금속 가공의 4가지 주요 연결 방법 살펴보기

용접

I. 차폐 금속 아크 용접의 원리, 특성 및 적용 범위

1. 차폐 금속 아크 용접의 원리

차폐 금속 아크 용접은 그림 7-1과 같이 전극과 공작물 사이에 생성된 용접 아크를 이용하여 용접 지점에서 모재 또는 전극을 가열 및 용융하여 용접 심을 형성하는 전극의 수동 조작을 사용하는 기본적인 용융 용접 방법입니다.

2. 차폐 금속 아크 용접의 특성

1) 프로세스가 유연하고 적응력이 뛰어납니다. 용접 중에 수동 조작으로 다양한 금속 재료, 두께, 구조적 모양 및 위치에 적합한 아크 길이, 전극 각도, 용접 속도 등을 제어 할 수 있습니다.

2) 공정 작업을 변경하여 용접 응력을 분산하고 용접 변형을 제어하기 쉽습니다.

3) 가스 차폐 용접과 같은 방법과 비교하여 서브머지드 아크 용접장비가 간단하고 유지 관리가 편리하며 생산 비용이 저렴합니다.

4) 낮은 생산 효율, 높은 노동 강도 및 용접 품질은 높은 수준의 작업자 기술과 경험을 필요로 합니다.

3. 차폐 금속 아크 용접의 적용 범위

차폐 금속 아크 용접은 국가 경제의 다양한 부문에서 널리 사용됩니다. 탄소강, 저합금강, 내열강 및 스테인리스강을 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 고 합금강, 주철, 비철 용접에도 적합합니다. 금속, 이종 강철 및 다양한 금속 재료의 표면 처리에 사용됩니다.

II. 전극 및 전극 선택의 원리

전극은 차폐 금속 아크 용접에 사용하기 위해 플럭스로 코팅된 용접 재료입니다. 용접 시 전극은 전극과 모재와 용융 및 융합되어 용접 이음새를 형성하는 용가재라는 두 가지 역할을 합니다.

전극에는 다양한 종류가 있으며, 각 전극의 적용 범위도 다양합니다. 전극의 적절한 선택은 용접 품질, 제품 비용 및 노동 생산성에 큰 영향을 미칩니다. 전극을 선택할 때는 다음 원칙을 따라야 합니다:

1) 모재의 기계적 성질과 화학 성분에 따라 선택합니다. 저탄소강, 중탄소강 또는 일반 저합금강과 같은 모재를 용접할 때는 해당 강도의 전극을 선택하여 용접 이음새가 모재와 동일한 성능을 갖도록 하세요.

2) 용접 이음새에 높은 인성 및 연성이 필요한 중요한 구조물 또는 균열 경향이 높고 강성이 높은 강철의 경우 기본 전극, 고인성 전극 또는 초저 수소 전극을 선택하십시오.

3) 스테인리스강, 몰리브덴 및 크롬-몰리브덴 내열강 용접 또는 표면 처리용 전극을 선택할 때는 용접 조인트의 특수 성능을 보장하는 것부터 시작하여 용접 금속의 화학 성분 및 유형이 모재와 동일하거나 유사해야 합니다.

4) 저탄소강과 저합금강 사이의 이종 금속 접합부를 용접할 때는 강도가 한 단계 낮은 전극을 선택합니다.

4) 저탄소강과 저합금강 사이의 이종 금속 접합부를 용접할 때는 강도가 한 단계 낮은 전극을 선택합니다.

5) 기존 장비 및 시공 조건에 따라 전극을 선택합니다. AC와 DC 모두에 적합한 전극을 사용하는 것이 좋습니다. 작업물의 베벨 표면을 청소하기 어려운 경우 산화성이 강하고 녹 및 기름 얼룩에 민감하지 않은 산성 전극을 사용하고, 밀폐된 용기 또는 환기가 잘 되지 않는 조건에서는 용접 시 유해 가스를 적게 방출하는 산성 전극을 사용합니다.

6) 용접 금속의 균열 저항성을 고려하세요. 용접 구조물의 강성이 높고 두께가 두껍고 모양이 복잡한 경우 균열 저항성이 있는 기본 저수소 전극을 사용합니다.

7) 용접 부품에 진동 또는 충격 하중이 가해지는 경우 강도를 보장하는 것 외에도 가소성과 인성이 더 우수한 기본 전극을 사용하십시오.

8) 공정 간소화, 생산성, 비용 효율성 등을 고려하여 선택할 때는 먼지와 유해물질 발생이 적고 가격이 저렴한 전극을 사용하세요. 용접 작업량이 많은 용접 부품의 경우 용접 성능을 보장하면서 고효율 스테인리스 스틸 전극 및 중력 전극과 같이 더 크고 효율적인 전극을 사용하십시오.

III. 용접 잔류 변형의 분류 및 예방 조치

용접 공정 중 고르지 않은 가열과 수축은 잔류 응력의 주요 원인이며, 잔류 응력은 구조 변형의 주요 원인입니다.

1. 용접 잔류 변형의 분류

실제 생산에서 용접 구조물의 변형은 매우 복잡합니다. 용접 잔류 변형이 전체 구조물에 미치는 영향에 따라 그림 7-2와 같이 용접 구조물의 일부에서 발생하는 국부 변형과 그림 7-3과 같이 전체 용접 구조물의 모양과 크기에 변화를 일으키는 전체 변형으로 나눌 수 있습니다.

a) 각도 변형
b) 물결 모양의 가장자리 모양

용접 잔류 변형의 특성에 따라 그림 7-2 및 7-3과 같이 수축 변형, 각도 변형, 굽힘 변형, 파형 변형, 비틀림 변형, 정렬 불량 변형의 6가지 기본 변형 형태로 나눌 수 있습니다.

a) 굽힘 변형
b) 비틀림 변형
c) 수축 변형

2. 용접 잔류 변형 방지 조치

용접 잔류 변형을 제어하려면 공정 관점에서 일반적으로 사용되는 다음과 같은 방법을 고려하세요:

(1) 합리적인 조립 용접 순서 사용

1) 대칭 용접에는 대칭 용접 방법 사용

용접에는 항상 순서가 있기 때문에 용접 공정이 진행됨에 따라 구조물의 강성도 증가합니다. 따라서 먼저 용접되는 용접부는 구조물의 변형을 유발하는 경향이 있습니다. 따라서 용접부의 구조가 대칭이더라도 용접 후 용접 변형이 발생하게 됩니다. 대칭 용접의 목적은 용접 부품의 강성이 낮을 때 첫 번째 용접 이음새로 인한 변형을 극복하거나 줄이는 것입니다.

2) 비대칭 용접의 경우 이음새가 적은 쪽을 먼저 용접합니다.

비대칭 용접이 있는 구조물의 경우 이음새가 적은 쪽을 먼저 용접한 다음 이음새가 많은 쪽을 용접하세요. 이렇게 하면 나중에 용접한 쪽의 변형이 먼저 용접한 쪽의 변형을 상쇄하여 전체적인 변형을 줄일 수 있습니다.

3) 다양한 용접 순서를 사용하여 용접 변형 제어

구조물의 긴 용접에 연속 관통 용접을 사용하면 상당한 변형이 발생할 수 있습니다. 이는 용접 방향뿐만 아니라 용접부가 장시간 가열되기 때문이기도 합니다. 가능하면 연속 용접을 세그먼트 용접으로 변경하고 용접 방향을 적절히 변경하면 국부 용접으로 인한 변형을 줄이거나 서로 상쇄하여 전체 변형을 줄이는 목적을 달성할 수 있습니다. 그림 7-4와 같이.

a) 스텝백 용접 방법
b) 센터 스텝백 용접 방법
c) 용접 방법 건너뛰기
d) 교번 용접 방법
e) 중간 섹션 맞대기 용접 방법

(2) 카운터 변형 방법

용접물의 변형 패턴에 따라 용접 변형에 대응하는 목적을 달성하기 위해 용접 변형 방향과 반대되는 변형으로 용접물을 인위적으로 미리 배치합니다. 이 방법을 카운터 변형 방법(예약 허용치 방법이라고도 함)이라고 합니다. 이 방법을 사용하려면 카운터 변형의 크기를 예측하는 경험이 필요하며 역 굽힘 각도를 너무 작거나 너무 크지 않게 제어해야합니다. 그림 7-5에 표시된 Y자형 홈 맞대기 용접은 역변형 방법을 사용하여 각도 변형을 제어하는 예입니다.

(3) 고정 고정 방법

용접물의 변형량은 구조물의 강성에 따라 달라지며, 강성이 클수록 용접 후 발생하는 변형이 작아지고 구조물의 강성은 주로 구조물의 모양과 크기에 따라 달라집니다. 구조물의 장력 또는 압축에 저항하는 능력 측면에서 강성의 크기는 단면적의 크기와 관련이 있습니다.

단면적이 클수록 강성이 커지고 변형에 대한 저항력이 강해집니다. 따라서 두꺼운 강판은 얇은 강판에 비해 용접 후 변형이 적습니다.

강성 고정 방법은 용접 후 변형 정도를 제한하고 줄이기 위해 자체적으로 충분한 강성이 부족한 구성 요소에 대해 강제 조치를 사용하거나 강성이 강한 고정 장치에 의존하는 것입니다. 이 방법을 사용하면 용접물이 완전히 냉각된 후에만 고정 장치를 제거할 수 있습니다. 그림 7-6 ~ 7-8은 용접 변형을 줄이기 위해 강성 고정 방법을 사용하는 다양한 용접 구조의 예를 보여줍니다.

1) 누를 때는 무거운 물체를 사용하거나 위치를 잡을 때는 압접 용접을 사용합니다. 이 방법은 플레이트 주위에 압정 용접을 사용하여 플랫폼 또는 프레임에 단단히 용접하고 용접 이음새의 양쪽에 무거운 물체를 배치하는 얇은 플레이트 용접에 적합합니다. 용접 이음새가 완전히 냉각된 후 무거운 물체를 제거하고 압정 용접 지점을 긁어내어 변형을 줄이는 목적을 달성합니다. 그림 7-6과 같습니다.

2) 고정용 고정 장치를 사용합니다. 그림 7-7a와 같이 I-빔을 용접하기 전에 용접 후 각도 변형과 굽힘 변형을 줄이기 위해 플랫폼의 강성을 사용하여 플랜지를 플랫폼에 단단히 볼트로 고정합니다.

조건이 위 방법의 사용을 제한하는 경우 그림 7-7b에 표시된 방법을 사용하여 두 개의 I 빔을 결합하고 웨지 클램프를 사용하여 두 플랜지를 조여 용접 후 변형을 줄이는 목적을 달성하기 위해 I 프레임의 강성을 높일 수도 있습니다. 이 방법은 베이스, 프레임 및 기타 구성 요소의 조립 용접에도 일반적으로 사용됩니다.

a) I-빔 1개
b) 두 개의 I-빔 조합

3) "톱호스" 또는 임시 지지대를 사용하여 고정합니다. 강판 맞대기 용접에서는 "톱호스"로 고정하는 방법을 사용하여 변형을 제어 할 수도 있으며, 이는 생산에 널리 사용되는 간단하고 신뢰할 수있는 방법입니다. 일반적인 소형 용접물의 경우 그림 7-8과 같이 임시 지지대를 사용한 견고한 고정 방법도 사용할 수 있습니다.

a) "톱호스"를 사용한 고정 방법
b) 임시 지지대를 사용한 고정 방법

고정 고정으로 용접 변형을 효과적으로 제어할 수 있지만 구조에 큰 제약이 있기 때문에 상당한 내부 응력이 발생한다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 리지드 고정은 용접성이 좋은 용접물에만 적합합니다. 용접성이 좋지 않은 중탄소강 및 합금강의 경우 균열을 방지하기 위해 용접에 리지드 고정을 사용해서는 안 됩니다.

또한 합리적인 용접 방법 파라미터를 사용하면 용접 변형을 줄일 수 있습니다. 예를 들어 집중 열, 좁은 열 영향 영역 CO, 가스 차폐 용접, 가스 용접 대신 플라즈마 아크 용접, 차폐 금속 아크 용접을 사용하면 용접 변형을 줄일 수 있으며 더 작은 용접 파라미터를 사용하여 열 입력을 줄이면 용접 변형도 줄일 수 있습니다.

리벳팅

I. 리벳팅의 원리

리벳팅은 상온 또는 가열 후 리벳의 변형을 이용하여 리벳팅 도구 및 장비를 사용하여 리벳 구멍을 가공한 동일하거나 다른 재료의 두 개 이상의 조각을 통째로 연결하는 방법을 말합니다.

리벳팅의 일반적인 작업 흐름은 다음과 같습니다:

1) 드릴링, 리밍, 브로칭, 리밍을 사용하여 연결 부품의 리벳 구멍을 처리합니다.

2) 구조 도면 크기 요구 사항에 따라 리벳 부품의 위치에 대한 어셈블리 참조를 선택합니다.

3) 기술 요구 사항을 충족하는 리벳을 올바르게 선택합니다.

4) 리벳팅 장비와 도구를 결정합니다.

5) 레코딩, 결합, 스레딩, 토핑의 리벳팅 작업을 구현합니다.

6) 리벳팅 품질 검사.

리벳팅은 간단한 공정 장비, 균일하고 안정적인 응력 분포, 조립 후 변형 최소화, 높은 강도, 손쉬운 품질 관리, 편리한 검사, 풀리지 않는 조인트, 긴 수명, 유지보수 및 검사 용이성 등이 특징입니다. 비분리형 연결로, 큰 충격 하중과 진동 하중, 용접성이 좋지 않거나 비금속 재질을 견뎌야 하는 연결에 주로 사용됩니다.

산업 기술의 발달로 리벳팅은 여러 공정, 높은 노동 강도, 높은 소음, 낮은 작업 효율 등의 단점으로 인해 점차 용접 및 본딩으로 대체되고 있지만 여전히 자동차, 항공, 계측, 교량, 건설 등의 산업에서 널리 사용되고 있습니다.

II. 리벳팅의 분류 및 적용 범위

1. 리벳팅의 유형

구성 요소의 작업 성능과 적용 범위에 따라 리벳팅은 다음과 같이 나눌 수 있습니다:

(1) 강력한 리벳팅

리벳과 부품이 큰 하중을 견딜 수 있는 충분한 강도만 있으면 되며, 조인트의 견고성에 대한 특별한 요구 사항은 없습니다. 교량, 빔, 차량, 타워 및 기타 트러스 구성 요소 등이 이에 해당합니다.

(2) 타이트한 리벳팅

특정 힘을 견딜 수 있는 충분한 연결 강도뿐만 아니라 특정 압력 하에서 액체나 가스가 누출되지 않도록 조인트의 견고성이 우수해야 합니다. 이러한 유형의 리벳팅은 보일러, 가스 탱크 등과 같은 고압 용기 구성품에 일반적으로 사용됩니다.

(3) 타이트한 리벳팅

조인트는 큰 힘을 견디지 않으며, 물탱크, 오일 탱크 등과 같이 벽이 얇은 용기 구성품의 연결에 주로 사용되는 물과 공기 누출을 방지하기 위해 높은 견고성만 필요합니다.

2. 리벳팅의 형태

연결된 부품의 상대적 위치에 따라 무릎, 엉덩이, 코너 조인트의 세 가지 형태로 나뉩니다.

(1) 랩

그림 7-9와 같이 한 시트가 다른 시트 위에 리벳으로 고정되어 있습니다.

a) 단일 행
b) 이중 행
c) 여러 행

(2) 버트 조인트

리벳팅은 두 판의 접합부를 같은 평면에 배치하고 커버 플레이트를 커넥터로 사용하여 접합부를 결합하는 방식으로 이루어집니다. 커버 플레이트에는 싱글과 더블의 두 가지 유형이 있으며, 리벳의 행 수에 따라 싱글 행, 더블 행, 멀티 행으로 다시 나뉩니다. 리벳의 배열은 그림 7-10에 표시된 것처럼 평행 또는 엇갈리게 배치할 수 있습니다.

a) 단일 행, 단일 커버 플레이트
b) 더블 행, 더블 커버 플레이트
c) 앵글 아이언 버트 조인트

(3) 코너 조인트

그림 7-11과 같이 일반적으로 앵글 아이언을 커넥터로 사용하여 서로 수직 또는 특정 각도에 있는 두 개의 판을 연결하며, 단면 및 양면 형태로 제공됩니다.

a) 단면 코너 조인트
b) 양면 앵글 도킹

III. 리벳 배열의 기본 매개변수

기본 매개변수는 그림 7-12와 같이 리벳 간격, 행 간격 및 가장자리 거리를 나타냅니다.

1) 리벳 간격 t: 같은 행에 있는 인접한 두 리벳의 중심 사이의 거리입니다.

2) 행 간격 c: 인접한 두 줄의 리벳 중심 사이의 거리입니다.

3) 가장자리 거리 e: 리벳의 가장 바깥쪽 줄에서 작업판의 가장자리까지의 거리입니다.

강판의 리벳 배열 매개변수 결정은 표 7-1을 참조하세요.

표 7-1 강판의 리벳 배열 파라미터 결정

참고: d ₀ 는 리벳 구멍의 직경, δ는 얇은 판의 두께입니다.

IV. 리벳과 지름, 길이 및 구멍 크기 결정

1. 리벳

리벳은 리벳 헤드와 원통형 섕크로 구성되며, 리벳 헤드는 주로 금형에서 단조되며 솔리드 타입과 중공 타입으로 제공됩니다. 솔리드 리벳은 원형 헤드, 카운터 싱크, 세미 카운터 싱크, 플랫 콘 헤드, 플랫 헤드 등 다양한 형태로 나뉘며, 중공 리벳은 가볍고 리벳팅에 편리하지만 헤드 강도가 낮아 응력이 적은 구조물에 적합합니다.

GB/T116-1986에 따르면 강철 리벳에는 Q215, Q235, ML2, ML3, 10, 15, 구리 리벳에는 T3, H62, 알루미늄 리벳에는 L3, LY1, LY10, LF10(리벳의 국가 표준 규정에 따라 새로운 재료 등급 사용)이 포함됩니다.

리벳팅 과정에서 리벳은 상당한 소성 변형을 견뎌야 하므로 리벳 재료의 가소성이 우수해야 합니다. 이러한 이유로 콜드 헤딩으로 만든 리벳은 어닐링해야 합니다. 요구 사항에 따라 리벳은 단조성 테스트와 인장 및 전단 등의 기계적 강도 테스트를 거쳐야 합니다. 리벳의 표면에 사용에 영향을 미치는 결함이 없어야 합니다.

2. 리벳 직경

리벳의 직경은 구조적 강도 요구 사항에 따라 커넥터 플레이트의 두께에 따라 결정되며, 부품 플레이트 두께 δ와 리벳 직경 d 사이의 관계는 일반적으로 다음과 같습니다:

1) 단일 및 이중 행 랩 조인트의 경우 d≈2δ.

2) 단열 및 복열 커버 플레이트 연결의 경우, d≈(1.5~1.75)δ.

리벳의 직경은 표 7-2에 따라 결정할 수도 있습니다.

표 7-2 리벳 직경 결정(단위: mm)

판 두께에 따라 리벳 직경을 결정할 때는 다음 원칙을 따라야 합니다:

1) 두께가 비슷한 판을 겹칠 때는 두꺼운 판의 두께를 기준으로 합니다.

2) 두께가 상당히 다른 판을 겹칠 때는 더 얇은 판의 두께를 취합니다.

플레이트와 프로파일을 연결할 때는 둘의 평균 두께를 취합니다.

연결된 부품의 총 두께는 리벳 직경의 5배를 초과하지 않아야 합니다.

3. 리벳 길이

리벳팅의 품질은 리벳로드의 선택된 길이와 직접적인 관련이 있습니다. 막대가 너무 길면 리벳의 헤드가 너무 커서 막대가 구부러질 가능성이 있고, 막대가 너무 짧으면 화가 충분하지 않고 리벳 헤드가 완전히 형성되지 않아 리벳팅의 강도와 견고성에 심각한 영향을 미칩니다.

리벳의 길이는 연결할 부품의 총 두께, 구멍과 막대 직경 사이의 간격, 리벳팅 공정 방법 등의 요소에 따라 결정해야 합니다. 표준 구멍 지름을 가진 리벳 막대의 길이는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

원형 헤드 리벳 L = (1.65 ~ 1.75)d + 1.1∑δ

카운터싱크 리벳 L = 0.8d + 1.1∑δ

세미 카운터 싱크 리벳 L = 1.1d + 1.1∑δ

• L - 리벳 로드 길이(mm);
• d - 리벳 로드 직경(mm);
• 연결된 부품의 총 길이(∑δ)(mm)입니다.

위에서 계산된 리벳 길이는 대략적인 값이며, 대량 리벳팅을 위한 리벳 막대의 실제 길이는 시험 리벳팅 후 결정해야 합니다.

4. 리벳 구멍 직경 결정

리벳 구멍 직경과 리벳 사이의 맞춤은 냉간 및 고온 리벳팅 방법에 따라 결정해야 합니다.

콜드 리벳팅 중에는 생크가 쉽게 뒤집히지 않으며 조인트 강도를 보장하려면 구멍 직경이 생크 직경에 가까워야 합니다.

열간 리벳팅 시 리벳은 열로 인해 팽창하고 두꺼워지지만 유연성을 유지하므로 삽입이 용이하도록 구멍 직경과 생크 직경의 차이가 약간 커야 합니다. 표준 구멍 직경은 표 7-3을 참조하세요. 다층 플레이트 타이트 리벳팅의 경우 표준 구멍 크기에 따라 드릴링 직경을 1~2mm 줄여야 하며, 원통형 부품의 경우 절곡 전에 구멍을 뚫어야 하며 조립 시 리밍이 가능하도록 구멍 직경을 표준보다 1~2mm 줄여야 합니다.

표 7-3 표준 리벳 구멍 직경(단위: mm)

V. 일반적으로 사용되는 리벳팅 장비 및 도구

1. 리벳 건

리벳 건은 용접의 주요 도구입니다. 그림 7-13에 표시된 것처럼 에어건이라고도 합니다. 주로 핸들 2, 건 본체 4, 스위치 3, 튜브 커넥터 1로 구성됩니다. 건 본체 앞쪽 끝의 구멍에 다양한 리벳 다이 또는 펀치를 설치하여 리벳팅 또는 펀칭 작업을 할 수 있습니다. 사용 시 건을 들어 올릴 때 다이가 건 본체에서 분리될 때 피스톤이 미끄러지는 것을 방지하기 위해 다이는 일반적으로 가는 강철 와이어로 손잡이에 묶여 있습니다.

1-튜브 커넥터
2-핸들
3-스위치
4건 바디
5-다이
6-플랫 헤드 리벳
7-펀치

리벳 건을 사용하기 전에 공기 흡입구에 소량의 기계 오일을 주입하여 작동 중에 건 본체에 윤활유를 바른 다음 압축 공기 호스에서 먼지를 불어내고 리벳 건의 호스 커넥터에 연결합니다. 공기 흡입량은 압력 조절 밸브에 의해 제어되며 압축 공기의 압력은 일반적으로 0.4 ~ 0.6MPa입니다. 리벳 건은 작고 작동하기 쉬우 며 알려지지 않은 다양한 리벳팅 작업을 수행 할 수 있지만 작동 중 소음이 매우 큽니다.

2. 리벳팅 기계

리벳팅 머신은 리벳 건과 달리 유압 또는 공압을 사용하여 네일 막대를 소성 변형하여 리벳 헤드를 형성하는 특수 장비입니다. 리벳팅과 탑 핀의 두 가지 메커니즘이 있습니다. 리벳팅 기계에서 생성되는 높고 균일한 압력으로 인해 리벳팅의 품질과 강도가 모두 높고 소음 없이 작동합니다.

리벳팅 기계에는 고정식과 이동식의 두 가지 유형이 있습니다. 고정식 리벳팅 머신은 생산 효율이 높지만 가격이 비싸기 때문에 전문 생산에만 적합하며, 이동식 리벳팅 머신은 유연하고 널리 사용되며 유압식, 공압식, 전기식으로 제공됩니다.

유압 리벳팅 기계는 그림 7-14와 같이 리벳팅에 유압 원리를 사용합니다. 프레임 1, 피스톤 5, 오목 헤드 3, 상단 핀 오목 헤드 2, 버퍼 스프링 9로 구성됩니다. 유압 오일이 파이프 조인트 8을 통해 유압 실린더로 들어가면 피스톤을 아래쪽으로 밀어냅니다. 피스톤의 하단에는 오목 헤드 3이 있으며 리벳은 상부 및 하부 오목 헤드 사이에서 눌려져 리벳 헤드를 형성합니다.

1-프레임
2-탑 핀 오목 헤드
3- 오목한 머리
4-유압 실린더
5-피스톤
6-씰 패드
7-스프링
8-파이프 피팅
9-버퍼 스프링

피스톤이 아래쪽으로 움직이면 스프링 7이 압축되어 변형됩니다. 리벳팅이 완료되면 스프링의 탄성에 의해 피스톤이 재설정됩니다. 씰 패드(6)의 기능은 피스톤에서 오일 누출을 방지하는 것입니다. 전체 리벳팅 기계는 크레인으로 이동할 수 있으며 리벳팅 중 진동을 방지하기 위해 리프팅 링의 스프링을 완충에 사용할 수 있습니다.

VI. 리벳팅 프로세스

리벳팅은 온도에 따라 콜드 리벳팅과 핫 리벳팅으로 나뉘는데, 이 섹션에서는 주로 핫 리벳팅에 대해 소개합니다.

1. 콜드 리벳팅

상온에서 리벳팅하는 것을 콜드 리벳팅이라고 합니다. 냉간 리벳팅을 하려면 리벳의 가소성이 좋아야 합니다. 콜드 리벳팅에 리벳팅 기계를 사용할 때 최대 리벳 직경은 25mm를 초과하지 않아야 합니다. 콜드 리벳팅에 리벳 건을 사용하는 경우 리벳 직경은 일반적으로 12mm 미만입니다.

2. 핫 리벳팅

리벳을 가열한 후 리벳팅하는 것을 핫 리벳팅이라고 합니다. 가열 후 리벳 생크의 강도가 감소하고 가소성이 증가하며 리벳 헤드가 쉽게 형성됩니다. 리벳팅에 필요한 외력이 콜드 리벳팅에 비해 현저히 감소하므로 일반적으로 직경이 큰 리벳이나 대량 리벳팅에는 핫 리벳팅이 사용됩니다.

열간 리벳팅 중에는 밀봉된 리벳 헤드를 형성하는 것 외에도 리벳 생크의 한쪽 끝이 뒤집혀 리벳 구멍을 채웁니다. 냉각되면 리벳의 길이가 수축하여 리벳 부품에 충분한 압력이 가해져 이음새가 더 단단해져 충분한 접합 강도를 얻을 수 있습니다.

핫 리벳팅의 기본 프로세스는 다음과 같습니다:

(1) 리벳 부품 고정 및 리벳 구멍 리밍 작업

리벳 부품을 조립할 때는 플레이트의 구멍을 정렬하고 해당 사양의 볼트로 조여야 합니다. 볼트의 분포는 균일해야 하며 그 수는 리벳 구멍 수의 1/4 이상이어야 합니다. 볼트를 조인 후에는 이음새의 접합면이 단단해야 합니다.

부품 조립 시 가공 오류로 인해 일부 정렬되지 않은 구멍이 발생할 수 있으므로 리벳팅 전에 보정 펀치 또는 리머로 리벳 구멍을 리밍하여 동심도와 매끄러운 리벳팅을 보장해야 합니다. 전처리 과정에서 여유가 남은 리벳 구멍은 한 번에 리밍해야 합니다. 리밍 순서는 먼저 볼트를 조이지 않고 구멍을 리밍한 다음, 리밍 후 볼트를 삽입하고 마지막으로 원래 볼트를 제거하고 구멍을 리밍하는 순서로 진행합니다.

(2) 리벳 가열하기

리벳 건으로 리벳팅을 할 때는 리벳을 1000~1100℃로 가열해야 합니다. 가열하는 동안 리벳을 주황색-노란색(약 900~1100℃)으로 가열한 다음 느린 불로 전환하여 연기가 나도록 하여 리벳의 길이와 내부에 고르게 가열한 다음 잘 가열된 리벳을 꺼내 리벳팅할 수 있습니다(가열 중 과열되거나 충분히 가열되지 않은 리벳은 사용할 수 없음).

(3) 리벳 잡기 및 삽입하기

리벳을 정확하게 던지고, 리벳을 안정적으로 잡고, 잡은 후 리벳을 구멍에 빠르게 삽입하여 고온에서 리벳팅을 완료하기 위해 노력합니다.

(4) 상단 리벳팅

상단 리벳팅의 품질은 리벳팅의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 상단 손잡이의 오목한 헤드 모양과 사양은 조립식 리벳 헤드와 일치해야 합니다. "오목한 부분"은 더 얕아야 하며, 상단 리벳팅은 형성된 리벳 헤드가 플레이트 표면에 단단히 밀착되도록 힘을 줘야 합니다.

(5) 리벳팅

처음에는 리벳팅에 간헐적 인 공기 공급이 사용되며 네일로드가 뒤집힌 후 공기량을 증가시켜 노출 된 네일로드를 리벳 헤드 모양으로 단조합니다. 리벳 헤드가 형성된 후 리벳 건을 약간 기울이고 리벳 헤드 주위를 한 바퀴 회전하여 리벳 헤드가 부품 표면에 단단히 맞도록하지만 오목한 헤드로 부품 표면이 손상되지 않도록 과도한 틸팅은 허용되지 않습니다. 그림 7-15와 같습니다.

리벳팅 품질을 보장하기 위해 압축 공기의 압력은 0.5MPa 이상이어야 하며 리벳의 최종 리벳팅 온도는 450~600℃ 사이여야 합니다. 최종 리벳팅 온도가 너무 높으면 네일로드의 초기 응력이 감소하여 리벳팅 된 구성 요소가 완전히 조여지지 않고 최종 리벳팅 온도가 너무 낮 으면 리벳이 부서지기 쉽습니다.

따라서 핫 리벳팅 공정은 짧은 시간 내에 가능한 한 빨리 완료해야 합니다. 이음새 조임에 대한 요구 사항이 높은 구조물의 경우 리벳팅 후에도 이음새 조임이 필요합니다. 리벳팅이 완료된 후에는 각 리벳의 품질을 개별적으로 점검하고 느슨하거나 복구할 수 없는 리벳은 깎아내고 다시 리벳팅해야 합니다.

물린 관절

I. 교합 관절의 구조적 형태와 크기 결정

1. 솔기 물림의 특징

심비팅은 연결할 부품의 가장자리를 일정 각도로 구부려 서로 맞물리게 한 다음 서로 밀어붙이는 연결 방식입니다. 심 연결은 매우 견고하고 심 밀도가 우수하며 기계 및 도구에 대한 요구 사항이 적고 구현하기 쉽습니다. 심 연결은 브레이징을 대체하기 위해 여러 곳에서 심을 사용하는 광범위한 파이프라인 프로젝트와 같이 두께가 2mm 미만인 금속 시트 구조에 자주 사용됩니다.

심 연결은 연결 형태에 따라 싱글 심, 더블 심, 복합 심으로, 심 모양에 따라 플랫 심, 코너 심, 수직 심으로, 심 위치에 따라 세로 심과 가로 심으로 분류됩니다.

심 연결은 일반적으로 수동 또는 기계 장비를 사용하여 수행됩니다. 단일 또는 소규모 생산의 경우, 수동 심 비팅은 저렴한 비용과 편의성이 특징인 소형 판금 제품을 제조하는 데 널리 사용됩니다.

대량 생산의 경우 기계식 심 비팅을 사용하는데, 수동 심 비팅에 비해 소음 감소, 심 품질 향상, 작업자의 노동 강도 감소, 생산 효율성 증가(8~25배 증가 가능) 등의 장점이 있지만 장비에 대한 대규모 일회성 투자가 필요합니다. 여건이 허락한다면 가급적 기계식 심 비팅을 사용해야 합니다.

2. 솔기의 형태

판금 부품의 구조와 요구 사항에 따라 다양한 형태의 이음새가 사용됩니다. 일반적인 심 형태는 표 7-4에 나와 있습니다.

표 7-4 솔기의 형태

솔기 이름		단순화된 다이어그램	이음새 허용치 크기	사용법
플랫 솔기	평평한 일반 솔기		이음새 허용치는 3배입니다. 솔기 너비	원통형, 원뿔형, 직사각형 튜브 연결에 사용됩니다. 이음새를 평평한 표면에 부착해야 하거나 기밀성이 필요한 경우 매끄러운 이음새를 사용하고, 더 나은 강도와 기밀성이 필요한 경우 이중 이음새를 사용합니다.
	평평하고 매끄러운 솔기
	플랫 행잉 솔기
	플랫 더블 솔기		솔기 허용치는 솔기 폭의 5배입니다.
코너 솔기	코너 싱글 솔기		솔기 허용치는 솔기 폭의 3배입니다.	팔꿈치 관절 굴곡 제조에 사용되는 코너 솔기
	코너 이중 솔기
	코너 복합 솔기		솔기 허용치는 솔기 폭의 4배입니다.
수직 솔기	수직 단일 솔기		솔기 허용치는 솔기 폭의 3배입니다.	분기 파이프, 엘보 연결 및 원형에서 다른 단면으로 전환할 때 다양한 전환 연결에 사용됩니다.
	수직 이중 솔기		솔기 허용치는 솔기 폭의 5배입니다.

II. 시밍을 위한 도구 및 사용법

1. 시밍 도구

그림 7-16에 표시된 시밍 도구.

2. 시밍 작업 단계

물림에 의한 재봉은 일반적으로 수작업으로 이루어지며 일반적인 단계는 다음과 같습니다:

1) 솔기 유형에 따라 솔기 허용치를 계산합니다.

2) 접시 가장자리에 솔기 구부리는 선을 그립니다.

3) 굽힘선을 따라 플레이트의 가장자리를 구부립니다.

4) 양쪽을 함께 고정하고 눌러 솔기를 완성합니다.

3. 평평한 단일 솔기 연결

플랫 싱글 심은 일반적으로 0.2~1.5mm 두께의 플레이트를 연결하는 데 사용되며, 심 폭은 플레이트의 두께에 따라 다릅니다. 플레이트 두께가 0.2~0.5mm인 경우 심 폭은 3~5mm, 플레이트 두께가 0.75~1.5mm인 경우 심 폭은 5~8mm 사이입니다. 평평한 단일 이음새의 허용치는 이음새 폭의 3배입니다. 시밍 공정은 다음과 같습니다:

1) 플레이트 두께에 따라 솔기 폭을 결정하고 솔기 폭의 3배에 해당하는 솔기 여유를 허용합니다.

2) 접시 가장자리에 솔기 굽힘선을 그립니다(한쪽 가장자리는 솔기 폭, 다른 쪽 가장자리는 솔기 폭의 두 배).

3) 그림 7-17a와 같이 플레이트 가장자리의 구부러진 선을 사각 막대의 모서리 또는 가장자리에 맞추고 망치로 쳐서 직각으로 구부립니다.

4) 시트를 뒤집고 망치를 사용하여 그림 7-17b와 같이 시트의 가장자리를 더 구부립니다. 구부리는 동안 시트 두께보다 큰 간격을 남겨야 하며, 그렇지 않으면 다른 가장자리를 삽입하여 결합할 수 없습니다.

5) 시트를 구부러진 가장자리의 너비보다 약간 더 앞으로 이동하고 그림 7-17c와 같이 망치로 쳐서 약 45° 구부립니다. 다른 쪽 가장자리도 같은 방법으로 구부립니다.

6) 그림 7-17d 및 7-17e와 같이 두 가장자리를 함께 버클하고 두드려서 압축합니다. 평평한 내부 또는 외부 이음새가 필요한 경우 그림 7-18a와 같이 심 프레서를 사용하거나 그림 7-18b와 같이 플랫폼 또는 사각 막대의 가장자리를 사용하여 눌러서 압착할 수 있습니다.

a) 심 프레서를 사용하여 압착합니다.
b) 플랫폼의 가장자리, 사각형 막대를 사용하여 누릅니다.

4. 코너 솔기 접합부

모서리 이음새의 폭은 일반적으로 3~8mm 사이의 시트 두께에 따라 결정되며, 얇은 시트는 작은 값을, 두꺼운 시트는 큰 값을 사용합니다. 모서리 이음새의 허용치는 이음새 폭의 3배입니다. 제조 공정은 다음과 같습니다:

1) 시트의 두께에 따라 이음새의 너비를 결정하고 이음새 여유를 풀고 시트 가장자리에 굽힘선을 그립니다(한쪽은 이음새 너비, 다른 쪽은 이음새 너비의 두 배).

2) 굽힘선을 플랫폼 또는 사각 막대의 가장자리에 맞추고 망치로 직각으로 구부린 다음 그림 7-19a 및 7-19b와 같이 판을 뒤집고 망치로 두드려서(판의 두께보다 큰 간격을 남겨두고) 더 구부립니다.

3) 그림 7-19c와 같이 다른 판을 직각으로 구부린 다음 뒤집어서 이미 구부러진 판이 직선 가장자리에 걸리도록 합니다.

4) 그림 7-19d와 같이 구부러진 직선 모서리 부분을 구부려서 누릅니다.

스레드 연결

I. 스레드 연결의 구조 및 일반적인 도구

나사산 부품을 사용하여 형성된 탈착식 고정 연결입니다. 일반적인 나사 연결에는 볼트 연결, 양두 스터드 연결, 나사 연결이 있으며, 구조가 간단하고 체결이 안정적이며 빠르고 편리한 조립과 분해, 비용 효율성으로 인해 널리 사용됩니다. 나사식 패스너의 종류와 규격은 다양하지만 구조, 형태, 크기 등이 표준화되어 있으며 해당 표준에서 확인할 수 있습니다.

일반적인 도구로는 드라이버, 조절 렌치, 소켓 렌치, 육각 렌치, 오픈 엔드 렌치, 스패너 렌치 등이 있습니다.

II. 스레드 연결 프로세스

1. 볼트 연결

볼트 연결은 볼트, 너트, 와셔로 구성되며 주로 부품이 얇고 관통 구멍이 생길 수 있는 연결에 사용됩니다.

하나는 축 방향 인장 하중을 견디는 연결로 인장 볼트의로드와 구멍 벽 사이에 일정한 간격을 허용하고 다른 하나는 엄격한 구멍 직경이 필요한 반경 방향 힘을 견디는 전단 볼트 연결이며 리밍이 필요하며 볼트의 비 나사산로드 부분에 대해 기본 구멍 시스템과 전환 맞춤 또는 간섭 맞춤을 사용합니다. 따라서 연결된 부품의 상대적 위치를 정확하게 고정하고 다음을 견딜 수 있습니다. 전단 그림 7-20과 같이 측면 하중으로 인한 압착이 발생합니다.

a) 텐션 볼트 연결
b) 전단 볼트 연결

(1) 볼트 연결 조립 방법

볼트 연결 시 볼트, 너트, 와셔의 규격과 수량은 연결되는 부품의 두께와 구멍 지름에 따라 결정해야 합니다. 일반적으로 나사의 길이는 연결되는 부품, 너트, 와셔의 두께를 합한 값에 1~2t(t는 피치 크기)의 여유를 더한 값입니다.

연결하는 동안 볼트는 연결된 부분의 관통 구멍을 통과하고 와셔를 추가한 후 너트가 조여집니다. 조이는 동안 볼트가 너트와 함께 회전하는 것을 방지하려면 렌치를 사용하여 볼트와 너트를 따로 잡고 필요한 조임이 될 때까지 반대 방향으로 돌리세요.

조이는 동안 조임 토크를 제어해야 하며, 너무 많은 토크는 연결된 부품의 볼트 신장, 파손 및 변형을 유발할 수 있고 너무 적은 토크는 작동 중 연결의 요구 사항과 신뢰성을 보장할 수 없습니다.

(2) 그룹화된 볼트의 조립 순서

그룹 볼트를 조일 때는 조임의 불일치, 볼트의 고르지 않은 응력, 패스너의 변형 또는 높은 응력을 받는 개별 볼트의 파손을 방지하기 위해 일정한 순서로 단계적으로(보통 3단계) 서서히 조여야 합니다. 그림 7-21은 다양한 조립 위치에서 볼트를 조이는 순서를 보여줍니다.

2. 스터드 연결

양단 스터드는 주로 부품이 너무 두꺼워 볼트 연결이 불가능한 상황에서 사용됩니다. 연결하는 동안 양단 스터드의 한쪽 끝을 막힌 구멍 나사산에 조이고 다른 쪽 끝을 연결 부품의 관통 구멍을 통과시킨 다음 와셔를 장착하고 너트를 조입니다. 분해하려면 그림 7-22와 같이 너트를 풀어 연결된 부품을 분리합니다.

(1) 양단 스터드의 조립 방법 양단 스터드는 끝이 고정되어 있지 않기 때문에 나사를 조인 끝으로 직접 조일 수 없습니다. 일반적으로 그림 7-23과 같이 이중 너트가 서로 마주보게 하거나 나사가 스터드를 향하게 하여 조이는 방법을 사용합니다.

a) 서로 마주보는 이중 너트
b) 스터드를 향한 나사

(2) 조립 시 주의사항

1) 스터드와 나사 구멍의 접촉면은 깨끗하고 건조해야 합니다. 볼트를 나사산 끝까지 손으로 조입니다. 나사산이 손상되지 않도록 렌치로 무리하게 조이지 마세요.

2) 양단 스터드와 나사산 구멍 사이의 맞춤은 너트를 제거하거나 설치할 때 스터드가 느슨해지지 않도록 충분히 조여야 합니다. 스터드의 나사산 끝은 가공 중에 과도기적 맞춤을 사용하여 피팅 후 나사산의 중간 직경에 일정량의 간섭을 보장해야 합니다.

3) 스터드의 중심선은 연결된 구성 요소의 표면과 수직이어야 합니다.

3. 나사산 연결이 느슨해지는 것을 방지하는 조치

나사산 연결은 일정한 자체 잠금 성능을 가지고 있으며 정적 하중과 작동 온도의 미세한 변화에도 저절로 풀리지 않습니다. 그러나 충격 하중, 가변 하중 또는 작동 온도의 큰 변화가 있는 경우 풀림 현상이 발생할 수 있습니다. 연결 안전과 신뢰성을 보장하고 풀림으로 인한 사고를 방지하려면 특정 풀림 방지 조치를 취해야 합니다.

일반적인 풀림 방지 조치에는 기계적 풀림 방지와 마찰 저항 증가가 포함됩니다.

(1) 기계적 풀림 방지

1) 코터 핀 풀림 방지. 그림 7-24와 같이 코터 핀을 너트의 슬롯과 볼트의 구멍에 통과시킨 다음 꼬리 끝을 구부려 볼트와 너트가 서로에 대해 회전하지 않도록하여 풀림 방지 목적을 달성합니다. 코터 핀 풀림 방지는 일반적으로 진동 하중을 받는 고속 기계에 사용됩니다.

2) 와셔 풀림 방지를 중지합니다. 그림 7-25와 같이. 스톱 와셔의 안쪽 날개를 외부 나사산 끝의 축 방향 홈에 삽입하고 너트를 조인 다음 와셔의 바깥쪽 날개를 너트의 홈에 구부려 너트를 잠급니다. 샤프트형 나사 연결에서 풀림 방지에 사용됩니다.

3) 와셔 풀림 방지 잠금 장치. 그림 7-26과 같이. 너트를 조인 후 잠금 와셔의 단일 또는 이중 귀를 구부려 부품과 너트의 가장자리에 단단히 밀착시켜 너트가 풀리는 것을 방지합니다. 구부러진 귀를 수용할 수 있는 공간이 있는 경우에만 사용할 수 있습니다.

(2) 풀림 방지를 위해 마찰력을 높입니다.

그림 7-27과 같이 주로 스프링 와셔 및 이중 너트 방식을 포함하여 풀림 방지 목적을 달성하기 위해 조여진 나사산 표면 사이의 마찰을 증가시키기 위해 추가적인 축력을 가합니다. 그러나 풀림 방지 성능은 신뢰할 수 없으며 충격과 진동이 거의 없는 상황에서만 적합합니다.

a) 풀림 방지를 위한 스프링 와셔
b) 풀림 방지를 위한 이중 너트
c) 나사산 결합 표면의 마찰 증가

연결 기술 교육

I. 베벨 조인트 플랫 용접 공작물 다이어그램

베벨 조인트 평면 용접 공작물 다이어그램은 그림 7-28에 나와 있습니다.

기술 요구 사항

1. 공작물은 안쪽에서 바깥쪽으로 대칭 패턴을 따라 용접 순서를 따르는 양면 이중층 용접을 사용해야 합니다.
2. 각 외부 용접에는 조인트가 하나 이상 포함되어야 하며, 조인트의 모양은 용접의 모양과 일치해야 합니다.
3. 용접의 모든 치수는 지정된 요구 사항을 충족해야 하며 미적으로 보기 좋고 직선이어야 하며 언더컷, 슬래그 내포물, 다공성 등의 결함이 없어야 합니다.
4. 용접 후에는 모든 슬래그와 스패터를 완전히 제거합니다. 공작물이 크게 변형된 경우 곧게 펴야 합니다.

II. 베벨이 있는 맞대기 접합 평면 용접 공작물의 공정 사양 선택

1. 조인트 베벨의 형태를 선택합니다.

두꺼운 판재 접합부의 경우 베벨을 사용하면 아크가 용접부의 뿌리 깊숙이 침투하여 뿌리 침투를 보장하고 슬래그 제거를 용이하게 하여 충분한 강도를 달성하고 양호한 용접을 형성할 수 있어야 합니다. 선택한 베벨 유형은 용접 침투 보장, 가공하기 쉬운 베벨 모양, 높은 생산성, 용접봉 절약, 용접 후 용접 부품의 변형 감소 등의 조건을 충족해야 합니다. 따라서 그림 7-28에 표시된 공작물은 X자형 베벨을 사용하는 것이 더 유리합니다.

2. X자형 베벨을 위한 전극의 직경을 선택합니다.

단면은 방사형이며 외부 용접부의 필러 금속의 양은 내부 용접부의 양보다 훨씬 큽니다. 전극을 선택할 때는 외부 전극의 직경이 내부 용접의 직경보다 커야 합니다. 일반적으로 내부 용접에는 4.0mm 직경의 전극을 선택하거나 두 층 모두에 4.0mm 직경의 전극을 사용할 수 있습니다.

3. 전극 전류 선택

직경 4.0mm 전극으로 용접하는 경우 용접 전류는 160~210A 사이에서 선택할 수 있으며, 외부 용접의 용접 전류는 내부 용접의 용접 전류보다 약간 높아야 합니다. 외부 용접에 직경 5.0mm 전극을 사용하는 경우