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3). 가스방호 금속 아크용접(GMAW : Gas Metal-Arc Welding)
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그림 5. 가스방호 금속 아크용접 공정의 개략도 |
그림 6. 가스방호 금속 아크용접 작업에 사용되는 장비 |
a) 1940년대에 비소모성인 텅스텐 전극대신에 소모성 전극을 사용하는 가스 금속 아크 용접이 개발됨
b) 텅스텐 전극대신 나심선의 지름 1.0~2.4mm의 전극와이어를 일정한 속도로 토치에 송급하여 와이어와 모재사이에 아크를 발생시켜 용접을 하는 방법
c) 초기에는 주로 두꺼운 전도성 판에 용접할 목적으로 개발되었지만 현재는 알루미늄, 구리, 마그네슘, 니켈 합금, 티타늄, 강철 합금 등 여러 분야에 응용되고 있음
d) 불활성가스인 아르곤(Ar)이나 헬륨(He)을 사용하는 경우 :
→ 불활성 가스금속 아크 용접(Inert Gas Metal Arc Welding 또는 MIG : Metal Inert Gas)이라함
° 불활성 가스 금속 아크용접(MIG)
- 용가재인 전극와이어를 연속적으로 송급하여 아크를 발생시키는 방법으로 TIG에 비해 용착율이 빠름
- 전원은 직류식이며 와이어를 양극으로 하는 역극성으로 작업함
- MIG용접의 보호가스 : 순수 Ar, Ar+He, Ar+O2, Ar+CO2가 사용됨
- 건(Gun) : 전극와이어, 용접전류와 보호가스를 와이어 송급기로부터 아크영역으로 이송하는데 사용되는 부분
- 불활성 가스금속 아크 용접은 제거할 슬래그가 없으므로 피복 아크용접에 비해 작업주기가 빠름
e) 활성가스인 이산화탄소를 사용하는 경우
→ 활성가스 금속 아크용접(Active Gas Metal Arc Welding 또는 MAG : Metal Active Gas), 또는 탄산가스(CO2)용접이라 함
° 탄산가스 아크용접(MAG)
- 불활성 가스 대신에 경제적인 탄산가스를 이용하는 용접방법
- 전극은 소모성을 주로 사용하며 비소모성 전극을 사용하는 방법도 있음
- 탄산가스는 활성이므로 고온의 아크에서는 산화성이 크고 용착 금속의 산화가 심하여 기공 및 그 밖의 결함이 생기기 쉬우므로 Mn, Si등의 탈산제를 함유한 와이어를 사용함
- 순수한 CO2 가스 이외에 CO2-O2, CO2-CO, CO2-Ar, CO2-Ar-O2 등이 사용되기도 함
- 탄산가스 아크 용접은 산화성이므로 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등에는 사용하지 않는데 그 이유는 용융표면에 산화막이 형성되어 용착을 방해하기 때문임
f) 가스방호 금속 아크용접법은 전극이 소모성이므로 연속적으로 전극 와이어를 공급해 주어야함
g) 가스방호 금속 아크용접법의 장치
° 가스 및 냉각수 송급장치
° 금속와이어를 일정한 속도로 송급하는 장치
° 전원장치 및 전극와이어
° 전류, 가스 및 냉각수의 송급속도를 조절하는 제어장치
h) 장치의 용접토치 중앙으로 전극와이어가 송급되어 아크를 형성하면서 용융지로 녹아들어 간다.
I) 전극 주위로 헬륨, 아르곤, 이산화탄소, 질소 등의 가스가 흐르게 됨
j) 전극와이어의 성분 : 대부분 모재와 같게 만들어져 있으며 전기적 접촉과 부식을 방지하기 위해 구리가 코팅되어 있음
k) 전극와이어(용가재)에는 산화방지제(deoxidizer)가 들어 있음
° 강철 용가재 : 망간, 실리콘, 알루미늄이 산화 방지제로 포함
° 니켈 합금 용가재 : 티타늄, 실리콘이 산화 방지제로 포함
° 구리합금 용가재 : 티타늄, 실리콘, 인이 산화 방지제로 포함 |
