전극 아크 용접 작업 초보자 가이드

1. 호 치기

용접을 시작하려면 먼저 스크래치 방법 또는 직접 타격 방법으로 아크를 쳐야 합니다.

(1) 스크래치 방식

먼저 전극의 끝을 작업물에 맞춘 다음 손목을 살짝 비틀어 성냥을 두드리듯 작업물 표면의 전극을 부드럽게 긁습니다. 너무 큰 힘을 가하지 말고 전극을 2~4mm 들어 올려 공중에 아크를 생성합니다.

아크를 점화한 후 전극은 공작물에서 너무 멀리 떨어져서는 안 되며 일반적으로 10mm를 넘지 않아야 하고 용접 영역을 넘어서는 안 됩니다. 그런 다음 손목을 다시 수평 위치로 비틀고 일정한 아크 길이를 유지한 다음 용접을 시작합니다. 스크래치 방법은 그림 5-15a에 나와 있습니다.

a) 스크래치 방법
b) 직접 타격 방법

(2) 직접 타격 방법

먼저 전극의 끝을 공작물과 정렬한 다음 손목을 살짝 구부려 전극과 공작물이 가볍게 닿도록 한 다음 2~4mm 빠르게 들어 올려 아크를 생성합니다. 아크를 치고 나면 직접 치는 방법의 경우 그림 5-15b와 같이 손목의 수평을 맞추고 일정한 아크 높이를 유지하여 용접을 시작합니다.

스크래치 시작 방법은 초보자도 쉽게 익힐 수 있지만 부적절하게 작동하면 공작물 표면이 손상될 수 있습니다. 직접 타격 방법은 초보자가 마스터하기가 더 어렵고 부적절하게 작동하면 전극이 공작물에 달라 붙거나 너무 많은 힘을 사용하면 큰 플럭스 덩어리가 떨어질 수 있습니다.

(3) 아크 타격 시 주의사항

아크를 치는 영역은 전도도에 영향을 미치고 용접 풀에 산화물을 생성하여 용접물에 다공성 및 슬래그가 포함되는 것을 방지하기 위해 기름, 녹 및 기타 이물질이 없는 깨끗한 상태여야 합니다. 전극이 용접 코어를 노출시켜 전기가 잘 통하도록 해야 아크가 쉽게 형성됩니다.

아크를 타격할 때 공작물 표면이 손상되지 않도록 아크는 용접 이음새 내에서 타격해야 합니다. 아크 타격 지점은 용접 지점(또는 아크의 이전 종료 지점) 10~20mm 전방에 위치해야 합니다. 아크를 점화한 후 전극을 이전 전극의 끝점으로 이동하여 용접을 시작하면 특히 기본 전극의 경우 새 전극에서 처음 몇 방울의 용융 금속이 낮은 온도로 인해 다공성 및 외관 불량을 방지할 수 있습니다.

2. 전극 조작

(1) 전극 조작의 기본 동작

점화 아크 용접 시 전극은 용접 이음새가 잘 형성되고 안정적인 아크 연소를 위해 전극을 용접 풀 쪽으로 전진, 전극을 옆으로 흔들기, 전극을 앞으로 이동하는 세 가지 기본 동작을 수행해야 합니다. 전극 조작의 세 가지 동작은 그림 5-16에 나와 있습니다.

1-전극 공급
2- 전극 진동
3-전극 발전

1) 용융 풀에 전극을 공급하는 작업입니다.

용접 과정에서 전극은 아크의 열에 의해 서서히 녹고 짧아지면서 아크 길이가 증가합니다. 안정적인 아크와 특정 아크 길이를 유지하려면 전극을 용융 풀 방향으로 서서히 공급해야 합니다. 이를 위해서는 전극의 공급 속도가 전극의 용융 속도와 같아야 합니다.

전극 이송 속도가 너무 빠르면 아크 길이가 빠르게 짧아져 전극이 공작물에 닿아 단락이 발생하고, 이송 속도가 너무 느리면 아크가 끊어질 때까지 아크 길이가 길어집니다. 실습 결과, 균일한 전극 이송 속도와 일정한 아크 길이가 우수한 용접을 얻기 위한 중요한 조건임을 알 수 있습니다.

2) 전극의 측면 스윙 동작.

용접 과정에서 일정한 용접 폭을 확보하고 용접의 내부 품질을 개선하려면 전극이 적절한 측면 진동을 가져야 합니다. 진동의 진폭은 필요한 용접 폭과 전극의 직경과 관련이 있으며, 진동이 클수록 용접 폭이 넓어집니다.

측면 진동은 필연적으로 용접 속도를 감소시키고 용접에 투입되는 열을 증가시킵니다. 용접의 일반적인 폭은 일반적으로 전극 직경의 2~5배입니다. 오스테나이트 스테인리스 스틸 및 3.5Ni 저온 강철과 같이 낮은 열 입력이 필요한 일부 재료의 경우 단일 패스 용접의 측면 진동은 권장되지 않습니다.

3) 전극의 전진 이동.

용접 과정에서 전극이 앞으로 이동하는 속도는 적절해야 합니다. 전극이 너무 빨리 움직이면 아크가 전극과 모재를 충분히 녹일 수 없어 용접 단면이 너무 작거나 불완전 침투와 같은 용접 결함이 발생합니다. 전극이 너무 느리게 움직이면 용융 금속이 너무 많이 축적되어 오버플로 및 용접 불량 형성이 발생하고, 열이 집중되어 얇은 공작물은 번스루가 발생하기 쉽고 두꺼운 공작물은 과열되어 용접 금속의 전반적인 성능이 저하될 수 있습니다.

따라서 전류 크기, 전극 직경, 공작물의 두께, 조립 간격, 용접 위치 및 공작물의 재질 등 다양한 요인에 따라 전극이 앞으로 이동하는 속도를 적절히 제어해야 합니다.

(2) 전극 조작 방법

소위 전극 조작 방법은 용접 과정에서 용접기가 전극을 이동하는 기술을 말합니다. 전극 각도 및 전극 움직임의 세 가지 움직임과 함께 용접 작업 기술을 구성합니다. 전극 조작 방법은 우수한 용접을 얻는 데 중요한 요소이며 용접사의 조작 기술을 나타내는 중요한 지표입니다.

1) 직선 전극 조작 방법.

용접하는 동안 그림 5-17a와 같이 일정한 아크 길이를 유지하고 흔들림 없이 용접 방향으로 전진합니다. 전극이 측면으로 흔들리지 않기 때문에 아크가 더 안정적이므로이 방법은 더 큰 침투 깊이와 빠른 용접 속도를 얻을 수 있으며 쉽게 과열되는 공작물 및 얇은 판 용접에 유리하지만 용접 형성은 더 좁아 베벨링없이 두께 3 ~ 5mm의 판의 맞대기 용접, 다층 용접의 첫 번째 층 및 멀티 패스 용접에 적합합니다.

a) 직선
b) 직선 왕복

2) 직선 왕복 전극 조작 방법.

용접 과정에서 그림 5-17b와 같이 전극의 끝은 용접 방향을 따라 직선으로 앞뒤로 움직입니다. 실제 작업에서는 아크 길이가 달라집니다.

용접 시 짧은 아크를 유지하고 짧은 부분을 용접한 후 아크가 길어지고 앞으로 점프하여 용융 풀이 약간 굳을 때까지 기다렸다가 전극이 용융 풀로 돌아와 간헐적으로 용접합니다. 이 방법은 용접 속도가 빠르고 용접 이음새가 좁으며 열 방출이 빠르므로 맞대기 간격이 큰 박판 및 바닥층 용접에 적합합니다.

3) 톱니 진동 방식.

용접 과정에서 전극의 끝이 앞으로 이동하는 동안 그림 5-18과 같이 전극은 옆으로 톱니 진동을 계속합니다.

a) 일반 톱니
b) 기울어진 톱니

톱니 진동 방법을 사용할 때 양쪽에서 약간 일시 중지하고 일시 중지 시간은 주로 홈의 양쪽에서 좋은 용융을 보장하고 언더컷을 방지하기 위해 공작물의 모양, 전류 크기, 용접 폭 및 용접 위치에 따라 다릅니다. 전극의 측면 진동의 목적은 주로 용접에서 용융 금속의 흐름을 제어하고 양호한 용접 형성에 필요한 용접 폭을 얻기 위한 것입니다.

이 방법은 작동하기 쉽기 때문에 주로 두꺼운 강판을 용접하는 데 널리 사용됩니다. 구체적인 적용 분야로는 평면 용접, 수직 용접, 오버헤드 맞대기 접합, 수직 필렛 접합 등이 있습니다.

4) 초승달 진동 방식.

용접 과정에서 전극의 끝은 그림 5-19와 같이 용접 방향을 따라 초승달 모양의 측면 진동(톱니 모양과 유사)을 합니다. 진동 속도는 용접 위치, 조인트 유형, 용접 폭 및 용접 전류 크기에 따라 결정해야 합니다. 용접 양쪽이 잘 융착되고 언더컷이 발생하지 않도록 하려면 초승달 모양 양쪽 끝의 체류 시간에 주의하세요.

a) 초승달 모양
b) 역 초승달 모양

초승달 직조 방법을 용접에 사용하면 용융 풀의 가열 시간이 상대적으로 길고 금속이 잘 녹아 용융 풀의 가스가 쉽게 빠져 나가고 슬래그가 떠오르므로 다공성 및 슬래그 포함을 제거하여 용접 품질이 향상 될 수 있습니다. 그러나 용융된 금속이 중앙으로 집중되기 때문에 용접의 과도한 높이가 증가하므로 좁은 수직 용접에는 적합하지 않습니다.

맞대기 접합 필렛 용접 시 과도한 용접 금속을 피하고 양쪽의 관통을 보장하기 위해 그림 5-19b와 같이 역 초승달 직조 방법을 사용하는 경우도 있습니다. 초승달 직조 방법은 두꺼운 강판의 평면, 수직, 오버헤드 및 T 조인트 필렛 용접에 적합합니다.

5) 삼각형 직조 방법.

용접 과정에서 전극의 끝은 연속적으로 삼각형으로 움직이면서 앞으로 이동합니다. 삼각형 직조 방법은 그림 5-20과 같이 용도에 따라 일반 삼각형과 사선 삼각형 유형으로 나눌 수 있습니다.

a) 정삼각형
b) 비스듬한 삼각형

정삼각형 직조 방법은 홈이 열린 맞대기 용접과 T 조인트의 수직 용접에만 적용 할 수 있습니다. 그 특징은 한 번에 더 두꺼운 용접 섹션을 용접 할 수 있고 용접에 기공과 슬래그 포함이 쉽지 않아 용접 생산성 향상에 도움이된다는 것입니다. 내부 층이 홈 양쪽의 경사면에 의해 제한되고 폭이 작은 경우 양쪽의 완전 용융을 촉진하고 슬래그 포함을 방지하기 위해 삼각형 접힘에서 약간 일시 중지해야합니다.

비스듬한 삼각형 직조 방법은 평면 및 오버헤드 위치 T 조인트 용접 및 홈이있는 가로 용접에 적합합니다. 그 특징은 용융 금속의 흐름을 제어할 수 있다는 것입니다. 용접봉를 사용하여 양호한 용접을 형성하고 용접의 내부 기공 및 슬래그 포함을 줄이며 용접의 본질적인 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다.

두 가지 삼각형 직조 방법의 적용은 수직 용접 중 삼각형 접힘 부분에서 일시 중지하고 비스듬한 삼각형의 회전 부분에서 직조 속도를 느리게하는 등 용접의 특정 상황에 따라 결정되어야합니다. 이러한 작업이 잘 조정되면 좋은 용접 형성을 얻을 수 있습니다.

6) 원형 직조 방법.

용접 과정에서 용접봉의 끝은 그림 5-21과 같이 지속적으로 원을 그리며 앞으로 계속 이동합니다.

a) 일반 원형 양식
b) 비스듬한 원형 형태

그림 5-21a에 표시된 일반 원형 직조 방법은 두꺼운 공작물의 평면 용접에만 적합합니다. 이 방법의 장점은 용접 풀 금속이 충분한 열을 가지고 있어 용접 풀을 더 오래 유지하여 풀에서 산소 및 질소와 같은 가스의 침전을 촉진하고 슬래그의 부유를 촉진하여 용접의 본질적인 품질을 개선하는 데 도움이 된다는 것입니다.

그림 5-21b에 표시된 비스듬한 원형 직조 방법은 평면 및 오버헤드 위치 T 조인트 및 맞대기 조인트 횡단 용접에 적합합니다. 그 특징은 중력으로 인해 용융 금속이 아래쪽으로 흐르는 현상을 제어하는 데 도움이되어 용접 형성에 도움이된다는 것입니다. 동시에 용접 풀의 냉각 속도를 늦춰 풀의 가스가 빠져나가고 슬래그가 떠다니도록 하여 용접의 본질적인 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다.

7) 그림 8 직조 방법.

용접 과정에서 전극의 끝은 그림 5-22와 같이 그림 8 패턴으로 계속 움직이며 앞으로 계속 이동합니다. 이 직조 방법은 비교적 숙달하기 어렵고 넓은 맞대기 용접 및 수직 표면 용접에 적합합니다. 이 방법으로 맞대기 수직 용접의 표면층을 용접 할 때 직조 기술은 유연해야하며 직조 속도가 빨라야 더 미세하고 균일하며 미적으로 만족스러운 용접 표면을 얻을 수 있습니다.

위에서 소개한 직조 방법은 가장 기본적인 방법 중 일부에 불과합니다. 실제 생산에서 용접공은 동일한 접합 형태를 용접할 때 자신의 습관과 경험에 따라 다른 직조 방법을 채택하는 경우가 많으며, 이를 통해 만족스러운 용접 결과를 얻을 수 있습니다.

3. 시작, 연결 및 마무리

(1) 용접 시작하기

용접 시작은 용접을 시작할 때의 작업을 말합니다. 용접 전 공작물의 온도가 낮기 때문에 아크 시작 직후 아크가 안정화되지 않아 시작 부분에 얕은 침투, 다공성, 불완전한 융합, 불충분 한 폭 및 과도한 용접 축적과 같은 결함이있는 경우가 많습니다.

이러한 현상을 방지하고 줄이려면 아크 시작 후 아크를 약간 길게 하고 용접 끝을 적절히 예열한 후 직조를 여러 번 반복하여 필요한 깊이와 폭을 확보한 후 일반 용접에 적합한 아크 길이로 조정해야 합니다.

원형 용접을 시작할 때는 용접의 끝이 여기서 끝나기 때문에 외부 치수는 필요하지 않지만 주로 침투와 융합이 좋아야 하며, 마무리할 때 전환이 잘되도록 시작 부분이 더 얇아야 합니다.

중요한 공작물 및 중요 용접부의 경우, 조건이 허용하는 경우 용접 후 제거되는 용접부의 허용되지 않는 부분을 공작물 밖으로 유도하기 위해 시작 플레이트를 사용하는 것이 좋습니다.

(2) 용접 조인트

수동 금속 아크 용접 작업에서 용접 조인트는 피할 수 없는 부분입니다. 용접 조인트의 품질은 용접의 외관뿐만 아니라 품질에도 영향을 미칩니다. 용접 조인트의 기술은 표 5-11에 나와 있습니다.

표 5-11 용접 접합 기술

조인트 방법	회로도	운영 기술
중간 조인트		아크 길이가 일반 용접 아크 길이보다 약간 긴 상태에서 크레이터 앞 약 10mm에서 아크를 시작하고 크레이터로 다시 이동하여 아크를 낮추고 약간 흔들린 다음 앞으로 이동하여 정상적으로 용접합니다.
백투백 조인트		용접 시작시 약간 낮은 용접을 시작하고 후속 용접은 이전 용접의 시작점보다 약간 앞서 아크를 시작한 다음 아크를 약간 길게하여 점차적으로 이전 용접의 시작 부분으로 이어지고이 시작 부분을 덮고 평평하게 용접 한 다음 용접 방향으로 이동해야합니다.
반대쪽 조인트		뒷면 용접심에서 첫 번째 용접심의 크레이터까지 용접할 때는 용접 속도를 늦추고 첫 번째 용접심의 크레이터를 채운 다음 아크를 끄기 전에 약간 빠르게 앞으로 용접합니다.
분할된 백스텝 조인트		후면 용접 심이 전면 용접 심의 시작 부분에 가까워지면 전극의 각도를 변경하여 전면 용접 심의 시작 부분을 향하도록 하고 아크를 길게 늘려 용융 풀을 형성한 다음 아크를 낮추고 원래 용융 풀로 돌아가 아크를 소멸시킵니다.

(3) 용접 이음새의 크레이터 채우기

용접 심이 끝날 때 사용되는 크레이터 충전 방법을 말합니다. 용접 심의 크레이터 충전은 각 전극이 모두 사용된 후 아크를 소멸시키는 것과는 다릅니다. 일반적으로 각 전극이 다 소모되면 크레이터를 남기고 다음 전극이 용접을 계속할 수 있도록 준비합니다. 용접 심의 크레이터 충전 작업 중에는 용융 풀의 정상 온도를 유지하고 스윙을 수행하십시오. 스폿 용접 동작으로 선형적인 움직임 없이 작동합니다. 녹은 풀을 서서히 채운 다음 아크를 한쪽으로 당겨서 소멸시킵니다.

크레이터가 너무 깊으면 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 용접 이음새의 크레이터 충전부에 수축 공동, 응력 집중 및 균열이 발생하므로 각 용접 이음새는 끝에서 채워야 합니다. 일반적으로 차폐 금속 아크 용접의 크레이터 충전에는 다음 세 가지 방법이 사용됩니다:

1) 원형 분화구 채우기 방법.

용접 아크가 용접 이음새의 끝으로 이동하면 그림 5-23과 같이 전극 끝이 크레이터가 채워질 때까지 원을 그리며 움직인 다음 아크가 끊어집니다. 이 방법은 두꺼운 플레이트 크레이터 충전에 적합합니다.

2) 아크 브레이킹과 아크 엔딩을 반복하는 방법.

용접이 이음새 끝에 도달하면 그림 5-24와 같이 분화구에서 아크가 채워질 때까지 여러 번 소멸 및 재점화를 반복합니다. 이 방법은 박판 및 고전류 용접에는 적합하지만 기본 전극에는 적합하지 않습니다.

3) 백 용접 아크 엔딩 방법.

그림 5-25와 같이 용접 아크를 이음새 끝으로 이동하고 잠시 멈춘 다음 전극의 각도를 변경하여 아크를 끊기 전에 짧은 부분을 역용접하여 끝을 효과적으로 새로운 시작점으로 만듭니다. 이 방법은 기본 전극을 사용한 용접에 적합합니다.

1, 2- 적절하게 위치 변경
3-원본 위치