용접 종류와 특성 을 정확히 파악하고 계신가요? 금속과 플라스틱을 열과 압력으로 접합하는 용접 기술은 산업 현장에서 없어서는 안 될 핵심 기술입니다. 하지만 잘못된 용접 방법을 선택하거나 특성을 제대로 이해하지 못하면 작업 효율성이 떨어지고 심각한 사고까지 발생할 수 있습니다. 현재 용접법의 종류는 매우 다양하며 일반적으로 용접하는데 필요한 에너지의 근원에 따라 기계적, 전기적, 화학적, 광학적으로 분류할 수 있고, 자동화 정도에 따라 수동, 반자동, 자동의 세 가지로 구분할 수도 있습니다. 각각의 용접 방법은 특정 재료나 상황에 맞게 설계되어 있어서 사용자의 요구에 따라 최적의 결과를 제공할 수 있으며, 올바른 용접 방법 선택은 작업 품질과 안전성을 좌우하는 핵심 요소입니다.
용접 종류와 특성별 분류체계
용접의 분류를 모르고 작업했다가 전체 구조물이 붕괴된 사고가 실제로 발생합니다. 용접법의 종류는 매우 다양하며, 이를 분류하는 방법도 여러가지가 있습니다. 일반적으로 용접하는데 필요한 에너지의 근원에 따라 분류할 수 있는데, 기계적, 전기적, 화학적, 광학적으로 분류할 수 있습니다. 융접(Fusion welding)은 모재나 재료를 녹여서 가공물을 접합하는 가공 방식으로, 가장 보편적인 용접법에 속하며 고체상에서 완전히 용해되는 물질은 융접이 잘 되고, 두 금속 사이에 용해되는 중간매개재료를 넣어 접합하기도 합니다. 압접은 용접 종류 중 하나로, 재료를 녹이지 않고 주로 고체 상태에서 강한 압력을 통해 두 물질을 접합하는 가공 방식을 뜻합니다.
분류기준 | 종류 | 특성 | 주요용도 |
에너지원 | 전기적/기계적/화학적/광학적 | 열원에 따른 구분 | 산업별 적용 |
자동화정도 | 수동/반자동/자동 | 작업자 개입 정도 | 생산성 결정 |
접합방식 | 융접/압접 | 재료 용융 여부 | 재료 특성 고려 |
전극형태 | 소모성/비소모성 | 전극 재사용 가능성 | 경제성 영향 |
아크용접 완전분석
아크용접을 잘못하면 4천여명 통계에서 백내장 발생률이 8% 증가합니다. 아크방전을 이용해서 용접하는 방법으로 금속과 금속간의 용접에 쓰이며, 설비비가 싸고 용접이 간편합니다. 하지만 자외선이 방출되므로 헬멧은 필수로 착용해야 하며, 4천여명을 대상으로 한 통계에 따르면 용접 작업자의 일반인 대비 백내장 발생율은 최대 +8%로 나타났습니다. 피복아크용접(SMAW)은 가장 기본적인 아크 용접 방법으로 용접봉을 사용하는 용접을 말하며, 바람에 강하기 때문에 실외에서 아크 용접을 하는 경우에 대체적으로 이 용접이 사용됩니다. 서브머지드 아크 용접(SAW)은 용접이 진행되는 방법 자체는 SMAW와 비슷하며, 피복으로 된 용제 대신 입자화 된 용제를 공급하여 용접하는 부위를 아예 덮어버리는 방식입니다.
- 피복아크용접: 바람에 강해 실외작업 적합
- 서브머지드아크용접: 용제더미로 밀폐하여 안전성 높음
- 플라즈마아크용접: 15,000도 고온으로 3배 강한 열원
- 가스텅스텐아크용접: 비소모성 전극으로 고품질 용접
- 전자빔용접: 진공 중에서만 가능하지만 정밀용접
TIG용접 심화이해
TIG용접은 텅스텐 전극봉이 용접부에 오염되면 용접부가 취화되기 쉽습니다. 텅스텐 불활성 가스(TIG)용접으로도 알려진 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 용접을 생성하기 위하여 비소모식 텅스텐 전극을 사용한 아크 용접 공정입니다. 텅스텐의 용융점은 3,387℃로 금속중 가장 높은 용융점을 가지고 있어 비소모성 전극으로 사용되며, 용접 영역은 불활성 차폐 가스(아르곤 또는 헬륨)가 대기 오염으로부터 금속에 섞여 들어가는 것을 보호합니다. TIG 용접은 용접 입열의 조정이 용이하기 때문에 박판 용접에 매우 좋고, 거의 모든 금속의 용접에 이용할 수 있지만 용융점이 낮은 금속 즉, 납, 주석 또는 주석의 합금 등의 용접에는 이용하지 않습니다. 용접부의 기계적 성질과 내부식성이 우수하며 플럭스가 불필요하여 비철금속 용접이 용이합니다.
장점 | 특성 | 적용분야 |
고품질 용접 | 스패터 거의 없음 | 스테인리스강, 알루미늄 |
정밀 제어 | 열 입력 조절 용이 | 박판, 정밀 부품 |
전자세 용접 | 모든 방향 가능 | 파이프, 구조물 |
깨끗한 마감 | 후처리 불필요 | 식품산업, 의료기기 |
MIG용접 특성과 활용방안
MIG용접은 연속 와이어 공급으로 빠른 속도를 자랑하지만 바람에 취약합니다. MIG용접은 Metal Inert Gas 용접의 약자로, 소모성 금속 와이어 전극과 보호 가스를 사용하여 빠르고 효율적으로 금속을 용접하는 방식입니다. 코일 모양으로 감긴 용접용 와이어를 송급 장치에서 연속적으로 송급하며, 와이어는 토치 선단의 칩으로 급전되고 실드 가스 속에서 모재와 와이어 간에 아크를 발생시켜 아크 열로 용융 접합합니다. 다목적으로 사용되는데 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 및 다양한 합금을 포함한 광범위한 금속을 용접하는 데 사용할 수 있으며 특히, 얇은 두께에서 중간 두께의 재료에 적합합니다. MIG 용접은 불활성 가스 실드에 의존하기 때문에 가스 흐름을 방해하고 용접 품질에 영향을 줄 수 있는 바람과 통풍에 취약하기 때문에 용접 환경의 적절한 차폐 및 제어가 매우 중요합니다.
- 연속 용접 가능으로 높은 생산성
- 배우기 쉬워 초보자에게 적합
- 다양한 재료 용접 가능
- 바람과 통풍에 민감
- 실외 작업에는 부적합
특수용접 기술과 미래동향
레이저용접은 초기 설비비가 높지만 비접촉 작업으로 재료 손상을 최소화합니다. 레이저용접은 특정 파장의 빛을 증폭하여 생성한 에너지빔으로 작은 용접 부위에 정밀한 작업이 가능하며, 미세한 부품이나 복잡한 재료를 용접하는 데 용이합니다. 기본적으로 레이저란 특정 파장의 빛을 증폭하여 생성한 에너지빔이므로 비접촉 작업이 가능해 재료의 변형이나 손상이 적고, 고출력 특성은 빠른 용접을 도와 작업 속도가 향상시킵니다. 전자빔 용접은 전자빔을 용접부에 접촉해서 가열하는 용접으로 가해지는 열량은 작고, 상당히 깊숙하게 녹아드는 것이 가능하기 때문에 정밀한 용접에 이용됩니다. 다만 진공 중에서만 용접이 가능하기 때문에 비용은 상당히 비싸며, 인공위성이나 심해조사함, 고에너지가속기의 접합 등에 사용한 예가 있습니다.
- 레이저용접: 정밀성과 속도, 높은 초기비용
- 전자빔용접: 진공 중 작업, 극도로 정밀
- 저항용접: 전기 저항열 이용, 대량생산 적합
- 마찰용접: 기계적 마찰열, 이종금속 접합
- 초음파용접: 플라스틱 전용, 청결한 접합
안전관리와 용접결함 예방법
용접 작업자의 근골격계 질환 발생률이 일반인보다 현저히 높습니다. 용접 현장 대부분이 발판이 설치되어있어 발판을 지나다닐때 조심해야 하고 발판위에 장비나 피스류를 떨어져서 다른 작업자가 다치는 일이 없도록 주의해야 합니다. 용접 구역은 장시간 불편한 자세로 용접해야 하는 곳이 의외로 많아서 중간중간 스트레칭을 해주면 좋고 최대한 편한 자세로 작업할 수 있는 지혜가 필요합니다. 작업 특성상 목, 어깨, 허리 등의 근골격계 질환이 따라 올 수밖에 없기에 무리한 작업은 삼가고 적당한 회복시간이 반드시 필요합니다. 인터넷에 수십년을 용접만 한 사람은 거의 반드시 실명하여 가족을 위해 눈을 파는 직업으로 소개하는 경우가 있는데, 이는 마스크를 사용하지 않는 등 보호장구를 착용하지 않아서 일어나는 사태입니다.
- 보호장구 착용 필수: 용접마스크, 보호복, 장갑
- 작업환경 정리: 발판 안전, 환기 시설 확보
- 근골격계 보호: 정기적 스트레칭, 적절한 휴식
- 화재 예방: 가연성 물질 제거, 소화장비 비치
- 정기 건강검진: 호흡기, 눈 건강 관리
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