용접변형의_이해_03차시_강의노트

피복 아크 용접 [2]

용접변형의 이해

학습내용학습내용

학습목표학습목표

1. 아크 용접 작업용 기구 및 보호구

2. 피복 아크 용접봉3. 피복 아크 용접 작업

아크 용접 작업용 기구 및 보호구 , 피복 아크 용접봉으로는 어떤 것이 있는지 , 피복 아크 용접 작업은 어떻게 하는 것인지 설명할 수 있습니다 .

▐ 이번 차시의 주요 학습내용과 학습목표입니다 .


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용접봉을 물어 전류를 케이블로부터 용접봉으로 전달하는 기구

1) 홀 더

• 무게가 가벼울 것• 절연이 잘 되고 견고 할 것

• 접촉 저항에 의한 발연은 작을 것

• 지름이 다른 용접봉의 착탈이 쉬울 것

전체적 절연

손잡이만 절연

홀더의 구비 조건

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1) 홀 더

형 식 규 격 종 류

정 격사용봉의

지름

접속되는 홀더용 케이블사용율

(%) 용접 전류 아크 전압

A 형B 형

KSC 9607

100 70 100 25 1.2~3.2 22

200 70 200 30 2.0~5.0 38

300 70 300 30 3.2~6.4 50

400 70 400 30 4.0~8.0 60

500 70 500 30 5.0~9.0 80

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2) 케이블

용접은 (+) 와 (-) 의 연결로 용접이 되는 데 이 때 사용하는 것이 케이블 ( 전선 )

200A300A

400A

1 차측 ( ㎜ ) 5.5 8 14

2 차측 ( ㎟ ) 38 50 60

용접기의 입구 쪽에 들어오는 것

우리가 사용하는 홀더선 ( 전극 케이블 )

과 접지선 ( 접지 케이블 )

유연성을 확보하기 위하여 캡타이어 전선 사용

홀더 측에 하나는 집게 클램프 등을 이용하여 모재에 접속하여 용접

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3) 접지 클램프

2 차 케이블을 손쉽게 모재로부터 접속 또는 분리되도록 한 것

케이블 끼리 접속에 사용되는 기구를 케이블 커넥터라고 함

볼트의 체결로 용접기 단자에 접속되도록 하는 것을 케이블 러그라 함

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4) 기타 보호구

유해 광선으로부터 눈을 보호하기 위하여 사용하는 유리를 차광 유리라 하는데 일반적으로 전류에 따라 차광도 번호를 달리하여야 함 .

용접 종류 용접 전류 [A] 용접봉 지름 [ ㎜ ] 차광도 번호

금속 아크 30 이하 0.8~1.2 6

금속 아크 30~45 1.0~1.6 7

금속 아크 45~75 1.2~2.0 8

헬리 아크 75~130 1.6~2.6 9

금속 아크 100~200 2.6~3.2 10

금속 아크 150~250 3.2~4.0 11

금속 아크 200~300 4.8~6.4 12

금속 아크 300~400 4.4~9.0 13

탄소 아크 400 이상 9.0~9.6 14

퓨즈의 용량 =1 차 입력 (KVA)

전원 전압 (V)

장갑 , 앞치마 등

각종 보호구를 착용하고 용접

규정 값보다 크거나 구리선 철선 등을

퓨즈 대용으로 사용하지 않도록 주의

차광 유리

퓨 즈

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2. 피복 아크 용접봉

1) 용접봉이란 ?

용접에 사용되는 심선은 주로 저탄소 림드강이 사용

용접봉 , 용가재 , 전극봉은 같이 사용되는 용어이며 , 자동 및 반자동 용접에서는 와이어를 사용

금속 아크 용접에서는 비피복 용접봉과 피복 용접봉을 사용하는데 비피복 용접봉은 자동이나 반자동에서 주로 사용되며 , 피복 아크 용접봉은 주로 수동 아크 용접에서 사용

심선의 길이 끝 25 ㎜ 정도는 전류가 통할 수 있도록 피복하지 않고 , 반대쪽 끝 3 ㎜정도는 아크의 원활한 발생을 위하여 피복하지 않음

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2) 피복제의 작용

• 아크를 안정시켜 용접작업을 용이하게 한다 .• 중성 또는 환원성 분위기를 만들어 대기중의 산소나 질소가 용접부에 침입되지 않도록 하여 용접부를 보호한다 .

•용융점이 낮고 적당한 점성을 가진 가벼운 슬랙을 만든다 .•용착금속의 탈산 정련작용을 한다 .•용착 금속에 필요한 원소를 첨가한다 .•용적을 미세화 하고 용착 효율을 높인다 .•용착금속의 급랭을 방지하여 취성이 생기지 않도록 한다 .•전기 절연 작용을 한다 .

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3) 피복제의 종류

가스 발생제

슬랙 생성제

아크 안정제

탈산제

고착제

규산 나트륨 , 규산 칼륨 ,

산화 티탄 , 석회석 ,

산화티탄 , 탄산 나트륨

석회석 , 형석 , 탄산나트륨 , 일미나이트

석회석 , 셀룰로오스 등

페로 실리콘 , 페로 망간 , 페로 티탄 , 페로 바나듐 , Al, Mg, 소맥분

규산 나트륨 , 규산 칼륨 , 아교 , 소맥분 , 해초 등

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4) 용착 금속의 보호 형식

슬랙 생성식

( 무기물형 )

가스 발생식

( 유기물형 )

반가스 발생식

• 용융 금속의 위를 덮어 산화 , 질화 방지 및 탈산 정련 작용을 도움 .• 하지만 용접 중 슬랙 섞임의 우려가 있고 , 용접 후 슬랙을 제거하여야 하는 단점이 있음 .

• 용제의 연소에 의해서 발생된 환원 가스 (CO2, H2 등 ) 나 불활성 가스 (He, Ar 등 ) 에 의해 용접부를 덮어 용접부를 보호하는 형식

• 슬랙 생성식에 비하여 아크 전압이 높아지는 경향이 있음 .• 용접 전류의 선정 , 운봉법 등을 잘못하면 언더컷을 일으키기 쉬움 .• 비드 파형이 나쁘게 될 수 있음 .• 하지만 전자세 용접에 적당하고 용접 후 슬랙의 제거가 쉬움 .• 용접 속도가 빠르며 작업 능률이 높음 .

• 슬랙 생성식과 가스 발생식의 특성을 합한 것• 슬랙 생성식에 환원성 가스 , 불활성 가스를 발생하는 유기물을 소량 가한 것

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5) 아크 발생 및 중단

아크를 발생 시킬 때에는 용접봉 끝을 모재에 10 ㎜정도되게 가까이 대고 , 아크 발생 위치를 정한 다음 헬멧이나 핸드실드로 얼굴을 가리고 동시에 순간적으로 재빨리 모재 표면에 접촉시켰다가 3~4 ㎜ 정도 떼면 아크가 발생

아크를 끊을 때에는 용접이 끝나는 부분에 가서 아크를 짧게 하여 용접봉을 2~3회 돌려주어 크레이터를 채운 다음 끊어준다 . 또한 다시 이을 때에는 크레이터보다 10~15 ㎜ 앞에서 아크를 발생시켜 크레이터를 충분히 예열하면서 용접봉을 크레이터 위로 이동시켜 전 비드와 높이가 같도록 한다 .

주의 ! 주의 !

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6) 연강용 피복 아크 용접봉의 규격

E 43 □ ◇

※ 연강용 피복 아크 용접복의 규격에 관한 자세한 내용은 강의를 참조하여 작성해 보세요 .

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7) 연강용 피복 아크 용접봉의 종류

종류 3 주성분 특성

E4301( 일미나이트계 ) 일미나이트 30% 이상 함유 작업성 및 기계적 성질 양호

E4303( 라임 티탄계 ) 산화티탄 약 30%, 석회석 함유

비드가 곱고 , 박판 용접에 적합

E4311( 고셀롤로오스계 ) 셀롤로오스 20~30% 가스 실드식으로 전자세 용접에 적합

E4313( 고산화 티탄계 ) 산화티탄 약 35% 정도 작업성이 우수하며 , 박판 용접에 적합

E4316( 저 수소계 ) 석회석 , 형석 등 염기성 탄산염

기계적 성질 및 균열의 감수성 우수

E4324(철분산화티탄계 ) 고산화티탄계에 50% 철분첨가

아크가 조용하고 저합금강 등에 사용

E4326( 철분 저수소계 )저수소계에 철분 30~50% 첨가

용착 속도가 크고 후판 용접에 사용

E4327(철분 산화철계 ) 산화철에 철분 30~45% 첨가

스프레이형으로 후판 용접에 적합

E4316>E4301>E4313 E4313>E4301>E4316

기계적 성질 작업성

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7) 연강용 피복 아크 용접봉의 종류

• Ni, Cr, Mn, Si, Cu, Ti, V. Mo, B등을 첨가 -> 고장력강용 용접봉이라 함 .

• 다른 피복봉에 의하여 1/10 정도 수소량이 적은 것• 300~350℃ 정도로 1~2 시간 정도 건조시켜 사용• 편심율은 3% 이내이어야 함 .

저수소계 용접봉 등

항복점 32㎏ /㎟ ,

장 강도 50㎏ /㎟이상

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용접봉의 용융이 너무 빠르고 , 언더컷 등이 발생

3. 피복 아크 용접 작업

1) 용접봉 지름에 따른 용접 전류

전류는 일반적으로 용접봉 심선의 1㎟에 대해 10~11A 정도

종류 자세용접봉 지름 ( ㎜ ) / 용접 전류 (A)

2.6 3.2 4.0 5.0 6.0 6.4 7.4

E 4301F

H,V,OH

50~85 80~130 120~180

170~240

240~310

- 300~370

40~70 60~110 100~150

130~200

- - -

E 4303F

H,V,OH

60~100

100~140

140~190

200~260

250~330

- 310~390

50~90 80~110 110~170

140~210

- - -

E 4311F

H,V,OH

50~75 70~110 110~155

155~200

190~240

- -

30~70 55~105 90~140 120~180

- - -

E 4313 F

H,V,OH

55~95 80~130 125~195

170~230

230~300

240~320

-

50~90 70~120 100~160

120~200

- - -

E 4316F

H,V,OH

55~85 90~130 130~180

180~240

250~310

- 300~380

50~80 80~115 110~170

150~210

- - -

E 4324 F, H-Fil - 130~160

180~220

240~290

- 350~450

-

E 4326 F, H-Fil - - 140~180

180~220

240~270

270~300

290~320

E 4327 F, H-Fil - - 170~200

210~240

260~330

280~330

310~360

용접봉의 종류 및 굵기에 따라 용접 전류 결정

3,14×1.62×11≒88

용접 전류가 높으면 ?

높은 전류 사용-> 모재의 재질 , 용접 자세가 높은 전류를 사용

용접 변형을 방지하려면 ?

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2) 용접봉의 각도

언더컷이나 슬랙 섞임을 방지하고 파형이 균일하고 아름다운 비드를 얻기 위하여 중요 !

진행각을 많이 기울이면

진행은 쉬울 수 있으나 비드 파형이 거칠어 짐 .

•용접봉과 용접선이 이루는 각도•용접봉의 수직선 과의 각도 •75~85˚

• 이음 방향에 나란히 세워진 수직 평면과의 각도

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3) 운봉 방법

용접봉을 여러 가지 모양으로 움직여 비드를 형성하는 것을 운봉법이라 하는 데 비드 나비 , 용접 자세 등에 따라 적당한 운봉법을 사용하여야 한다 .

위빙의 폭은 심선 지름의 2~3배가 적당하다 .

위빙을 할 때 운봉이 좋지 못하면 각종 결함이 생길 수 있다 . 즉 언더컷 , 오버랩 , 용입 불량 , 슬랙 섞임 등이 발생될 수 있다 .

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3) 운봉 방법

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