고, 솔더와 모재를 산화로부터 보호하며, 솔더의 습윤성과 모세관 유동성을 개선하는 것입니다. 플럭스의 융점은 땜납의 융점보다 낮아야 합니다. 소프트 솔더링에 일반적으로 사용되는 플럭스는 로진 또는 염화 아연 용액이며, 붕사, 붕산 및 알칼리성 불소 혼합물은 일반적으로 사용되는 플럭스입니다.
브레이징은 열원 또는 가열 방법에 따라 불꽃 브레이징, 유도 브레이징, 딥 브레이징, 저항 브레이징 등 여러 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
낮은 가열 온도로 인해 공작물 재료의 성능에 최소한의 영향을 미치고 용접 부품의 응력 변형이 감소합니다. 그러나 브레이징 조인트의 강도는 일반적으로 낮고 내열성이 떨어집니다.
브레이징을 위한 가열 방법:
납땜에는 거의 모든 열원을 사용할 수 있으며 납땜 공정은 그에 따라 분류됩니다.
화염 브레이징:
탄소강, 스테인리스강, 경질 합금, 주철, 구리 및 구리 합금, 알루미늄 및 알루미늄 합금의 경질 납땜은 가스 불꽃으로 가열하여 이루어집니다.
인덕션 브레이징:
용접 부품은 교류 자기장에 의해 생성된 저항 열을 통해 가열됩니다. 이 방법은 특히 파이프 샤프트와 같이 대칭 형상을 가진 용접 부품에 적용됩니다.
딥 브레이징:
용접 부분 또는 전체 조각을 용융 소금 혼합물 또는 땜납 용융물에 담그고 브레이징 프로세스 액체 매체의 열을 통해 수행됩니다. 이 방법은 빠른 가열, 균일한 온도, 용접 부품의 최소 변형이 특징입니다.
용광로 브레이징:
저항 용광로는 가스 또는 불활성 가스를 진공 또는 환원하여 용접 부품을 보호하는 데 사용할 수 있습니다.
다른 납땜 방법으로는 납땜 인두 납땜, 저항 납땜, 확산 납땜, 적외선 납땜, 반응 납땜, 전자빔 납땜 등이 있습니다, 레이저 브레이징등 다양한 기능을 제공합니다.
브레이징은 다음과 같은 용도로 사용할 수 있습니다. 탄소강 용접, 스테인리스강, 고온 합금, 알루미늄, 구리 및 기타 금속 재료뿐만 아니라 이종 금속, 금속 및 비금속을 연결하는 데 적합합니다. 다음 용도에 적합합니다. 용접 조인트 특히 정밀하고 미세하며 복잡한 납땜을 위해 실온에서 거의 또는 전혀 사용하지 않습니다.
1 고주파 용접
고주파 용접은 고체 저항 열에 의해 생성된 에너지를 활용하는 고상 저항 용접의 한 방법입니다. 용접 시 고주파 전류가 공작물 내에 열을 발생시켜 용접 부위의 표면층을 녹이거나 녹는 것에 가까운 상태에 이르게 합니다. 그런 다음 업셋 단조력을 적용하거나 적용하지 않고 금속을 결합합니다.
고주파 용접에는 접촉식 고주파 용접과 유도식 고주파 용접의 두 가지 유형이 있습니다. 접촉식 고주파 용접에서는 고주파 전류가 직접 접촉을 통해 공작물에 전달되는 반면, 유도식 고주파 용접에서는 외부 유도 코일이 공작물 내부에서 전류를 생성합니다.
고주파 용접은 전문 장비가 필요한 특수 용접 방식입니다. 용접 속도가 최대 30m/분으로 생산성이 높은 것으로 알려져 있습니다. 이 방법은 일반적으로 파이프의 세로 또는 나선형 접합부를 용접하는 데 사용됩니다.
2 폭발 용접
폭발 용접은 화학 반응으로 생성된 에너지를 활용하는 고상 용접 방법의 또 다른 유형입니다. 그러나 폭발성 폭발에 의해 생성된 에너지를 사용하여 금속을 결합합니다.
폭발이 일어나는 동안 두 금속 조각을 빠르게 결합하여 1초 이내에 금속 결합을 형성할 수 있습니다. 모든 용접 방법 중에서 폭발 용접은 함께 용접할 수 있는 금속 조합의 범위가 가장 넓습니다. 이 방법을 사용하면 서로 호환되지 않는 금속 특성을 가진 두 금속을 다양한 전이 접합부에 용접할 수 있습니다.
폭발 용접은 주로 표면적이 넓은 평평한 커버링에 사용되며 복합 보드를 만드는 데 효율적인 방법입니다.
3 초음파 용접
초음파 용접은 기계 에너지를 활용하는 또 다른 유형의 고상 용접 방법입니다. 이 방법에서는 용접 공작물에 낮은 정압을 가하고 음향 극에서 방출되는 고주파 진동이 접합 표면에 강한 마찰과 열을 발생시켜 금속을 결합합니다.
초음파 용접은 금속과 금속, 이종 금속, 금속과 비금속을 포함한 대부분의 금속 재료를 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 이 방법은 특히 두께가 2 ~ 3mm인 와이어, 호일 또는 플레이트의 박판 금속 접합부를 반복적으로 생산할 때 유용합니다.
1 용접 로봇
용접 기술의 눈부신 발전은 용접 공정이 기계화에서 자동화, 지능화, 정보화로 진화한 데서 알 수 있습니다.
지능형 용접 로봇의 구현은 용접 공정의 고도의 자동화를 나타내는 중요한 지표입니다.
용접 로봇은 용접 자동화에 대한 기존의 접근 방식을 깨고 소규모 생산을 자동화할 수 있게 해줍니다.
용접 로봇은 대부분 고정식 암 타입의 기계로, 티칭 로봇과 지능형 로봇의 두 가지 유형이 있습니다.
교육용 로봇:
이 로봇은 용접 트랙과 매개 변수를 암기하도록 학습하고, 지시 프로그램을 엄격하게 따라 제품의 용접을 완료합니다.
단 한 번의 명령으로 로봇은 각 단계를 정확하게 반복할 수 있습니다.
이 용접 로봇은 널리 사용되며 조립 라인에서 대량 생산에 적합합니다.
그들의 주요 기능은 배운 반복을 시연하는 것입니다. 하지만 환경 변화에 대한 적응력이 떨어집니다.
건설 현장의 대형 구조물을 소규모로 제작하는 데는 적합하지 않습니다.
지능형 로봇:
간단한 제어 지침에 따라 용접의 시작점, 공간 궤적 및 관련 파라미터를 자동으로 결정할 수 있습니다.
현재 상황에 따라 로봇은 용접 궤적을 자동으로 추적하고 용접 토치 위치를 조정하며 용접 토치 위치를 수정할 수 있습니다. 용접 매개변수를 클릭하고 용접 품질을 제어합니다.
가장 진보된 유형의 용접 로봇으로 민첩성, 가벼움, 이동 용이성이 특징입니다.
다양한 구조와 위치의 용접 작업에 적응할 수 있지만 실제 적용은 아직 제한적이며 주로 연구 개발 단계에 있습니다.
스폿 용접 로봇은 전체 용접 로봇 중 50%~60%를 차지합니다. 스폿 용접 로봇은 로봇 본체와 스폿 용접 시스템과 제어 시스템으로 구성됩니다.
로봇 본체는 1~5개의 자유도를 가지며, 제어 시스템은 제어 시스템과 용접 구성 요소에 의해 관리됩니다.
용접 시스템은 주로 용접 컨트롤러, 용접 클램프, 물, 전기 및 기타 보조 부품(수중 용접용)으로 구성됩니다.
2 컴퓨터 소프트웨어 적용.
용접 분야에서 컴퓨터 소프트웨어의 적용은 다음과 같은 여러 분야를 포괄합니다:
여기에는 용접 열 공정, 용접 야금 공정, 용접 응력 및 변형 시뮬레이션이 포함됩니다.
용접은 아크 물리학, 열 전달, 야금학, 역학이 관련된 복잡한 과정입니다. 컴퓨터 시스템은 이러한 모든 과정을 시뮬레이션하여 다양한 구조와 재료에 가장 적합한 설계 방식, 공정 방법, 용접 파라미터를 결정할 수 있습니다.
전통적으로 용접 공정은 일련의 실험이나 경험을 통해 안정적이고 경제적인 용접 구조를 달성하기 위해 결정되었습니다. 그러나 컴퓨터 시뮬레이션은 제한된 수의 검증 테스트를 통해 수치적 방법을 사용하여 문제를 해결할 수 있는 가능성을 입증했습니다. 이를 통해 실험 작업의 필요성을 크게 줄이고 인력, 재료, 시간을 절약할 수 있습니다.
컴퓨터 시뮬레이션은 새로운 엔지니어링 구조와 재료를 용접하는 데에도 중요한 역할을 합니다. 컴퓨터 시뮬레이션의 수준에 따라 용접의 자동화 정도도 결정됩니다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션은 용접 구조물과 접합부의 강도와 성능을 분석하는 데 사용됩니다.
용접 공정 설계, 공정 파라미터 선택, 용접 결함 진단, 용접 비용 예산 책정, 실시간 모니터링, 용접 CAD, 용접기 테스트 등에 사용됩니다.
데이터베이스 기술은 원자재 및 용접 테스트부터 용접 기술 및 생산에 이르기까지 용접의 모든 측면에 통합되었습니다. 데이터베이스 시스템의 몇 가지 예로는 용접 절차 자격, 용접 절차 사양, 용접기 아카이브 관리, 용접 재료, 재료 구성 및 특성 등이 있습니다, 용접성 용접, 용접 CCT 다이어그램 관리 및 표준 컨설팅 시스템을 구축했습니다. 이러한 데이터베이스 시스템은 용접 분야의 다양한 데이터와 정보를 관리하기에 유리한 조건을 제공합니다.
용접 전문가 시스템은 주로 공정 개발, 결함 예측 및 진단, 컴퓨터 지원 설계 등에 중점을 둡니다. 현재 용접 전문가 시스템에서는 공정 선택 및 개발이 가장 중요한 응용 분야이며, 용접 공정의 실시간 제어가 중요한 개발 방향입니다.
이는 제품 데이터 분석 및 용접 품질을 실시간으로 모니터링하는 데 사용됩니다.
용접 공정에서도 컴퓨터 지원 설계/제조(CAD/CAM)는 주로 NC 절단, 용접 구조 설계 및 용접 로봇에서 점점 더 많이 사용되고 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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