금속 접합: 용접, 리벳팅 및 스레딩 설명

I. 수동 금속 아크 용접

수동 금속 아크 용접은 전극을 수동으로 조작하여 용접하는 아크 용접 방식입니다. 다양한 아크 용접 방법 중 가장 먼저 개발되어 현재까지 가장 널리 사용되는 용접 방법입니다.

수동 금속 아크 용접은 외부 플럭스로 코팅된 전극과 공작물 사이에서 발생하는 아크 열로 금속을 가열 및 용융하여 이루어집니다. 그림 1은 수동 금속 아크 용접의 용접 과정을 보여줍니다. 용접 전에 전극 홀더 3과 공작물 1을 용접기 4 출력 단자의 두 극에 연결하고 전극 2를 전극 홀더 3으로 클램핑합니다.

1-작품
2-전극
3-전극 홀더
4-용접기
5-용접 아크
6 용융 풀
7-웰드 솔기

용접 중에 용접 아크(5)가 전극과 공작물 사이에서 점화됩니다. 아크에 의해 생성된 고온(6000~7000°C)은 용접 부위에서 전극의 모재와 공작물(일반적으로 융점 약 1500°C)을 녹여 용융 풀(용융물)을 형성합니다(6). 전극이 용접 방향을 따라 이동하면서 새로운 용융 풀이 계속 형성되고, 이전 용융 풀의 액체 금속이 냉각 및 응고되어 용접 심 7을 형성하여 공작물을 서로 접합합니다.

수동 금속 아크 용접은 높은 아크 온도, 집중된 열, 간단한 장비, 편리하고 유연한 작동, 다양한 조건에서의 용접 적응성 등의 특성을 가지고 있습니다. 용접 생산에 일반적으로 사용되는 방법이며 탄소강, 합금강, 스테인리스강, 내열강, 고강도강, 주철 및 기타 금속 재료의 다양한 두께와 위치의 용접에 널리 적용됩니다. 또한 구리 합금과 니켈 합금 용접에도 사용할 수 있습니다.

수동 금속 아크 용접의 단점은 생산 효율이 낮고 노동 강도가 높으며 용접 품질이 작업자의 기술 수준에 따라 달라진다는 점입니다.

1. 처리 장비 및 도구

수동 금속 아크 용접을 위한 가공 장비는 용접 전원과 용접 도구로 구성됩니다.

(1) 용접 전원

수동 금속 아크 용접(일반적으로 용접기라고 함)에 일반적으로 사용되는 용접 전원에는 주로 AC 아크 용접 변압기와 아크 용접 정류기가 있습니다.

1) 아크 용접 정류기

아크 용접 정류기는 DC 용접기의 한 유형입니다. 교류 전원은 변환 및 정류를 통해 직류 전원으로 변환됩니다. 아크 용접 정류기에는 실리콘 아크 용접 정류기, 사이리스터 아크 용접 정류기, 트랜지스터 아크 용접 정류기 등 세 가지 유형이 있습니다.

저소음, 낮은 무부하 손실, 소형, 경량, 저비용, 고역률, 에너지 절약, 우수한 조정 성능 및 자동화의 용이성 등 사이리스터 아크 용접 정류기의 장점으로 인해 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그림 2는 ZX5-400 타입 사이리스터 아크 용접 정류기의 외관을 보여줍니다. 이 정류기의 정격 용접 전류는 400A입니다.

2) AC 아크 용접 변압기

AC 아크 용접 변압기의 용접 전류 출력은 AC입니다. 간단한 구조, 쉬운 제조, 저렴한 비용, 안정적인 사용, 쉬운 유지 보수 등의 장점이 있어 널리 사용됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 용접 장비 저탄소강 공작물 용접에 사용됩니다. 그림 3은 AC 아크 용접 변압기의 외관을 보여줍니다.

1-용접 케이블 연결 나사
2-단자(거친 전류 조정)
3-조정 핸들(미세 전류 조정)
4-접지 나사

(2) 용접 도구

수동 금속 아크 용접을 위한 필수 용접 도구 및 액세서리에는 용접 케이블, 전극 홀더, 마스크, 용접 장갑 및 절연 신발, 스크린 패널, 와이어 브러시, 슬래그 해머 등이 있습니다.

1) 용접 케이블

용접 케이블은 전극 홀더와 공작물을 용접 전원에 연결하여 용접 전류를 전도하는 데 사용됩니다. 케이블은 절연층이 양호해야 하며 전선이 노출되지 않아야 합니다. 외피가 손상된 경우 단락 및 감전 사고를 방지하기 위해 절연 테이프로 감싸야 합니다.

2) 전극 홀더

전극 홀더는 용접을 위해 전극을 고정하고 전류를 전달하는 데 사용되는 도구입니다. 그 모양은 그림 4와 같습니다. 전극 홀더는 전도성, 절연성, 내열성이 우수해야 하며 전극을 빠르고 안전하게 고정하고 해제할 수 있어야 하고 가볍고 유연하게 사용할 수 있어야 합니다.

3) 마스크

마스크에는 그림 5와 같이 헬멧형과 핸드헬드형 두 가지 유형이 있습니다.

a) 핸드헬드 유형
b) 헬멧 유형

마스크의 기능은 강렬한 아크 광선으로부터 작업자의 얼굴과 눈을 보호하고 용융된 슬래그가 튀는 것을 차단하는 것입니다. 작업자는 마스크의 탈착식 보호 렌즈를 통해 용접 과정을 관찰할 수 있습니다. 보호 렌즈의 색상은 어두운 색부터 밝은 색까지 다양하며, 용접 용융 풀을 명확하게 볼 수 있도록 선택해야 합니다.

4) 용접 장갑 및 절연 신발

장갑과 단열 신발은 개인 보호 장비입니다. 장갑은 소매가 길어야 하며 소매 길이가 팔꿈치 움직임에 방해가 되지 않아야 합니다. 단열 신발은 밑창이 두껍고 갑피가 높아야 하며 단열 및 내열성을 제공해야 합니다. 용접공이 사용하는 장갑과 절연 신발은 아크 화상과 용융 슬래그가 튀는 부상, 감전을 효과적으로 방지해야 합니다.

5) 화면 패널

스크린 패널은 두 가지 용도로 사용됩니다. 하나는 작업 공간을 외부 또는 다른 작업자로부터 분리하여 아크 빛과 비산으로 인한 부상이나 화재를 방지하는 것이고, 다른 하나는 바람으로 인한 아크 불안정성을 방지하는 것입니다. 스크린 패널은 현지 상황에 따라 다양한 형태로 제작할 수 있습니다.

6) 와이어 브러시

와이어 브러시는 용접 부위의 녹, 스케일, 먼지를 제거하는 데 사용됩니다.

7) 망치, 끌, 슬래그 해머

용접 슬래그를 제거하는 데 사용되는 보조 도구입니다. 슬래그 해머의 해머헤드는 실제 필요에 따라 원뿔 모양과 납작한 끌 모양으로 연마하는 경우가 많습니다.

(3) 용접봉

A 용접봉 는 아크 용접에 사용되는 플럭스로 코팅된 소모성 전극입니다. 플럭스 코팅과 코어 와이어의 두 부분으로 구성됩니다. 용접봉의 직경과 길이는 코어 와이어의 직경과 길이를 나타냅니다. 일반적인 직경은 그림 6과 같이 1.6mm, 2.0mm, 2.5mm, 3.2mm, 4.0mm, 5.0mm, 8.0mm이며 길이는 200~550mm입니다.

1-플럭스 코팅
2코어 와이어

코어 와이어는 플럭스 코팅으로 덮인 용접봉의 금속 코어입니다. 용도에 따라 코어 와이어는 강철 와이어, 비철 금속 와이어 또는 주조 와이어로 만들 수 있습니다. 코어 와이어는 전류를 전도하고 아크를 생성하는 전극과 모재(용접 금속)와 융합하여 용접 이음새를 형성하는 필러 재료의 두 가지 용도로 사용됩니다.

심선의 재질에는 탄소 구조용 강철, 합금 구조용 강철, 스테인리스 스틸 등이 있습니다. 심선의 등급은 접두사 'H' 뒤에 H08(탄소강 심선), H08Mn2Si(합금 구조강 심선), H00Cr19Ni9(스테인리스강 심선) 등 강종과 유사한 명칭이 붙습니다.

코어 와이어 표면에 코팅된 유효 성분을 플럭스 코팅이라고 하며 코팅이라고도 합니다. 용접봉의 플럭스 코팅은 광물 분말, 합금철 분말, 유기 물질 및 화학 제품과 같은 원료를 일정 비율로 혼합하여 심선 표면에 압착한 코팅층입니다.

용접봉에는 다양한 종류와 등급이 있습니다. 용접봉이 녹은 후 형성되는 슬래그의 화학적 특성에 따라 용접봉은 산성 용접봉(일반 용접봉)과 염기성 용접봉(저수소 용접봉)의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 슬래그의 산성 산화물(이산화규소, 이산화티타늄 등)이 염기성 산화물(산화칼슘 등)보다 많은 경우 용접봉을 산성 용접봉이라고 하고, 그렇지 않은 경우 염기성 용접봉이라고 합니다.

강철 용접봉의 경우 산화티타늄, 티타늄-칼슘, 일메나이트, 산화철, 셀룰로오스와 같은 플럭스 유형을 가진 용접봉은 산성 용접봉으로 분류하고, 저수소 나트륨 또는 저수소 칼륨과 같은 플럭스 유형을 가진 용접봉은 염기성 용접봉으로 분류합니다. 용접 시 이러한 용접봉의 플럭스에 의해 생성되는 보호 가스에는 수소가 거의 포함되어 있지 않기 때문에 저수소 용접봉이라고도 합니다.

2. 용접 매개변수 선택

아크 용접의 용접 파라미터는 주로 용접봉의 직경과 등급, 용접 전류, 전류의 종류와 극성, 아크 전압, 용접 속도, 레이어 수 등을 나타냅니다. 용접 파라미터는 용접 생산성과 품질에 큰 영향을 미치므로 올바르게 선택해야 합니다.

그러나 용접 구조물의 재질, 공작물 조립 품질, 용접사의 작업 습관 등 다양한 특정 조건으로 인해 동일한 공작물에 대해 다른 용접 파라미터를 선택할 수 있습니다. 따라서 용접 매개변수 선택 원칙에 대한 간략한 소개만 제공할 수 있습니다.

(1) 용접봉 직경 선택

용접봉 직경의 선택은 주로 용접할 공작물의 두께에 따라 달라집니다. 또한 조인트 형태, 용접 위치 및 용접 수준도 고려해야 합니다. 공작물의 두께가 두꺼울수록 필요한 용접 크기가 커지고 용접봉의 직경도 커집니다. 표 1에 나열된 데이터를 참고할 수 있습니다.

표 1 용접봉 직경 선택

후판의 다층 용접에서 최하층 용접을 위해 선택한 용접봉의 직경은 일반적으로 4mm를 초과하지 않아야 하며, 후속 층에는 더 큰 직경의 용접봉을 적절히 선택할 수 있습니다.

필렛 및 랩 조인트의 경우 맞대기 조인트에 비해 더 큰 직경의 용접봉을 선택할 수 있습니다. 수직, 수평 및 오버헤드 용접에서 용접 풀이 너무 커져 용융 금속이 흘러내려 용접 형성이 악화되는 것을 방지하기 위해 용접봉은 일반적으로 4mm를 초과하지 않아야 합니다.

(2) 용접 전류 선택

용접 전류의 선택은 주로 용접봉의 직경에 따라 달라집니다. 용접 전류가 너무 크면 용접봉 자체의 저항 열로 인해 용접봉이 빨갛게 변하고 플럭스가 저하되며 큰 조각도 자동으로 떨어져 보호 기능을 잃게 됩니다. 코어 와이어가 너무 빨리 녹아 용접 품질이 떨어지고 용접 전류가 너무 작으면 아크가 불안정해집니다.

따라서 주어진 직경의 용접봉에 대해 적절한 전류 사용 범위가 있습니다. 표 2에는 다양한 직경의 산성 탄소강 용접봉에 대한 적절한 전류 사용 범위가 나와 있습니다.

표 2 산성 탄소강 용접봉의 현재 사용량에 대한 참고 자료

염기성 용접봉을 사용하는 경우, 선택한 용접 전류는 동일한 직경의 산성 용접봉보다 약 10% 작아야 합니다.

일반 구조용 강철 용접봉을 사용하는 경우, 용접 전류 I와 용접봉 직경 d 사이의 관계는 다음과 같은 경험적 공식을 사용하여 처음에 선택한 다음 생산의 실제 용접 상황에 따라 조정할 수 있습니다:

I=Kd

공식에서

• I - 용접 전류(A);
• d - 용접봉 직경(mm);
• K - 용접봉 직경과 관련된 계수(표 3 참조).

표 3 다양한 용접봉 직경에 대한 K 값

또한 용접 전류 크기의 선택은 공작물의 두께, 접합 형태, 용접 위치 및 현장 사용 조건도 종합적으로 고려해야합니다. 공작물 두께가 크고 필렛 용접, 주변 온도가 낮고 열 방출이 빠른 경우 전류의 상한을 선택할 수 있으며 공작물 두께가 크지 않고 수직, 수평 및 오버 헤드 용접 위치에서는 용접 전류를 적절하게 줄여야합니다.

실제로 전류의 선택은 용접사의 경험에 따라 결정되며, 전류의 적합성은 다음과 같은 측면에서 판단할 수 있습니다:

1) 스패터를 관찰합니다.

전류가 너무 크면 아크 힘이 강하고 용접 중에 큰 균열 소리와 함께 용융 금속 입자가 용접 풀에서 튀어나오는 것을 볼 수 있으며 전류가 너무 작으면 아크 힘이 약하고 용융 금속과 슬래그가 쉽게 분리되지 않습니다.

2) 용접 형성을 관찰합니다.

전류가 너무 크면 용접이 낮고 깊게 침투하여 양쪽에서 언더컷이 발생할 가능성이 높고, 전류가 너무 작으면 용접이 좁고 높으며 양쪽 모재와의 융합이 좋지 않습니다.

3) 용접봉의 상태를 관찰합니다.

전류가 너무 크면 막대의 절반 이상을 용접 한 후 남은 막대가 빨간색으로 변하고 플럭스가 떨어지고 전류가 너무 작 으면 아크가 불안정하고 막대가 공작물에 달라 붙을 가능성이 있으며 전류가 적절하면 용접 후 남은 막대가 진한 빨간색입니다.

보일러 및 압력 용기와 같은 중요한 용접 구조물은 사용할 용접 공정 및 관련 공정 파라미터를 결정하기 전에 용접 절차 인증을 통해 테스트 및 인증을 받아야 합니다.

(3) 아크 전압 및 용접 속도 선택

아크 용접에서 아크 전압과 용접 속도는 일반적으로 특정 조건에 따라 용접기에 의해 유연하게 제어됩니다. 원칙은 침투를 보장하고 용접이 필요한 모양과 크기를 갖도록 하는 것입니다.

아크 전압은 주로 아크 길이 L에 의해 결정되며, 일반적으로 1~4mm 사이에서 제어되며[경험적 공식 L = (0.5~1)d로 결정할 수 있으며, 여기서 d는 용접봉 직경(mm)입니다] 해당 아크 전압은 16~25V 사이입니다. 아크가 너무 길면 스윙, 스패터 증가, 다공성, 언더컷, 융착 부족과 같은 결함이 발생하기 쉽습니다.

용접 과정에서 가능한 한 짧은 아크 용접을 사용하세요. 수직 및 오버헤드 용접에서는 아크 길이가 평면 용접보다 짧아야 합니다. 염기성 전극의 아크 길이는 산성 전극의 아크 길이보다 짧아야 아크 안정성을 촉진하고 다공성을 방지할 수 있습니다.

3. 용접 조인트의 홈 유형

용접 조인트는 다음과 같이 연결된 조인트입니다. 용접 방법용접부, 융착부, 열 영향을 받는 부위로 구성됩니다. 용접 조인트마다 홈 유형이 다릅니다. 용접 조인트의 그루브 유형은 주로 간격, 그루브 각도 및 무딘 모서리 높이의 세 가지 요소로 구성됩니다. 용접 그루브의 선택은 재료 두께와 용접 조인트 형태에 따라 달라집니다.

(1) 용접 조인트의 형태

철골 구조물 용접에서는 용접부 두께, 구조물 형태 및 사용 조건의 차이로 인해 접합부 형태와 홈 유형도 다릅니다. 용접 조인트 형태는 맞대기 조인트, 코너 조인트, T 조인트, 랩 조인트의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

1) 엉덩이 관절

맞대기 접합은 같은 평면에 있는 두 개의 공작물을 함께 용접하여 형성된 접합부입니다. 용접 구조물에서 가장 일반적으로 사용되는 조인트 형태입니다. 용접부의 두께와 홈의 준비에 따라 맞대기 접합은 일반적으로 그림 7과 같이 무홈, V홈, X홈, 단일 U홈, 이중 U홈의 다섯 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

a) 홈 없음
b) V-그루브
c) X-그루브
d) 단일 U-홈
e) 더블 U-그루브

2) 코너 조인트

코너 조인트는 두 공작물의 끝면이 30° 이상 135° 미만의 각도를 형성하는 조인트입니다. 용접부의 두께와 홈의 준비 상태에 따라 코너 조인트는 그림 8과 같이 무홈, 단면 V-홈, V-홈, K-홈의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

a) 홈 없음
b) 단면 V-그루브
c) V-그루브
d) K-그루브

3) T-조인트

T 조인트(경사 T 조인트, 삼중 조인트, 교차 조인트 포함)는 수직 또는 각진 공작물(2개 또는 3개의 플레이트)을 필렛 용접으로 연결한 조인트입니다. 다양한 방향의 힘과 모멘트를 견딜 수 있는 대표적인 아크 용접 접합부입니다.

이 접합 형태는 널리 사용되고 있으며, 선체 구조물에서 약 70%의 용접부가 이 접합 형태를 사용하고 있습니다. 용접부의 두께와 홈의 준비에 따라 그림 9와 같이 T-조인트는 무홈, 단면 V-홈, K-홈, 이중 U-홈의 네 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

a) 홈 없음
b) 단면 V-그루브
c) K-그루브
d) 더블 U-그루브

T조인트를 일반적인 연결 용접으로 사용하고 강판 두께가 2~30mm인 경우 홈이 필요하지 않습니다. 하중을 견디기 위해 T 조인트 용접이 필요한 경우 강판 두께 및 구조 강도 요구 사항에 따라 적절한 홈을 준비하여 완전한 관통 및 접합 강도를 보장해야 합니다.

4) 무릎 관절

랩 조인트는 두 개의 공작물이 부분적으로 겹치거나 특수 랩 피스가 추가되어 필렛 용접, 플러그 용접 또는 슬롯 용접을 사용하여 연결되는 조인트입니다. 구조적 형태와 강도 요구 사항에 따라 랩 조인트는 그림 10과 같이 무홈, 원형 구멍의 플러그 용접, 긴 구멍의 필렛 용접의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

a) 홈 없음
b) 원형 구멍에 플러그 용접
c) 긴 구멍에 필렛 용접

홈이 없는 랩 조인트는 일반적으로 두께가 12mm 미만인 강판에 사용되며 겹침 길이가 L≥2(t)입니다.₁+t₂), 양면 용접이 사용됩니다. 이 조인트의 조립 요구 사항이 높지 않고 조인트의 하중 지지력이 낮기 때문에 중요하지 않은 구조물에만 사용됩니다.

겹치는 강판의 면적이 큰 경우 구조적 강도를 보장하기 위해 필요에 따라 원형 구멍의 플러그 용접과 긴 구멍의 필렛 용접을 선택할 수 있습니다. 이 형태는 좁고 밀폐된 용접 구조물에 특히 적합합니다. 원형 및 긴 구멍의 크기와 개수는 강판 두께와 구조적 강도 요구 사항에 따라 결정해야 합니다.

(2) 용접 홈 선택

용접부에 홈을 만드는 것은 용접부의 뿌리가 완전히 관통되도록 하고 슬래그 제거를 용이하게 하며 더 나은 용접 형성을 달성하기 위한 것입니다. 또한 홈은 모재와 필러 금속의 비율을 조정하는 데 도움이 됩니다. 무딘 모서리는 번스루를 방지하며, 그 크기는 용접의 첫 번째 층이 관통할 수 있도록 보장해야 합니다. 간격은 또한 뿌리 침투를 보장합니다.

그루브 유형을 선택할 때 고려해야 할 주요 요소는 용접 관통력 보장, 그루브 형상 가공 용이성, 생산 효율성 극대화, 용접봉 절약, 용접 후 변형 최소화 등입니다.

두께 6mm 미만의 강판을 용접할 때는 일반적으로 홈을 만들지 않지만, 중요한 구조물의 경우 두께가 3mm인 경우 홈을 만들어야 합니다. 강판 두께가 6~26mm인 경우 가공은 쉽지만 용접 후 변형이 발생할 수 있는 V자형 홈을 사용합니다.

강판 두께 12~60mm의 경우 X자형 그루브를 사용할 수 있습니다. V형 그루브에 비해 동일한 두께에서 용접 금속의 양을 약 절반으로 줄일 수 있으며 용접부의 변형 및 내부 응력도 더 작습니다. 주로 두께가 크고 변형 요구 사항이 작은 구조물에 사용됩니다. 단일 U 자형 및 이중 U 자형 홈은 용접 후 용접 금속이 훨씬 적고 변형이 적지 만 홈 가공이 어렵고 일반적으로 더 중요한 용접 구조에 사용됩니다.

두께가 다른 플레이트의 맞대기 접합부(그림 11 참조)의 경우, 두께 차이(t-t₁)가 표 4의 사양을 초과하지 않는 경우 용접 조인트의 기본 형태와 크기는 후판에 따라 선택해야하며, 그렇지 않으면 후판에 단일 또는 이중 베벨을 만들어야하며 얇아지는 길이 L≥3 (t-t)를 사용해야합니다.₁).

표 4 두께 차이 범위(단위: mm)

4. 수동 아크 용접 기술

수동 아크 용접은 접합 공정을 위한 고도의 기술적인 수동 작업 방식입니다. 작업자의 기술에 따라 용접 공정의 품질이 크게 결정되므로 용접 작업자는 뛰어난 조작 기술을 갖춰야 합니다.

(1) 수동 아크 용접의 기본 작업

수동 아크 용접에서는 아크를 치고, 봉을 움직이고, 마무리하는 것이 가장 기본적인 작업입니다. 기본적인 조작 방법은 여러 가지가 있으며 용접기마다 조금씩 다른 방법을 사용합니다.

1) 아크 타격 방법

아크 스트라이킹은 수동 아크 용접의 기본 기술로, 특히 점착 용접에 자주 사용됩니다.

아크 스트라이킹을 위한 스크래치 방식.

스크래치 방법은 그림 12와 같이 용접봉의 끝을 공작물 표면에 가볍게 긁어 아크를 생성한 다음 용접 위치로 빠르게 이동하고 봉과 공작물 사이에 일정한 거리를 유지하여 아크를 안정적으로 유지하는 것입니다.

아크 스트라이킹을 위한 스크래치 방법은 비교적 쉽게 마스터할 수 있지만 공작물 표면이 손상될 수 있습니다. 표면 요구 사항이 엄격한 공작물에는 적합하지 않습니다.

점착 용접을 위해 구조 부품을 조립할 때는 그림 13과 같이 용접 이음새를 따라 긁어서 아크를 치고 한 점을 용접한 다음 막대를 살짝 들어 올리고(아크가 꺼지지 않도록) 용접 이음새를 따라 빠르게 긁어 두 번째 점을 용접하고 이음새의 모든 용접 점이 완료될 때까지 계속하는 방법을 사용합니다.

이 방법은 점착 용접의 빈번한 아크 스트라이킹과 스크래치 아크 스트라이킹을 결합하여 연속 용접과 아크 스트라이킹을 가능하게 합니다. 숙달되면 작업 효율성과 택 용접의 외관 품질을 향상시킬 수 있습니다.

직접 타격 아크 방식.

직접 타격 방법은 전극을 용접 이음새에 수직으로 배치하고 전극 끝으로 용접 이음새를 직접 타격하여 아크를 생성하는 것입니다. 아크가 생성된 후 그림 14와 같이 전극을 빠르게 들어 올리고 제어하여 공작물에서 일정 거리를 유지하여 아크가 안정적으로 유지되도록 합니다.

직접 타격 아크 방식에서는 타격력, 착지점 및 전극을 들어 올리는 속도를 제어하기 어렵기 때문에 이 방법을 숙달하기 어렵고 전극이 공작물에 달라붙기 쉽습니다. 이러한 경우 전극 홀더를 빠르게 휘둘러 전극을 공작물에서 분리합니다. 전극이 여전히 붙어 있으면 전극 홀더에서 손을 떼어 전극을 분리한 후 식으면 털어냅니다.

직접 타격 아크 방식은 전극 끝의 코팅이 쉽게 벗겨져 보호 기능이 떨어지고 용접부에 다공성이 발생할 수 있습니다. 따라서 이 방법을 사용할 때는 주의가 필요합니다.

2) 전극 조작 방법

전극 아크 용접 과정에서 전극은 그림 15와 같이 하향 공급, 측면 스윙, 용접 이음새를 따라 세로 이동의 세 가지 방향으로 기본 움직임을 거칩니다.

전극을 하향 공급하는 목적은 전극이 녹으면서 용접 이음새를 채우고 연속적인 아크를 유지하는 것입니다. 하향 공급 시 아크 길이가 용접 품질에 미치는 영향에 주의를 기울여야 합니다. 아크가 지나치게 길면 스윙이 발생하기 쉬워 열 손실이 발생하고 공기가 유입되어 용접부에 다공성이 생길 수 있습니다. 적절한 아크 길이는 일반적으로 전극 직경과 같거나 약간 작습니다.

전극의 측면 스윙은 공작물 모서리를 완전히 융합시켜 용접 이음새를 넓히고 용융 풀에서 슬래그와 가스의 배출을 용이하게 하여 용접 품질을 향상시킵니다.

용접 이음새를 따라 세로로 움직이는 것이 용접을 형성하는 주된 움직임입니다. 전극 이동 속도는 용접 형성에 큰 영향을 미칩니다. 속도가 너무 빠르면 용융이 불충분하고 너무 느리면 용접이 너무 깊어지고 특히 박판 용접에서 공작물이 과열되어 쉽게 번 스루를 일으킬 수 있습니다.

세 방향의 기본 움직임의 조합이 아크 용접에서 전극 조작을 구성합니다. 그림 16과 같이 선형, 왕복 선형, 지그재그, 삼각형 및 원형을 포함한 다양한 조작 방법이 있습니다.

a) 선형
b) 지그재그
c) 삼각형
d) 원형

전극 조작 방법의 선택은 공작물 두께, 용접 심 위치, 조인트 형태 및 용접 전류와 같은 다양한 요인에 의해 결정됩니다. 냉간 가공 작업에 사용되는 택 용접에서 조작은 주로 전극의 하향 공급 및 측면 스윙을 포함하며 용접 이음새를 따라 세로로 이동하는 길이가 짧아 충격이 적습니다. 따라서 택 용접 조작은 비교적 쉽게 마스터할 수 있습니다.

3) 용접 이음새 마감 방법

용접 이음새 마감에는 기본적으로 아크 스트라이킹과 마감 작업이 포함됩니다. 마감 방법을 올바르게 숙지하면 용접 품질을 보장할 수 있습니다. 주요 마감 방법은 다음과 같습니다:

원형 마감 방식.

그림 17과 같이 전극은 마무리 지점에서 원을 그리며 크레이터가 채워지면 아크를 끊습니다. 점착 용접에서는 아크를 점화한 후 용접 지점에서 직접 원형 마감 처리를 수행하여 매끄러운 용접 외관을 얻습니다.

역방향 마무리 방법.

마무리 지점에서 전극은 그림 18과 같이 고정된 상태로 아크를 낮추고 전극 각도를 변경하면서 뒤로 이동합니다. 전극이 그림의 1 위치에서 2 위치로 이동하고 분화구가 채워지면 아크가 끊어집니다.

반복 아크 브레이킹 마무리 방법.

마무리하는 동안 크레이터가 채워질 때까지 짧은 시간에 아크를 여러 번 점화 및 소화를 반복합니다. 이 방법은 박판 용접에 자주 사용됩니다.

(2) 전극 아크 용접의 다양한 용접 위치에 대한 작업

용접 위치는 공작물 접합부의 공간적 위치에 따라 평면 용접, 수직 용접, 수평 용접, 오버헤드 용접으로 구분되며, 용접 심 각도와 회전 각도에 따라 구분할 수 있습니다.

1) 평면 용접

평면 용접에서는 용접 이음새를 위에서 볼 수 있으므로 아크와 용융 풀을 더 쉽게 관찰할 수 있습니다. 녹은 전극은 중력에 의해 용융 풀로 떨어지므로 용접 공정을 더 쉽게 제어할 수 있습니다. 따라서 가능하면 공작물을 평평하게 배치하여 용접 이음새를 평평한 용접 위치에 놓으십시오. 그림 19는 평면 용접 중 전극 각도를 보여줍니다.

2) 수직 용접

수직 용접에서는 용융 풀이 수직 표면에 있고 용융 금속과 슬래그가 중력으로 인해 아래쪽으로 흐르는 경향이 있어 용접 작업에 어려움이 가중됩니다. 따라서 수직 용접을 위해 선택한 전극 사양과 용접 전류는 용융 풀의 부피를 줄이고 냉각을 가속화하며 용융 금속이 아래로 흐르는 것을 방지하기 위해 더 작아야 합니다. 그림 20은 수직 용접 시 전극 각도를 보여줍니다.

수직 용접(택 용접 포함)에서는 일반적으로 아크 스트라이킹 방식이 사용됩니다. 이 작업에는 용접 이음새의 한쪽에 아크를 치고 물방울이 전극에서 분리되면 즉시 아크를 용접 이음새의 위쪽 대각선으로 들어 올린 다음 아크를 용접 이음새의 반대쪽으로 당기는 것이 포함됩니다. 잠시 멈추고 물방울이 전극에서 분리될 때까지 기다린 다음 아크를 다시 위쪽 대각선까지 들어 올립니다. 그림 21과 같이 이 과정을 반복하여 용접 이음새를 물방울로 채웁니다.

작동 중에는 물방울이 충분히 굳어지도록 하고 아크가 깨지지 않도록 주의하세요.

3) 수평 용접

수평 용접은 용융 금속과 슬래그가 중력에 의해 아래쪽으로 흐르는 경향이 있어 용접 이음새의 윗부분에는 언더컷이, 아랫부분에는 용접 비드가 발생하기 때문에 까다로운 작업이기도 합니다. 수평 용접 시 전극 각도는 그림 22에 나와 있습니다.

수평 용접에서는 전극이 수직 방향으로 15° 기울어지고 수평 방향으로 용접 이음새와 70°~80° 각도를 형성하며, 짧은 아크와 용접 이음새를 따라 왕복하는 선형 조작을 사용합니다. 약간 작은 전극 사양과 용접 전류를 선택하는 것이 중요합니다.

4) 오버헤드 용접

오버헤드 용접은 용융 풀이 용접 이음새 아래에 매달려 있고 중력이 물방울에 큰 영향을 미쳐 용접 형성을 어렵게 만들기 때문에 다양한 용접 위치 중 가장 어려운 작업입니다.

오버헤드 용접은 가능한 가장 짧은 아크를 사용하여 물방울이 용접 이음새에 부착되도록 도와야 합니다. 오버헤드 용접에 사용되는 전극 직경은 일반적으로 ϕ3 ~ ϕ4mm이며, 아크 힘을 높이기 위해 용접 전류는 약간 더 클 수 있습니다. 오버헤드 용접 시 전극은 그림 23과 같이 공작물의 양쪽과 90° 각도를 이룹니다.

용접 방향에 대한 전극의 경사각은 침투 깊이에 따라 결정됩니다. 번스루를 방지하기 위해 얕은 침투가 필요한 경우 그림 24와 같이 전극을 용접 반대 방향으로 약 10° 기울입니다.

더 깊은 침투가 필요한 경우 그림 25와 같이 전극을 용접 방향으로 약 10° 기울입니다. 전극은 직선 또는 왕복 직선으로 움직일 수 있습니다.

(3) 전극의 올바른 사용

전극의 적절한 사용은 용접 품질을 보장하는 중요한 요소 중 하나입니다. 일반적으로 사용되는 전극의 용도는 표 5에 나와 있습니다.

표 5 일반적으로 사용되는 전극의 적용(구조용 강철 전극)

용접 품질을 보장하기 위해 용접 중에는 전극을 건조하고 적절하게 보관해야 합니다. 염기성 전극 코팅은 물 유리를 바인더로 사용하는 반면 산성 전극은 유기 물질을 바인더로, 목재 분말을 가스 형성제로 사용합니다. 이러한 요인에 따라 전극의 건조 온도가 너무 높아서는 안 됩니다. 다양한 전극의 건조 온도는 표 6에 나와 있습니다.

표 6 전극의 건조 온도

건조 후에는 전극을 전극 절연 용기에 넣어야 합니다. 전극을 꺼낸 후에는 공기 중의 습기로 인해 건조된 전극이 다시 습기가 차는 것을 방지하기 위해 즉시 용기를 덮어야 합니다.

5. 용접 작업 중 안전 보호

전극 아크 용접 작업 시 안전 보호에는 주로 감전 방지, 아크 방사선 방지, 환기 및 먼지 제거가 포함됩니다.

(1) 감전 예방

용접 작업에서 감전 사고는 두 가지 유형이 있습니다. 살아있는 부품에 접촉하는 직접 감전과 절연 손상이나 장비 고장으로 인해 살아있는 부품이 아닌 부품에 접촉하는 간접 감전입니다.

용접 중 직접적인 감전의 주요 형태는 △전극이나 작업물 교체 시 용접 집게, 전극 등 활선 부품에 접촉 △발이나 다른 신체 부위와 지면 또는 금속 구조물 사이의 절연이 불량하여 감전되기 쉬운 용기, 파이프 라인 내부, 비가 오거나 습한 장소, 땀을 많이 흘린 상태에서 용접 △노출된 활선 단자, 결속 기둥, 와이어 등에 접촉하여 감전 △고압 전력망 근처 용접 시 과도한 근접으로 인해 고장 방전 발생 등 다양합니다.

용접 중 간접 감전은 주로 과부하 사용으로 인한 장비 누전, 내부 단락 가열로 인한 절연 성능 저하, 비나 습기로 인한 코일 절연 손상으로 인한 누전, 전선 및 케이블의 절연 부분 손상으로 인한 누전 등 장비 누전으로 인해 발생합니다.

누출을 방지하기 위한 조치에는 주로 △작업 절차를 엄격히 준수 △용접 시 보호 장비를 올바르게 착용 △용접 장비 쉘을 안정적으로 접지하여 쉘 누출이 발생하더라도 접지 저항이 매우 작아(≤4Ω) 장비 쉘과 접지선 사이에 고리를 형성하여 대부분의 전류가 인체 대신 이 고리를 통과하도록 하여 감전을 방지 △적격 전선 및 케이블 선택 및 안전 생산 검사 강화 등이 있습니다.

(2) 아크 방사선 방지

용접 아크 방사선 및 스파크 화상의 위험을 방지하려면 보호 복을 올바르게 착용하고 작업 조건에 적합한 그늘을 선택하고 용접 현장에 아크 보호실 또는 스크린을 설치해야합니다. 스크린은 난연성 재료로 만들어야 하며 표면은 검은색 또는 회색으로 칠하고 높이는 1.8m 이상이어야 하며 공기 순환을 위해 바닥에 25cm의 간격을 두어야 합니다.

용접공은 면 캔버스 작업복을 착용해야 하며 합성 섬유 소재 작업복을 착용해서는 안 됩니다. 사용하는 안면 보호대는 얼굴과 귀를 가려야 하며 빛이 새어 들어가지 않아야 합니다.

(3) 환기 및 먼지 제거

환기 및 먼지 제거는 용접 연기와 유해 가스가 인체에 미치는 피해를 방지하기 위한 중요한 보호 조치입니다. 따라서 종합적이고 국소적인 환기가 잘 이루어져야 합니다.

전체 작업장에 덕트와 팬이 있는 기계식 환기 시스템을 통해 종합적인 환기가 이루어집니다. 유도 연기 추출 또는 블로우 흡입 환기 방식을 채택해야 합니다.

국소 환기는 용접 연기와 유해 가스를 배기 후드가 효과적으로 빨아들이는 국소 배기를 통해 이루어집니다. 국소 환기 시설에는 배기 후드, 휴대용 소형 팬, 압축 공기 배출기, 연기 및 먼지 제거 장치 등이 있습니다.

국소 배기를 사용할 때는 용접 작업장 근처의 풍속을 30m/분으로 제어하여 아크가 방해받지 않도록 해야 합니다. 또한 화재 예방 요건을 충족하기 위해 용접 작업 시 가연성 및 폭발성 물질과 용접 점화원 사이의 거리는 10m 이상이어야 합니다.

II. CO₂ 가스 차폐 용접

'가스 전기 용접'으로 약칭되는 가스 차폐 용접은 가스를 보호 매체로 사용하는 아크 용접 방식입니다. CO₂ 가스 차폐 용접은 CO₂ 를 차폐 가스로 사용합니다. 용접 와이어를 전극으로 사용하고 용접 와이어와 공작물 사이에 생성된 아크가 금속을 녹여 자동 또는 반자동 용접을 가능하게 합니다.

CO₂ 가스 차폐 용접은 저렴한 비용, 우수한 품질, 높은 생산성 등의 장점이 있습니다. 주로 조선, 자동차, 철도 차량, 농기계와 같은 산업에서 저탄소강 및 저합금 구조용강 용접에 널리 사용됩니다.

그림 26은 CO의 작동 원리를 보여줍니다.₂ 가스 차폐 용접. 용접 중 CO₂ 가스가 노즐을 통해 용접 와이어 주변에 분사되어 아크 주위에 국소 가스 차폐막을 형성하고 물방울과 용융 풀을 공기로부터 기계적으로 격리하여 안정적인 용접 공정과 고품질 용접을 보장합니다.

1-작품
2-Weld
3-용융 풀
4-Arc
5-노즐
6-용접 와이어
7-CO₂ 보호 가스 흐름

판금 부품의 생산 및 가공에는 현재 기계에 의해 용접 와이어가 자동으로 공급되고 용접사가 용접 토치를 잡고 작업하는 반자동 용접이 더 일반적으로 사용되고 있습니다.

1. 처리 장비 및 도구

CO의 주요 구성 요소₂ 가스 차폐 용접 장비는 그림 27에 나와 있습니다. 용접 중에 용접 와이어는 와이어 공급 호스 4와 접촉 팁 2를 통해 와이어 공급 메커니즘 5에 의해 공급됩니다. CO₂ 가스가 노즐에서 일정한 유량으로 분사됩니다. 아크가 점화되면 용접 와이어의 끝, 아크 및 용융 풀이 CO로 둘러싸입니다.₂ 가스를 사용하여 금속에 대한 공기의 유해한 영향을 방지합니다.

1-아크 용접 전원
2-연락처 팁
3-용접 토치 노즐
4-와이어 공급 호스
5-와이어 공급 메커니즘
6-용접 와이어 릴
7-CO₂ 가스통
8-압력 조절기
9-유량계

CO₂ 가스 차폐 용접기에는 주로 NBC-200, NBC-250, NBC-315, NBC-350, NBC-500 등이 포함됩니다. NBC 시리즈 CO의 일반적인 모습₂ 가스 차폐 용접기는 그림 28에 나와 있으며, 그림 28a는 일체형 용접기를, 그림 28b는 분할 용접기를 보여줍니다.

용접 시 용접 와이어는 용가재 역할을 하거나 동시에 전도성 금속 와이어 역할을 합니다. 가스 차폐 용접, 아르곤 아크 용접, 일렉트로슬래그 용접 등 다양한 용접 공정에 사용되는 용접 재료입니다.

용접 와이어의 분류는 일반적으로 다음과 같습니다: 용접 방법에 따라 다음과 같이 나눌 수 있습니다.₂ 가스 차폐 용접 와이어, 텅스텐 불활성 가스 용접 와이어, 용융 불활성 가스 용접 와이어, 서브머지드 아크 용접 와이어, 일렉트로슬래그 용접 와이어 등 ② 형태 및 구조에 따라 솔리드 와이어, 플럭스코어 와이어, 액티브 와이어 등으로 구분할 수 있으며 ③ 적용 금속 재질에 따라 저탄소강 와이어, 저합금강 와이어, 경합금표면 와이어, 알루미늄 와이어, 구리 와이어, 주철 와이어 등으로 구분할 수 있습니다.

2. 용접 매개변수 선택

올바른 용접 사양 선택은 CO₂ 가스 차폐 용접. 이는 용접 품질뿐만 아니라 금속 스패터의 양에도 직접적인 영향을 미칩니다.

(1) 극성 CO₂

가스 차폐 용접에서는 안정적인 아크 연소를 보장하기 위해 일반적으로 공작물을 음극에 연결하고 용접 건을 양극에 연결하는 직류 역극성을 사용합니다. 주강 부품의 표면 처리 또는 용접 수리에만 양극 연결 방식이 사용됩니다.

(2) 아크 전압

아크 전압은 액적 전달, 금속 스패터, 단락 주파수, 아크 연소 시간 및 용접 폭에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 고전류 용접에서 아크 전압은 일반적으로 30~50V입니다.

(3) 용접 전류

일반적으로 용접 전류가 증가함에 따라 침투 깊이가 크게 증가하고 그에 따라 용접 폭과 보강도 증가합니다. 용접 전류의 크기는 공작물의 두께, 용접 와이어 재질, 용접 와이어 직경, 용접 공간 위치 및 필요한 액적 전달 형태에 따라 선택해야 합니다.

(4) 용접 속도

용접 속도가 증가(또는 감소)하면 용접의 폭, 보강 및 관통력은 그에 따라 감소(또는 증가)합니다.

(5) 용접 와이어 연장 길이

용접 와이어 연장 길이는 용접 시 접촉 팁 밖으로 연장되는 용접 와이어의 길이를 나타냅니다. 일반적으로 얇은 와이어 CO₂ 가스 차폐 용접의 경우 연장 길이는 8-14mm이며, 두꺼운 와이어 CO₂ 가스 차폐 용접의 경우 연장 길이는 10-20mm입니다.

(6) CO₂ 가스 유량

CO₂ 가스 흐름은 용접 전류, 용접 속도, 와이어 연장 길이 및 노즐 직경을 기준으로 선택해야 합니다. 용접 전류가 크고, 용접 속도가 빠르며, 와이어 연장 길이가 길면 CO₂ 가스 흐름은 그에 따라 더 커져야 합니다. 일반적으로 CO₂ 가스 유량 범위는 8~25L/min입니다.

위의 사양 매개변수 중 극성, 전선 연장 길이, 가스 흐름과 같이 기본적으로 고정되어 있는 것도 있습니다. 따라서 CO₂ 가스 차폐 용접 사양에는 주로 와이어 직경, 용접 전류, 아크 전압 및 용접 속도와 같은 매개 변수를 선택하는 것이 포함됩니다. 이러한 파라미터의 선택은 공작물 두께, 접합 형태 및 용접 위치와 같은 실제 조건에 따라 종합적으로 고려해야 합니다. 표 7은 일반적으로 사용되는 반자동 CO₂ 가스 차폐 용접 사양 매개변수.

표 7 일반적으로 사용되는 반자동 CO₂ 가스 차폐 용접 사양 매개변수

두께/mm	조인트 양식	조립 간격 b/mm	와이어 직경/mm	용접 전류/A	아크 전압/V	가스 유량/(L/min)
≤1.2		≤0.3	0.6	30～50	18～19	6～7
1.5			0.7	60～80	19～20	6～7
2		≤0.5	0.8	80～100	20～21	7～8
2.5
3			0.8～0.9	90～115	21～23	8～10
4
≤1.2		≤0.3	0.6	35～55	19～20	6～7
1.5			0.7	65～85	20～21	8～10
2		≤0.5	0.7～0.8	80～100	21~22	10～11
2.5			0.8	90～110	22～23	10～11
3			0.8～0.9	95～115	21～23	11～13
4			0.8～0.9	100～120	21～23	13～15

3. 3.₂ 가스 차폐 용접 작업 기술

CO₂ 가스 차폐 용접 작업 방법은 용접 토치의 이동 방향(왼쪽 또는 오른쪽)에 따라 왼쪽 용접(그림 29a 참조)과 오른쪽 용접(그림 29b 참조)으로 나눌 수 있습니다.

우측 용접 방법을 사용할 경우 용융 풀의 가시성과 가스 차폐 효과는 상대적으로 좋지만 용접 중 심 간격을 관찰하기가 불편하여 용접 편차가 쉽게 발생할 수 있습니다. 또한 용접 와이어가 용융 풀을 직접 가리키기 때문에 아크가 용융 풀에 스커링 효과가 있습니다. 제대로 작동하지 않으면 용접 비드 높이가 과도하게 높아져 용접 형성에 영향을 미칠 수 있습니다.

왼쪽 용접 방법을 사용하면 노즐이 용접기의 시야를 가리지 않아 이음새를 명확하게 볼 수 있으므로 이탈할 가능성이 적습니다. 또한 용융 폭이 더 넓어져 매끄럽고 미적으로 보기 좋은 용접을 할 수 있습니다. 따라서 일반적으로 왼쪽 용접 방법이 사용됩니다. 한편 용접기는 용접 토치와 공작물 사이의 각도와 노즐의 높이를 정확하게 제어하여 토치와 공작물 사이의 적절한 상대 위치를 유지해야 합니다.

(1) CO의 기본 운영₂ 가스 차폐 용접

CO₂ 가스 차폐 용접은 토치를 들고 있는 팔이 자연스러운 상태인지, 손목이 다양한 작업을 위해 토치를 유연하고 자유롭게 움직일 수 있는지 확인합니다. CO의 다양한 용접 위치에 따른 작업 자세₂ 가스 차폐 용접은 그림 30에 나와 있습니다.

a) 스탠딩 포지션 용접
b) 앉은 자세 용접
c) 왼쪽 용접 자세
d) 오른쪽 용접 자세

스틱 전극 아크 용접과 마찬가지로 아크 개시, 아크 이동 및 아크 종단은 CO에서 가장 기본적인 작업입니다.₂ 가스 차폐 용접이지만 작동 기술은 스틱 전극 아크 용접과 다릅니다.

1) 아크 시작

아크 시작을 위한 구체적인 단계는 먼저 리모컨의 조그 스위치 또는 용접 토치의 제어 스위치를 눌러 용접 와이어의 한 부분을 조그하여 연장된 길이가 노즐과 공작물 사이에 유지해야 하는 거리보다 작은지 확인합니다. 그런 다음 필요에 따라 용접 토치를 아크 시작 지점에 놓고(적절한 각도와 노즐 높이 유지) 용접 와이어의 끝이 공작물에 닿지 않도록 하고 노즐 높이는 용접 전류에 따라 결정됩니다.

조작이 능숙하지 않은 경우 양손으로 토치를 잡는 것이 가장 좋습니다. 마지막으로 용접 토치의 제어 스위치를 누르면 용접기가 자동으로 가스를 미리 공급하고 전원 연결을 지연시킵니다. 고전압을 유지하고 용접 와이어가 공작물에 접촉하여 단락되면 아크가 자동으로 점화됩니다.

단락 중에는 용접 토치가 자동으로 들어올리는 경향이 있습니다. 아크를 시작할 때 토치에 약간의 압력을 가하여 아크 길이가 너무 길어져 아크가 꺼지지 않도록 하십시오. 전체 아크 시작 프로세스는 그림 31에 나와 있습니다.

2) 아크 이동

용접 폭을 제어하고 융합 품질을 보장하기 위해 CO₂ 가스 차폐 용접은 용접 토치가 스틱 전극 아크 용접과 유사한 측면 진동을 만들어야 합니다. 일반적으로 열 입력과 열 영향 영역을 줄이고 변형을 최소화하려면 넓은 용접을 위해 큰 측면 진동을 사용해서는 안 됩니다. 대신 두꺼운 판재에는 다층 멀티 패스 용접을 사용해야 합니다. 용접 토치의 주요 진동 형태와 적용 범위는 표 8에 나와 있습니다.

표 8 용접 토치의 주요 진동 형태 및 적용 범위

적용 범위 및 핵심 사항	진동 양식
얇고 중간 두께의 플레이트용 루트 패스
얇은 판의 뿌리에 틈이 있거나 홈에 강철 백킹 플레이트가 있는 경우
중간 두께의 플레이트용 작은 홈 또는 루트 패스, 홈 양쪽에서 0.5초 일시 정지 왼쪽 및 오른쪽
후판 용접에서 두 번째 레이어 후 측면 진동, 홈 양쪽에서 0.5초 일시 정지
다층 용접의 첫 번째 레이어
홈이 큰 경우 홈의 양쪽에서 0.5초 동안 일시 정지합니다.

3) 아크 종료

CO₂ 가스 차폐 용접기에는 크레이터 제어 회로가 있습니다. 용접 토치가 아크 종단 지점에서 전진을 멈추면 이 회로가 동시에 활성화되어 용접 전류와 아크 전압이 자동으로 감소하고 용융 풀이 채워지면 전원이 차단됩니다.

용접기에 크레이터 제어 회로가 없거나 용접 전류가 낮아 크레이터 제어 회로를 사용하지 않는 경우 용접 토치가 아크 종료 지점에서 전진을 멈추고 용융 풀이 굳기 전에 아크가 반복적으로 끊어질 수 있습니다. 크레이터가 채워질 때까지 아크를 여러 번 시작해야 할 수도 있습니다. 아크가 시작되기 전에 용융 풀이 굳으면 용융 부족 및 다공성 결함이 발생할 수 있으므로 작업은 신속하게 진행해야 합니다.

아크를 종료할 때는 크레이터에서 약간 멈춘 다음 용접 토치를 천천히 들어 올립니다. 이렇게 하면 용융 금속이 크레이터를 채우고 용융 풀 금속이 응고되기 전에 가스에 의해 보호됩니다. 아크 종료가 너무 빠르면 크레이터에 균열과 다공성이 발생할 수 있습니다.

(2) CO₂ 다양한 플레이트 용접 위치를 위한 차폐 용접 작업

플레이트 용접 위치는 평면 용접, 수평 용접, 수직 용접 등으로 나뉩니다. 용접 위치가 다를 경우, 다음 사항에 유의해야 합니다.₂ 가스 차폐 용접 작업.

1) 평면 용접

평판 맞대기 용접의 경우 일반적으로 왼쪽 용접 방법이 사용됩니다. 박판 플랫 맞대기 용접의 경우 용접 토치는 일직선으로 움직입니다. 간격이 있는 경우 토치가 적절한 측면 진동을 할 수 있지만 용융 풀의 가스 차폐 효과에 영향을 미치지 않도록 진폭이 너무 크지 않아야 합니다. 중간 및 후판 V 홈의 맞대기 용접의 경우 루트 패스는 직선 운동을 사용해야 하며 토치는 상층을 용접할 때 적절한 측면 진동을 만들 수 있습니다.

필렛 용접 및 랩 용접의 경우 왼쪽 또는 오른쪽 용접 방법을 사용할 수 있지만 오른쪽 용접 방법을 사용하면 더 풍성한 외관을 얻을 수 있습니다. 용접 시에는 판재 두께와 용접 다리 크기에 따라 용접 토치의 각도를 조절해야 합니다. 두께가 다른 공작물의 T 조인트 필렛 용접의 경우 아크가 두꺼운 플레이트 쪽으로 편향되어 두 플레이트가 고르게 가열되도록 해야 합니다.

동일한 두께의 판재를 용접할 때 용접 다리 크기가 5mm 미만인 경우 그림 32a와 같이 용접 토치를 모서리에 직접 조준할 수 있습니다. 용접 다리 크기가 5mm보다 큰 경우 그림 32b와 같이 용접 방향과 75°-80° 각도를 유지하면서 토치를 수평으로 1~2mm 오프셋해야 합니다.

2) 수직 및 수평 용접

수직 용접에는 두 가지 방법이 있는데, 하나는 아래에서 위로 용접하는 것으로 용접 관통력이 더 큽니다. 작동 중에 삼각형 진동을 만들어 용융 폭을 제어하고 용접 형성을 개선할 수 있습니다. 이 방법은 일반적으로 중간 및 두꺼운 판의 미세 와이어 용접에 사용됩니다. 다른 방법은 위에서 아래로 용접하는 것으로, 빠르고 편리하며 매끄럽고 미적으로 보기 좋은 용접이 가능하지만 침투가 얕고 접합 강도가 약하여 일반적으로 얇은 판 용접에 사용됩니다.

수평 용접은 주로 용접 토치가 선형으로 움직이거나 작은 왕복 진동을 하는 왼쪽 용접 방법을 사용합니다. 그림 33a와 33b는 각각 수직 용접과 수평 용접 시 용접 토치와 공작물의 상대적 위치를 보여줍니다.

3) 오버헤드 용접

오버헤드 용접은 용접 공정의 안정성을 높이기 위해 더 얇은 용접 와이어, 더 작은 용접 전류, 짧은 아크를 사용해야 합니다. CO₂ 가스 흐름도 평면 및 수직 용접 시보다 약간 더 커야 합니다.

박판 오버헤드 용접의 경우 일반적으로 작은 진폭의 왕복 진동이 사용됩니다. 중간 및 후판 오버헤드 용접의 경우 적절한 측면 진동이 이루어져야 하며 용접 비드가 중간에서 부풀어 오르고 액체 금속이 흘러내리지 않도록 이음새 또는 홈의 양쪽에서 잠시 멈춰야 합니다. 오버헤드 용접 시 용접 토치의 공간적 위치는 그림 34에 나와 있습니다.

(3) 올바른 용접 와이어 선택

이후 CO₂ 은 산화성 기체이므로 높은 아크 온도에서 CO와 O로 분해되어 강철의 탄소, 망간, 실리콘 및 기타 합금 원소의 연소 손실을 유발할 수 있습니다. 용접부의 합금 원소를 보장하려면 망간 및 규소 함량이 높은 저탄소 강철 또는 해당 합금 원소가 포함된 합금강 와이어를 사용해야 합니다. 예를 들어, 저탄소 강철 용접에는 일반적으로 H08MnSiA 와이어가 사용되며, 저합금 구조용 강철 용접에는 일반적으로 H08Mn2SiA 와이어가 사용됩니다.

표 9는 CO를 사용할 때 일반적으로 사용되는 금속 재료에 권장되는 용접 와이어를 제공합니다.₂ 가스 차폐 용접 또는 아르곤 아크 용접.

표 9 CO 사용 시 일반적으로 사용되는 금속 재료에 권장되는 용접 와이어₂ 가스 차폐 용접 또는 아르곤 아크 용접

4. CO에 대한 안전 보호₂ 가스 차폐 용접

스틱 전극 아크 용접과 마찬가지로 CO₂ 가스 차폐 용접 작업은 감전, 아크 방사선, 유해 가스 및 연기의 세 가지 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 스틱 전극 아크 용접에 대한 안전 보호 규정을 준수하는 것 외에도 CO의 특성에 따라 다음과 같은 안전 보호 조치를 취해야 합니다.₂ 가스 차폐 용접.

(1) 아크 방사선 위험 방지

CO에 의해 생성되는 아크 방사능₂ 가스 차폐 용접은 스틱 전극 아크 용접보다 훨씬 더 강력하고 유해합니다.

아크 방사선을 예방하려면 주로 자외선, 적외선, 가시광선의 위험을 방지하는 것이 중요합니다. 강렬한 자외선에 노출되면 피부가 붉어지고 작은 물집이 생기는 피부염이 발생할 수 있습니다. 자외선에 노출되면 눈이 충혈되고 눈물이 나며 따끔거리는 광각막염이 발생할 수 있습니다. 눈이 강렬한 적외선에 노출되면 심한 화상과 통증, 심지어 망막 화상을 입을 수 있습니다.

용접 아크의 가시광선은 육안으로 볼 수 있는 일반적인 빛의 강도보다 약 1만 배 더 강합니다. 아크의 가시광선에 가까운 거리에서 노출되면 사람의 눈은 일반적으로 "눈부심"이라고 알려진 주변 물체를 볼 수 없습니다.

아크 방사선 위험을 방지하려면 다음과 같은 조치를 취해야 합니다:

용접 작업자는 피부를 노출하지 않아야 하며, 용접 전에 피부가 노출되지 않았는지 주의 깊게 확인해야 합니다;
용접공이 밀집한 작업장에서는 용접공 사이에 빛 차단 가림막을 설치해야 합니다.

(2) 화상 및 화재 예방

CO의 스패터 상황₂ 가스 차폐 용접은 스틱 전극 아크 용접보다 더 심각합니다. 용접 중에는 화상으로부터 자신을 보호하고 화재를 예방해야 합니다. 화상과 화재를 예방하려면 다음과 같은 조치를 취해야 합니다:

현장 조건에 따라 용접 작업자는 스패터로 인한 화상을 입지 않도록 최적의 자세를 유지해야 합니다;
용접 전에는 용접 부위와 주변 환경(스패터가 떨어질 수 있는 곳)에 가연성 및 폭발성 물질이 있는지 주의 깊게 관찰하고, 상황이 불분명할 경우 용접하지 마세요;
퇴근 후에는 작업장 및 주변에 불씨가 남아 있는지 꼼꼼히 확인하고 안전을 확인한 후에 퇴근합니다.

(3) 유해 가스 및 연기 위험 방지

CO 중 일반적인 유해 가스₂ 가스 차폐 용접에는 CO₂, CO, NO₂등 플럭스 코어 전선을 사용하면 더 많은 연기가 방출되고 구성이 더 복잡해집니다. 장기간 흡입하면 진폐증 및 망간 중독과 같은 직업병을 유발할 수 있습니다. 따라서 다음과 같은 보호 조치를 취해야 합니다:

용접 작업자는 개인 보호 의식을 강화하고 방진 마스크를 착용해야 합니다;
작업 중에는 유해 가스의 침입을 줄이기 위해 용접공은 "상풍" 자세를 취해야 합니다;
환기 및 먼지 제거 조치를 강화합니다.

(4) CO의 안전한 사용₂ 가스 실린더

CO₂ 가스 차폐 용접의 경우 주로 다음과 같은 측면에서 가스 실린더 안전 감독에 대한 관련 규정을 준수해야 합니다:

CO₂ 가스 실린더는 반드시 검사를 받아야 하며 가스 실린더 제조업체의 스틸 스탬프 마크가 있어야 하며 실린더 목에 있는 검사 스틸 스탬프는 실린더가 허용 기간 내에 있음을 표시해야 합니다;
CO를 들어 올릴 때는 프레임을 사용하는 것이 가장 좋습니다.₂ 높은 곳에서 떨어지지 않도록 가스통을 고정합니다;
CO₂ 가스통은 똑바로 세워서 사용해야 하며, 떨어뜨려 부상을 입지 않도록 안전장치를 마련해야 합니다;
CO₂ 가스 실린더에는 햇빛 노출을 방지하기 위한 차양 조치가 있어야 합니다;
CO의 가스 ⑤ CO₂ 가스 실린더를 배출해서는 안 되며, 남은 압력은 1MPa 이상이어야 합니다.

III. 아르곤 아크 용접

아르곤은 불활성 기체로 다음과 화학적으로 반응하지 않습니다. 금속 에 녹거나 액체 금속에 용해되지 않아 용융 풀에 대한 공기의 유해한 영향을 효과적으로 방지합니다.

아르곤 아크 용접은 아르곤을 보호 가스로 사용하여 다양한 합금강, 쉽게 산화되는 비철금속 및 지르코늄, 탄탈륨, 몰리브덴과 같은 희귀 금속을 용접하는 데 적합합니다. 압축 공기 흐름에서 아크가 연소하기 때문에 열이 집중되고 용융 풀이 작으며 용접 속도가 빠르고 열 영향 영역이 좁으며 용접 후 공작물 변형이 작습니다.

아르곤 아크 용접은 거의 모든 금속과 합금에 사용할 수 있습니다. 현재 주로 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 및 그 합금, 저합금강, 내열강, 스테인리스강 등의 용접에 사용됩니다. 융점이 낮고 증발이 쉬운 금속(예: 납, 주석, 아연)은 용접하기가 더 어렵습니다. 아르곤의 높은 비용으로 인해 아르곤 아크 용접을 위한 장비와 제어 시스템은 상대적으로 복잡하며, 보호 가스 흐름이 중단되는 것을 방지하기 위해 아르곤 아크 용접은 실내에서만 수행할 수 있습니다.

용접용 아르곤은 일반적으로 외부에 짙은 녹색의 "순수 아르곤"이라는 문구가 있는 회색으로 칠해진 강철 실린더에 담겨 운송됩니다. 아르곤에 산소, 질소, 이산화탄소 또는 수분이 존재하면 보호 효과가 감소하고 슬래그 내포물 및 가스 기공과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 따라서 알루미늄, 마그네슘 및 그 합금을 용접할 때는 아르곤의 순도가 99.9%(질량 분율) 이상이어야 하고 스테인리스강, 내열강, 구리 및 그 합금을 용접할 때는 아르곤의 순도가 99.7%(질량 분율) 이상이어야 합니다.

아르곤 아크 용접은 소모성 전극 아르곤 아크 용접과 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접의 두 가지 유형으로 나뉩니다(그림 35 참조).

a) 소모성 전극 아르곤 아크 용접
b) 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접

a) 그림에서:
1-용접 와이어
2-연락처 팁
3-노즐
4-입구 파이프
5-아르곤 흐름
6-Arc
7-베이스 재료
8-와이어 피드 롤러

b) 그림에서:
1-텅스텐 전극
2-연락처 팁
3-노즐
4-입구 파이프
5-아르곤 흐름
6-Arc
7-베이스 재료
8-필러 와이어

소모성 전극 아르곤 아크 용접은 소모성 금속 와이어를 전극으로 사용하며, 용접 시 충전재 역할도 합니다. 자동 및 반자동 형태로 나눌 수 있습니다. 반자동 용접에서는 용접기가 토치(용접 건)를 수동으로 조작합니다. 소모성 전극 아르곤 아크 용접은 더 큰 전류를 사용할 수 있으며 더 두꺼운 공작물을 용접하는 데 적합합니다.

텅스텐 전극 아르곤 아크 용접은 텅스텐 또는 텅스텐 합금을 전극으로 사용합니다. 용접하는 동안 텅스텐 전극과 공작물 사이에 아크가 생성됩니다. 텅스텐 전극이 녹지 않기 때문에 비 소모성 전극 아르곤 아크 용접이라고도합니다. 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접은 용접 풀에 추가 필러 와이어를 녹여야 합니다. 전극으로 사용되는 텅스텐 막대의 융점이 높고 텅스텐 전극의 소비가 느리기 때문에 기계화가 쉽습니다. 그러나 텅스텐 전극의 전류 전달 용량은 제한되어 있으므로 얇은 공작물 용접에만 적합합니다.

텅스텐 전극 아르곤 아크 용접은 자동 및 수동 형태로 나눌 수 있습니다. 그림 36은 수동 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접을위한 장비 구성의 개략도를 보여줍니다. 장비는 용접 동력 시스템, 제어 시스템, 가스 공급 시스템 및 토치로 나눌 수 있습니다.

텅스텐 전극 아르곤 아크 용접으로 용접되는 플레이트의 두께 범위는 생산성 관점에서 3mm 미만인 것이 바람직합니다. 특정 두꺼운 벽의 중요 부품(예: 압력 용기 및 파이프 라인)의 경우, 전체 위치 용접 및 좁은 간격 용접 시 루트 용접의 품질을 보장하기 위해 루트 패스에 아르곤 아크 용접이 사용되는 경우가 많습니다.

텅스텐 전극 아르곤 아크 용접을 수행할 때 금속 재료마다 다른 유형과 극성의 전류가 필요합니다. 알루미늄, 마그네슘 및 그 합금은 일반적으로 교류를 사용하는 반면, 다른 금속은 직류를 사용하여 양극으로 연결하여 용접합니다.

직류 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접은 극성 변화 없이 직류를 사용하므로 매우 안정적인 아크를 생성합니다. 그러나 양극과 음극이 있습니다. 공작물이 전원 공급 장치의 양극 단자에 연결되고 텅스텐 전극이 음극 단자에 연결되면이를 양극 연결 방법이라고하고 그 반대를 역 연결 방법이라고합니다.

직류 양극 연결 방법을 사용하면 텅스텐 전극이 거의 타지 않고 아크가 비교적 안정적이지만 금속 표면의 산화막을 제거할 수 없습니다. 알루미늄 및 마그네슘 합금을 제외한 다른 금속 표면은 융점이 높은 산화막 문제가 없으므로이 연결 방법은 일반적으로 다른 금속 용접에 사용됩니다. 직류 역방향 연결 방식은 실제 생산에서는 거의 사용되지 않습니다.

교류 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접 전류 극성은 주기적으로 변화하며 각 사이클에서 반파 직류 양극 연결 및 반파 직류 역 연결에 해당합니다. 양극 연결 반파 동안 텅스텐 전극은 과열없이 충분한 전자를 방출 할 수있어 아크 안정성에 유리하며 역 연결 반파 동안 공작물 표면에 생성 된 산화막을 쉽게 제거 할 수있어 밝고 미적으로 만족스러운 용접이 형성되어 용접이 잘됩니다.

이러한 방식으로 음극 세정 효과와 낮은 텅스텐 전극 소손 및 우수한 아크 안정성의 이점을 동시에 고려합니다. 교류 아르곤 아크 용접은 일반적으로 알루미늄, 마그네슘 및 그 합금과 알루미늄 청동과 같이 반응성이 높은 금속에 선택됩니다.

텅스텐 전극 아르곤 아크 용접으로 용접할 때는 토치, 필러 와이어 및 공작물 사이의 정확한 상대 위치를 유지해야 합니다(그림 37 참조). 토치의 노즐 끝과 공작물 사이의 거리는 8~14mm 사이에서 조절해야 합니다. 거리가 멀수록 가스 차폐 효과가 떨어지지만 거리가 너무 가까우면 용접기의 시야에 영향을 미치고 텅스텐 전극이 용접 풀에 쉽게 접촉하여 단락되어 텅스텐 내포물이 발생할 수 있습니다.

a) 버트 아르곤 아크 용접
b) 코너 아르곤 아크 용접
c) 플랫 버트 자동 아르곤 아크 용접
d) 원주 이음새 자동 아르곤 아크 용접

직선 심 용접은 일반적으로 왼쪽 용접 방법을 사용합니다. 필러 와이어와 공작물 사이의 각도가 너무 크지 않아야하며 그렇지 않으면 아크 및 가스 흐름의 안정성을 방해합니다. 수동 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접에서 필러 와이어는 간헐적으로 또는 연속적으로 공급할 수 있지만 오염, 번 오프 및 아크 안정성 손상을 방지하기 위해 필러 와이어가 고온 텅스텐 전극에 접촉하는 것을 방지하는 것이 필수적입니다.

또한 와이어를 간헐적으로 공급할 때 필러 와이어의 끝이 가스 보호 영역 밖으로 이동하여 산화되는 것을 방지해야 합니다. 원주 심 자동 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접을 사용할 때는 토치를 공작물 중심선에서 회전 반대 방향으로 오프셋하여 와이어 이송을 용이하게하고 용접 형성이 양호하도록해야합니다.

아르곤 아크 용접용 용접 와이어는 일반적으로 모재의 화학적 구성과 용접의 기계적 특성에 따라 선택됩니다. 때로는 기본 재료의 스트립을 수동 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접용 필러 와이어로 사용할 수 있습니다.

일반적으로 사용되는 금속 재료의 경우 아르곤 아크 용접에 권장되는 용접 와이어는 표 9에서 확인할 수 있습니다.

IV. 일반적으로 사용되는 금속 재료의 용접 방법 선택

용접 공정은 기술적 특성과 모재의 상태에 따라 용융 용접, 압력 용접, 브레이징의 세 가지 주요 범주로 나눌 수 있습니다.

용융 용접은 국부 가열을 사용하여 공작물의 접합부를 용융 상태로 가열하여 냉각 후 서로 융합하고 접착하는 방법입니다. 주로 아크 용접, 가스 용접, 플라즈마 아크 용접, 전자빔 용접 등이 포함됩니다.

압력 용접은 가열 여부에 관계없이 두 공작물의 접합 표면에 일정한 압력을 가하여 원자 결합을 촉진하고 공작물 간의 강력한 연결을 달성하는 것을 포함합니다. 주로 저항 용접이 포함됩니다, 마찰 용접고주파 용접 등

브레이징은 공작물보다 녹는점이 낮은 필러 금속과 공작물 자체를 가열하여 필러 금속은 녹고 공작물은 녹지 않게 하는 것입니다. 액체 용가재는 공작물을 적시고 접합 간격을 메워 냉각 시 용접된 금속 사이에 고체 상태의 결합을 이룹니다. 주로 납땜, 구리 브레이징 등이 포함됩니다.

현재 용접 기술 수준에 따르면, 용접의 용이성은 다양하지만 산업에서 사용되는 대부분의 금속 재료는 용접이 가능합니다. 일반적으로 사용되는 금속 재료에 대한 권장 용접 방법은 표 10을 참조하여 선택할 수 있습니다.

표 10 일반적으로 사용되는 금속 재료에 대한 권장 용접 방법

참고: 표에서는 A-가장 적합, B-적합, C-약간 적합, D-적합하지 않음으로 표시합니다.

V. 리벳팅

리벳팅은 리벳을 사용하여 두 개 이상의 부품을 분리할 수 없는 전체로 연결하는 작업 방식입니다. 리벳팅 과정은 그림 38에 나와 있습니다. 리벳팅하는 동안 리벳을 연결할 두 공작물의 리벳 구멍에 삽입하고 리벳 헤드를 공작물 표면에 단단히 누릅니다. 그런 다음 압력을 가하여 공작물 표면에서 튀어나온 리벳 부분을 뒤집어 리벳 헤드를 형성하여 두 공작물을 연결합니다.

1-리벳 생크
2-오리지널 리벳 헤드
3-리벳 리벳(리벳 헤드)

용접 기술의 지속적인 발전으로 리벳팅 구조물의 사용은 감소하고 있지만, 리벳팅은 용접보다 간단한 가공 기술, 안정적인 연결, 진동 저항, 내충격성, 인성 및 가소성 등의 장점을 가지고 있습니다. 따라서 리벳팅은 이종 금속의 연결과 동적 하중을 자주 받는 일부 고강도 철골 구조물에서 여전히 널리 사용되고 있습니다.

1. 리벳의 종류와 용도

리벳은 리벳 구조물에서 가장 기본적인 연결 부품입니다. 리벳은 원통형 리벳 생크, 리벳 헤드, 업셋 헤드로 구성됩니다. 리벳에는 다양한 유형이 있습니다. 철골 구조물 연결에서 일반적인 리벳 형태에는 원형 헤드 리벳, 플랫 콘 헤드 리벳, 카운터 싱크 헤드 리벳, 세미 카운터 싱크 헤드 리벳, 플랫 헤드 리벳, 플랫 라운드 헤드 리벳, 플랫 플랫 헤드 리벳 등이 있습니다.

그 중 원형 헤드 리벳, 플랫 콘 헤드 리벳, 플랫 헤드 리벳은 강력한 리벳팅에 사용되며, 평평한 원형 카운터 싱크 헤드 리벳은 리벳팅 부위의 표면이 약간 돌출되어 미끄럼을 방지하거나 비금속 재료의 연결에 사용되고, 카운터 싱크 헤드 리벳은 매끄러운 공작물 표면이 필요한 곳에 리벳팅을 위해 사용됩니다.

리벳을 선택할 때 리벳의 재질은 리벳 부품의 재질과 동일해야 하며 가소성이 좋아야 합니다. 일반적인 강철 리벳 재료로는 Q195, Q235, 10, 15 등이 있으며, 구리 리벳으로는 T3, H62 등이 있고, 알루미늄 리벳으로는 1050A, 2A01, 2A10, 5B05 등이 있습니다. 리벳의 일반적인 유형과 용도는 표 11에 나와 있습니다.

표 11 리벳의 일반적인 유형과 용도

이름	다이어그램	표준	리벳 생크		일반 사용
			d/mm	L/mm
원형 헤드 리벳		GB863.1-1986 (러프)	12～36	20～200	보일러, 지붕 트러스, 교량, 차량 등에서 큰 횡하중을 받는 리벳 이음새.
		GB/T 867-1986	0.6～16	1～100
플랫 콘 헤드 리벳		GB/T 864-1986 (러프)	12～36	20～200	대형 헤드, 부식 방지, 선박, 보일러에 사용
		GB 868-1986	2～16	3～110
카운터 싱크 헤드 리벳		GB 865-1986 (러프)	12～36	20～200	큰 힘을 견디고 리벳이 공작물 표면에서 튀어나오지 않거나 완전히 튀어나오지 않아야 하는 구조물
		GB/T 869-1986	1～16	2～100
카운터 싱크 리벳		GB 866-1986 (거친)	12～36	20～200
		GB/T 870-1986	11～6	2～100
플랫 헤드 리벳		GB/T 872-1986	2～10	1.5～50	냉간 리벳팅에 적합한 박판과 비철 금속의 연결
플랫 라운드 헤드 리벳		GB/T 871-1986	1.2～10	1.5～50

또한 그림 39에 표시된 중공 리벳 또는 개방형 리벳도 소형 구조물에 일반적으로 사용됩니다.

a) 반중공형
b) 중공형
c) 개방형
d) 프레스 핏
e) 스레드 유형
f) 드릴스루 유형

반중공 리벳을 제대로 조립하면 구멍 깊이가 리벳 헤드를 형성하기에 충분하기 때문에 기본적으로 단단한 부품이 되므로 리벳 헤드 압력이 그리 높지 않은 연결에 주로 사용됩니다. 중공 리벳은 섬유, 플라스틱 시트 또는 기타 부드러운 소재를 리벳팅하는 데 사용됩니다.

2. 리벳팅 작업의 핵심 사항 및 주의 사항

리벳팅 온도에 따라 리벳팅은 핫 리벳팅과 콜드 리벳팅으로 나눌 수 있습니다. 리벳팅의 주요 방법은 수동 리벳팅과 기계식 리벳팅입니다. 일반적으로 비철금속과 구리 및 알루미늄과 같이 가소성이 좋은 경금속으로 만든 리벳은 일반적으로 콜드 리벳팅을 사용합니다. 냉간 리벳팅 강철 리벳의 최대 직경은 일반적으로 핸드 리벳팅의 경우 ϕ8mm, 리벳 건 리벳팅의 경우 ϕ13mm, 기계 리벳팅의 경우 ϕ20mm입니다.

Q345 고강도 저합금 구조용 강철 및 대구경 리벳을 리벳팅할 때는 리벳팅 전에 리벳을 일정 온도까지 가열하는 핫 리벳팅이 필요합니다. 핫 리벳팅 리벳의 가열 온도는 1000~1300℃이며, 리벳 온도가 재료의 청 취성 온도 범위로 떨어지지 않도록 종단 온도는 500℃보다 낮지 않아야 리벳팅 중 균열을 일으킬 수 있습니다.

(1) 수동 리벳팅 작업

수동 리벳팅은 일반적으로 작은 리벳을 냉간 리벳팅하는 데 사용되지만 장비 조건이 좋지 않은 경우 다른 리벳팅 방법을 대체할 수도 있습니다. 수동 리벳팅의 핵심은 리벳을 구멍에 삽입한 후 리벳 헤드를 단단히 누른 다음 튀어나온 리벳 생크를 망치로 두드려(리벳 해머) 거친 캡 모양으로 만들거나 평평하게 만들어야 한다는 것입니다.

핫 리벳팅의 경우 리벳 헤드와 유사한 모양의 커버 몰드를 사용해야 하며, 리벳이 제대로 리벳팅될 때까지 계속 회전하면서 망치를 사용하여 커버 몰드를 두드려야 합니다.

1) 반원형 헤드 리벳의 리벳팅

그림 40은 반원형 헤드 리벳의 리벳팅 과정을 보여줍니다.

리벳팅하기 전에 공작물을 청소하여 리벳팅할 부품이 평평하고 매끄러운지 확인하고 접촉면 가장자리의 버와 접촉면의 녹, 기름 얼룩 등을 제거해야 합니다.

리벳팅하는 동안 리벳팅 할 공작물은 드릴링 후 단단히 장착되어야하며 리벳은 공작물 아래에서 구멍에 삽입되어 상단 금형의 구형 구덩이에 의해지지되어야하며 공작물을 단단히 눌러야합니다. 프레싱 펀치를 망치로 쳐서 연결 부품을 압축한 다음(그림 40a 참조), 망치를 사용하여 리벳의 돌출된 부분을 쳐서 구멍을 채우고 생크 헤드를 두껍게 하고(그림 40b 참조), 망치를 사용하여 두껍게 한 부분의 주변을 적절한 각도로 쳐서(그림 40c 참조) 마지막으로 커버 몰드를 사용하여 트리밍 및 모양을 만듭니다(그림 40d 참조).

2) 카운터 싱크 리벳의 리벳팅

반원형 헤드 리벳을 리벳팅할 때와 마찬가지로 카운터 싱크 리벳을 리벳팅하기 전에 공작물을 청소해야 합니다. 카운터 싱크 리벳에는 두 가지 유형이 있습니다. 하나는 기성품 카운터 싱크 리벳이고 다른 하나는 둥근 강철을 필요한 길이로 절단하여 리벳으로 만드는 것입니다.

리벳팅하는 동안 절단된 둥근 강철을 구멍에 삽입하고 연결 조각을 단단히 누른 다음 리벳 양쪽 끝의 돌출 부분을 두껍게 하고 두 번째 표면을 먼저 리벳팅한 다음 첫 번째 표면을 리벳팅하고 마지막으로 돌출 부분을 매끄럽게 합니다. 이 방법은 연결 부품을 압축하기가 쉽지 않으며 거의 사용되지 않습니다.

3) 중공 리벳의 리벳팅

중공 리벳의 리벳팅 과정은 그림 41에 나와 있습니다. 마찬가지로 공작물을 청소한 후 리벳을 공작물 구멍에 삽입하고 리벳 헤드를 아래에서 단단히 누릅니다. 먼저 원뿔형 펀치를 사용하여 한 번 눌러 리벳 입구를 열고 공작물 구멍에 단단히 끼운 다음(그림 41a 참조), 모서리가 평평한 특수 펀치를 사용하여 회전하고 타격하여 리벳 입구가 공작물 구멍에 평평하게 맞도록 합니다(그림 41b 참조).

4) 단단하고 안전한 리벳팅

리벳에는 실란트를 장착할 수 있지만, 리벳의 접합부는 물과 가스에 대해 밀봉되지 않습니다. 단단하고 안전한 리벳팅이 필요한 부품의 경우 위에서 설명한 대로 리벳팅 작업을 수행하는 것 외에도 리벳 또는 리벳 부품의 끝면 이음새를 일반적으로 코킹 리벳 및 코킹 이음새 방법을 사용하여 보강하고 고정해야 합니다.

코킹 리벳

그림 42와 같이 리벳 헤드에 캡이 있는 경우 가장자리 끌로 캡을 먼저 잘라낸 다음(절단 홈 깊이는 0.5mm 미만이어야 함), 코킹 끌로 리벳 헤드를 코킹하여 보드 표면에 단단히 밀착시켜야 합니다.

솔기 코킹

그림 43과 같이 코킹 끌을 사용하여 리벳 부분의 끝면 이음새에 75° 경사를 만들어 이음새를 단단하게 만듭니다.

(2) 기계적 리벳팅 작업

기계식 리벳팅에는 주로 공압 리벳팅과 유압 리벳팅이 포함됩니다. 공압 리벳팅은 압축 공기를 동력으로 사용하여 실린더의 피스톤 블록을 왕복 구동하고 피스톤 로드에 설치된 펀치를 타격하여 빠른 해머링으로 리벳팅 작업을 완료합니다. 유압 리벳팅은 리벳팅에 유압 원리를 사용하며 고정형과 이동형으로 나뉩니다.

고정식 유압 리벳팅 기계는 일반적으로 자동 공급 및 배출 장치가 장착 된 특수 제품 리벳팅에만 사용되므로 생산 효율이 높고 노동 강도가 낮으며 주로 표준화 된 제품의 대량 배치 리벳팅에 적합하며 이동식 유압 리벳팅 기계는 제품 요구에 따라 전후, 좌우 이동 장치 및 상하 리프팅 장치를 갖추고있어 현재 비교적 이상적인 리벳팅 방법입니다.

기계식 리벳팅의 빠른 속도로 인해 열간 리벳팅 시 리벳팅 후 리벳 온도가 너무 높아 강도가 떨어지고 리벳팅 품질에 영향을 미치지 않도록 기계식 리벳팅의 가열 온도는 너무 높지 않은 약 800℃가 되어야 합니다. 그렇지 않으면 리벳팅이 끝날 때 리벳 온도가 너무 높아져 강도가 요구 사항을 충족하지 못하여 리벳 조인트의 품질이 저하됩니다.

필요한 경우 인위적인 강제 냉각 방법을 사용하여 리벳 양쪽에 물을 부어 온도를 빠르게 낮추고 강도를 높이며 냉각 시간을 단축하고 열로 인한 리벳 헤드의 어닐링 가능성을 줄일 수 있습니다.

(3) 리벳팅 프로세스의 핵심 포인트

리벳팅 공정의 핵심은 리벳팅 품질을 보장하기 위한 전제 조건입니다. 다음 항목에 문제가 있으면 리벳팅 품질에 영향을 미칩니다.

1) 리벳 직경 d 결정

리벳팅 시 리벳 직경이 너무 크면 리벳 헤드 형성이 어려워 판재가 쉽게 변형될 수 있고, 리벳 직경이 너무 작으면 리벳 강도가 부족하여 리벳 수가 증가하여 가공에 불편합니다.

리벳 직경 d의 선택은 주로 리벳 부품의 두께 t에 따라 결정되며, 리벳 부품의 두께 t는 다음 세 가지 원칙에 따라 결정됩니다: 판재가 겹치는 경우 판재 두께가 비슷한 경우 두꺼운 판재를 기준으로 계산 ② 판재 두께의 차이가 큰 경우 얇은 판재를 기준으로 계산 ③ 판재와 프로파일을 리벳팅하는 경우 둘의 평균 두께를 기준으로 계산.

일반적으로 리벳 부품의 총 두께는 리벳 직경의 4배를 초과하지 않아야 합니다. 리벳의 직경 d는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있지만 대량 생산 시에는 사전에 시험 리벳 보정을 수행해야 합니다.

d=√(50t-4)

공식에서

• t - 리벳 부분의 두께(mm)입니다;
• d - 리벳의 직경(mm).

또한 리벳의 직경 d는 표 12를 참조하여 결정할 수도 있습니다.

표 12 리벳 직경 d 선택(단위: mm)

2) 리벳 길이 L 결정

리벳팅 시 리벳 생크가 너무 길면 리벳 헤드가 너무 크거나 지나치게 높아져 리벳팅 과정에서 리벳 생크가 구부러지기 쉽고, 리벳 생크가 너무 짧으면 리벳 헤드가 너무 작아져 리벳의 강도에 영향을 미칩니다. 리벳의 필요한 길이 L은 리벳 부품의 총 두께 ∑t와 리벳 헤드를 위해 예약된 부분을 기준으로 결정해야 합니다. 리벳 길이 L은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

L=1.1∑t+1.4d(반원형 헤드)
L=1.1∑t+1.1d(세미 플러시 헤드)
L=1.1∑t+0.8d(플러시 헤드)

공식에서

• ∑t - 리벳 부품의 총 두께(mm)입니다;
• d - 리벳의 직경(mm).

3) 리벳 구멍 직경 d 결정₀

리벳 구멍 직경 d₀ 리벳 직경 d가 적절해야 합니다. 구멍 직경이 너무 크면 리벳팅 중에 리벳 생크가 구부러지기 쉬워 리벳의 품질에 영향을 미치고, 구멍 직경이 리벳 직경보다 작거나 같으면 리벳팅 중에 리벳을 구멍에 삽입하기 어렵거나 플레이트의 표면이 고르지 않거나 리벳 팽창으로 인해 플레이트가 손상 될 수도 있습니다.

일반적으로 냉간 리벳팅 시 리벳 구멍 직경은 d₀ 는 리벳 생크 직경 d에 가깝고, 앵글강과 판재를 리벳팅할 때는 구멍 직경을 2% 증가시켜야 하며, 핫 리벳팅 시에는 d₀ 가 d보다 약간 큰 경우, 다층 플레이트를 리벳팅할 때는 구멍을 뚫은 다음 리밍해야 합니다(리밍 허용치 0.5~1mm를 남겨둡니다). 리벳 구멍 직경은 표 13을 참조하여 선택할 수 있습니다.

표 13 리벳 구멍 직경 d₀ (단위: mm)

(4) 리벳팅 작업 시 주의사항

리벳은 영구적인 연결입니다. 유지보수 중에 분해가 필요한 경우 리벳을 뚫고 교체해야 합니다. 연결된 공작물의 치수 편차가 ±0.03mm 미만인지 확인해야 하는 경우 리벳팅을 사용해서는 안 됩니다.

리벳팅의 품질은 육안 검사, 해머 테스트, 템플릿, 분필 선 또는 이러한 방법을 조합하여 검사할 수 있습니다.

육안 검사 방법은 주로 리벳 헤드가 너무 크거나 작은지, 균열, 정렬 불량 또는 표면 손상 여부 등 리벳 표면의 품질과 결함을 확인합니다. 작은 망치로 리벳 헤드를 두드려서 소리를 들어보는 것은 리벳이 충분히 조여졌는지 확인하는 기본적인 방법입니다.

검사 결과 리벳이 요구 사항을 충족하지 않는 것으로 확인되면 리벳을 제거하고 다시 리벳을 달아야 합니다. 제거 방법은 휴대용 공압 드릴을 사용하여 리벳 헤드를 드릴링하는 것이지만 리벳 구멍의 크기에 영향을 미치지 않아야 합니다. 두 번의 재 리벳팅 시도가 요구 사항을 충족하지 않으면 리벳 구멍을 원래 직경에 따라 리벳팅 할 수 없으며 리벳의 품질을 보장하기 위해 더 큰 직경의 리벳을 다시 리벳팅하도록 선택해야 합니다.

또한 리벳팅 작업 중에는 안전 및 문명화된 생산 요구 사항을 준수해야 하며 다음 사항에 주의를 기울여야 합니다:

1) 충분한 작업 공간과 함께 청결한 작업 환경을 유지합니다. 작업물 및 도구의 배치는 지정된 위치에 있어야 하며 깔끔하게 정리되어 있어야 합니다. 작업 중에는 개인 보호 장비를 완전히 착용해야 합니다.

2) 열간 리벳팅 시 가열로는 화재 예방, 먼지 제거 및 연기 배출 시설이 잘 갖추어져 있어야 합니다. 사용 후에는 남은 불을 끄고 철저히 청소합니다. 가열 리벳을 던지고 잡을 때 필요한 도구가 완전해야하며 작업자는 올바른 던지기 및 잡기 기술을 조정하고 숙달해야합니다.

3) 리벳팅을 위해 리벳 건을 사용할 때 총구를 사람에게 겨누는 것은 엄격히 금지되어 있습니다. 사용하지 않을 때는 건 배럴에 삽입 된 커버 몰드를 제거하고 필요에 따라 탈부착하여 좋은 작동 습관을 길러야합니다.

4) 수동 리벳팅 시 해머의 작동 방법을 숙지하고, 커버 몰드로 재형성할 때는 잘못 쳐서 커버 몰드가 튀어서 사람이 다칠 수 있으므로 주의해야 합니다.

VI. 시밍

두 개의 얇은 판의 가장자리를 접고 맞물려서 단단히 눌러서 연결하는 방법(수동 시밍은 망치로 조임)을 시밍이라고 하며, 시밍 폴딩 또는 시밍 잠금이라고도 합니다. 시밍은 상대적으로 강도가 높고 납땜을 대체할 수 있으며 어느 정도의 밀봉도 가능하여 널리 사용되며 특히 1mm 이내의 얇은 판을 연결하는 데 적합합니다.

1. 구조적 형태의 솔기

시밍에는 다양한 구조적 형태가 있으며, 표 14에는 일반적으로 사용되는 시밍 형태가 나와 있습니다.

표 14 일반적인 시밍 형태

이름	코너 솔기
	하프 잠금		단일 잠금		이중 잠금
다이어그램
허용 계수 K	KA=2, KB=1
설명	참고 사항 1~4 참조

이름	코너 솔기		평평한 솔기
	Snap	콘 버클(피츠버그 버클)	걸이 버클	싱글 버클	내부 플랫 싱글 버클	외부 플랫 싱글 버클
간단한 다이어그램
허용 계수 K	KA=2.5, KB=1.5, KA=3, KB=1		KA=2, KB=1
설명	참고 사항 1~4 참조		참고 5~7 참조		참고 6, 7 참조

이름	평평한 솔기		스탠딩 솔기
	이중 잠금	복합 잠금	슬리브 잠금	단일 잠금	이중 잠금
간단한 다이어그램
허용 계수 K	KA=3, KB=2	KA=4, KB=2	KA=1, 총 집합 B 길이 4.5b	KA=2, KB=1	KA=3, KB=2
설명	참고 6, 7 참조

참고:

1. 코너 이음새는 대야, 버킷, 상자, 커버의 상부(하부) 베이스 연결, 다양한 곡면과 베이스의 연결 등 각진 연결에 널리 사용됩니다.
2. 일반 부품 플레이트 t=0.2~1.5mm의 경우, b=5~8mm를 사용합니다.
3. 테이퍼 잠금 장치는 다양한 파이프 모양의 원통형 표면에 사용되며, 대형 구성품은 b=12.7mm를 사용할 수 있습니다.
4. 그림의 위치는 90° 회전하여 사용할 수 있습니다.
5. 지붕의 일반적인 부분, 철문과 같이 중요하지 않은 연결부위(높은 강도가 필요하지 않음)에 사용됩니다.
6. 가장 널리 사용되며 다양한 구성품의 평면, 원통형 또는 기타 곡면 연결과 작은 플레이트 연결에 사용할 수 있습니다. 원통형 부품의 원주 연결의 경우 매끄러운 내벽에는 내부 플랫 싱글 잠금 장치를 사용하고, 원형 및 사각형 실린더 모두에 적용 가능한 플러시 외부 표면에는 외부 플랫 싱글 잠금 장치를 사용합니다.
7. 일반 부품 비팅에 재료 두께 t=0.2~0.5mm 플레이트를 사용하는 경우 b=3~5mm, t=0.5~0.75mm인 경우 b=5~8mm, 대면적 접합의 경우 b=12~20mm, 대형 엘보 연결의 경우 b=7~12mm를 사용합니다.
8. 표에서 K_A 및 K_B 는 각각 다이어그램에서 파트 A와 B의 허용 계수를 나타냅니다.
9. 위의 물림 구조 중 컴파운드 잠금장치가 연결 강도와 밀봉 성능이 가장 높고, 그다음으로 더블 잠금장치, 싱글 잠금장치가 하프 잠금장치보다 높으며, 슬리브 잠금장치와 카드 잠금장치가 더블 잠금장치보다 약간 높습니다.

2. 물기 작동 방법 및 주의 사항

물기 작업은 수동 물기와 기계적 물기의 두 가지 방법으로 나뉩니다.

(1) 수동 물기 작업 단계

아래는 수동 물기 작업의 단계를 설명합니다.

1) 평평한 솔기

2) 스탠딩 솔기 더블

파트 A의 첫 번째 굽힘에 대한 작업 단계는 a)～d)와 동일합니다.

3) 테이퍼 잠금

파트 A의 첫 번째 굽힘에 대한 작업 단계는 b)～d)와 동일합니다.

(2) 기계적 물기 작업 단계

기계식 시밍의 작동 단계는 기본적으로 수동 시밍과 동일합니다. 일괄 시밍 연결의 경우 시밍 처리를 위해 특수 장비를 만들 수 있습니다. 그림 44는 콘 버클을 처리하는 단계를 보여줍니다. 접는 기계.

1-하단 인레이 스트립 및 가장자리 접기
2-하부 작업대
3-상단 인레이 스트립
4-프레스 블록
5-공작물 A
6-공작물 B

(3) 시밍 블랭킹 크기 결정

시밍을 위한 블랭킹 크기 L은 다음 공식으로 결정할 수 있습니다:

L=L₀+Z

공식에서

• L₀-부품의 공칭 크기;
• Z-심 허용치는 Z=Kb로 결정되며, 여기서 K는 허용 계수(다양한 심 형태에서의 허용 계수 K는 표 14 참조), b는 심 폭이며 일반적으로 b=(8～12)t로 간주됩니다.

(4) 시밍 작업 시 주의사항

수동 시밍 작업에 사용되는 주요 도구는 망치, 굽은 코 플라이어, 태핑 보드, 앵글 철 상자 및 게이지 아이언입니다. 작업 중에 시밍 부품 블랭크는 시밍 블랭킹 크기의 요구 사항에 따라 충분한 시밍 여유를 남겨야 하며, 그렇지 않으면 완성된 부품이 폐기물이 됩니다.

수동 시밍은 상호 연동으로 연결되므로 시밍 양을 결정하는 것이 중요합니다. 표 14를 참조하여 다양한 시밍에 대한 시밍 양을 결정해야 합니다. 또한 연동 커넥터의 첫 번째와 두 번째 가장자리 접힘이 일치해야 하며, 그렇지 않으면 시밍이 요구 사항을 충족하지 않으므로 작동 중에 특히 주의해야 합니다.

심 버클의 형태는 표 14에 나열된 구조적 패턴으로 제한되어서는 안 됩니다. 특정 상황에 따라 유연하고 포괄적으로 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 45a는 원통형 표면의 단면에 평평한 심 연결부를 사용하는 경우, 그림 45b는 세로 코너 심에 슬리브 버클 연결부를 사용하는 경우, 그림 45c는 덕트 1에 S자형 슬라이딩 버클을 사용하고 2에 슬리브 버클 연결을 사용하는 구조를 보여줍니다. 슬리브 버클 연결을 사용할 때는 모든 연결부가 직선이어야 하며 그렇지 않으면 전체 덕트의 가장자리가 고르지 않게 됩니다. 그림 45d는 두 개의 얇은 시트를 사용하여 목재 보드용 슬리브를 만들고, 한 시트는 S 버클을 사용하여 목재 보드에 못을 박고 슬라이딩 버클로 다른 시트에 연결하는 것을 보여줍니다.

그림 46은 실린더와 플랜지를 연결하기 위한 장부 버클 연결, 즉 실린더 또는 타원형 튜브의 끝을 짝수 개의 이음새로 나누고 다른 모든 조각을 장부 블록으로 직각으로 구부린 후(그림 46a 참조)를 보여줍니다. 피팅 플랜지를 연결할 플랜지를 감싸도록 직선 장부 조각을 망치로 두드려 고정합니다(그림 46b 참조). 밀봉이 필요한 경우 소프트 솔더링을 사용하여 이음새를 고정할 수 있습니다.

VII. 스레드 연결

스레드 연결은 나사산 부품으로 구성된 탈착식 고정 연결입니다. 구조가 간단하고 연결이 안정적이며 조립 및 분해가 쉽고 비용이 저렴하다는 장점이 있지만 체결 동작이 느리고 조립 및 분해 시간이 길다는 단점이 있습니다. 판금 부품에서 나사 연결의 비율은 크지 않지만 필수 불가결한 연결 방식입니다.

1. 스레드 연결 형태

연결 부품의 형태에 따라 나사 연결과 볼트 연결로 나눌 수 있으며, 연결 목적에 따라 나사 연결은 강한 연결과 단단한 연결로 나눌 수 있습니다.

견고한 연결은 연결 강도만 보장하는 반면, 단단한 연결은 연결 강도와 연결 부품의 밀봉 성능을 모두 보장해야 합니다. 예를 들어 압력 게이지와 가스 또는 액체 파이프 라인 조인트에 사용되는 나사산 연결에는 밀봉 기능도 있습니다.

밀폐형 나사 연결의 경우 밀봉 파이프 나사, 테이퍼형 내부 또는 외부 나사, 원통형 내부 및 외부 나사 연결 또는 밀봉 재료(실란트, 밀봉 테이프 등)가 있는 일반 나사산이 밀봉을 위해 자주 사용됩니다.

고강도 하중을 견디는 나사 연결의 경우 고강도 볼트 연결이 자주 사용됩니다(고강도 볼트 연결은 연결 부품 사이의 마찰 저항에 의존하여 하중을 견딥니다). 고강도 볼트 재질은 합금강(35VB, 35CrMo)과 고품질 탄소 구조용 강철(45강)로 만들어지며, 거친 나사산 규격은 M12에서 M30까지 다양합니다.

표 16은 스레드 연결의 형태를 보여줍니다.

표 16 스레드 연결의 형태

연결 양식		다이어그램	설명
볼트 연결	보통		볼트 구멍 직경은 볼트 막대 직경보다 1 ~ 1.5mm 더 크고 구멍 만들기 요구 사항이 높지 않으며 구조가 간단하고 조립 및 분해가 쉬우 며 가장 널리 사용됩니다.
	맞춤		리밍 홀 볼트의 볼트 막대는 트랜지션 핏을 사용하여 관통 홀과 맞물려 볼트 막대의 전단 응력과 조인트 표면의 돌출에 의존하여 외부 하중의 균형을 맞추며 우수한 측면 하중 지지력과 위치 지정 능력을 제공합니다.
	높은 강도		볼트 구멍 직경이 볼트 로드 직경보다 커서 볼트 조임이 장력을 견디고 조인트 표면이 압력을 견디면서 마찰을 발생시켜 외부 하중의 균형을 맞추는 데 의존합니다. 이 방법은 리벳팅을 대체하기 위해 철골 구조물 연결에 자주 사용됩니다.
양단 볼트 연결			양단 스터드의 양쪽 끝에는 나사산이 있으며, 한쪽 끝은 두꺼운 연결 부분의 나사산 구멍에 나사로 조여지는 짧은 나사산이 있고 다른 쪽 끝은 얇은 연결 부분의 관통 구멍을 통과하여 너트를 조여 두 부분을 연결합니다. 잦은 조립과 분해가 필요한 경우, 연결된 부품 중 하나가 너무 두꺼워 관통 구멍을 만들 수 없는 경우, 구조적 한계로 인해 볼트 연결을 사용할 수 없는 경우에 적합합니다.
나사 연결			연결된 한 부품의 관통 구멍에 나사를 직접 통과시키고 다른 연결된 부품의 나사 구멍에 나사를 조여 두 부품을 조이고 연결합니다. 잦은 분해가 바람직하지 않은 경우, 연결된 부품 중 하나가 상대적으로 두꺼워 관통 구멍을 뚫기 불편한 경우, 구조적 한계로 인해 볼트 연결을 사용할 수 없는 경우에 적합합니다.

2. 스레드 연결 작동

나사 연결 작업에는 주로 나사 가공 및 볼트 조임이 포함됩니다.

(1) 스레드 처리

연결되는 스레드의 유형에 따라 스레드의 처리 방법도 달라집니다. 일반적인 스레드 처리 방법에는 선삭, 압출, 롤링, 브로칭 등이 있습니다.

For 판금 가공 구성 요소에는 일반 스레드가 가장 많이 사용되며, 가장 일반적으로 사용되는 가공 방법은 드릴링 및 탭핑, 즉 핸드 드릴 또는 드릴링 머신을 사용하여 스레드 바닥 구멍을 뚫은 다음 수동으로 스레드를 탭핑하거나 드릴링 머신을 사용하여 스레드를 탭핑하는 것입니다. 드릴 직경 d₂ 탭핑하기 전에 나사산 바닥 구멍을 뚫는 데 필요한 값은 다음과 같이 결정할 수 있습니다.

미터 나사산의 경우 피치 t <1mm인 경우, d₂=d-t; 피치 t>1mm인 경우, d₂=d-(1.04~1.06)t. 여기서 d는 스레드의 공칭 직경입니다.

인치 나사산의 경우, 나사산의 공칭 직경이 d=3/16~5/8인치인 경우^㊀주철 및 청동 나사산 바닥 구멍의 드릴 직경은 d입니다.₂=25(d-1/n); 강철 및 황동 나사산의 경우 드릴 직경은 d입니다.₂=25(d-1/n)+0.1. 나사산의 공칭 직경이 d=3/4～(1+1/2)인 경우 주철 및 청동 나사산의 바닥 구멍의 드릴 직경은 d입니다.₂=25(d-1/n); 강철 및 황동 나사산의 경우 드릴 직경은 d입니다.₂=25(d-1/n) +0.2. 여기서 d는 스레드의 공칭 직경(인치)이고 n은 인치당 스레드 수입니다. (참고 ㊀1in=25.4mm)

(2) 볼트 조이기

볼트는 최소 두 번 이상 조여야 하며, 적절한 조임 순서를 선택해야 합니다. 볼트를 순서대로 조이면 그룹의 각 볼트에 균일한 응력이 가해집니다.

볼트의 조임 순서에는 두 가지 요구 사항이 있습니다. 하나는 볼트 자체의 조임 횟수이고 다른 하나는 볼트 사이의 조임 순서입니다. 볼트의 조임 순서는 플랜지형 구조(그림 47a 참조)와 플레이트형, 박스형 노드(그림 47b, c 참조)로 나뉩니다.

a) 플랜지 유형
b) 플레이트형 노드
c) 박스형 노드
참고: ①~⑧은 볼트 체결 순서를 나타냅니다.

1) 플랜지형 구조 볼트 체결 순서

압력 용기의 볼트는 링 모양으로 배열되는 경우가 많습니다. 플랜지 연결에서 볼트를 순서대로 조이면 볼트에 균일한 응력이 가해져 안정적인 밀봉 성능을 보장할 수 있습니다. 그림 48은 압력 테스트 중 블라인드 플랜지 볼트 조임 순서를 보여줍니다.

a) 하중 조임 중 대각선 조임 순서
b) 최종 조임 중 순차적 조임 순서

사전 조임에는 주로 볼트를 통해 연결 플랜지에 씰링 링과 플랜지 블라인드 플레이트를 올바르게 배치하고 고정하는 작업이 포함됩니다. 볼트 사이의 연결은 조여질 뿐 완전히 조여지는 것은 아닙니다. 사전 조임은 씰링 품질에 큰 영향을 미치므로 수직 및 경사 플랜지 블라인드 플레이트의 배치에 특히 중요합니다. 볼록 오목 플랜지의 경우 후속 하중 조임을 진행하기 전에 씰링 개스킷이 정확하게 삽입되었는지 확인합니다.

검사 후 씰링 개스킷이 올바르게 배치되었는지, 각 볼트가 고르게 응력을 받은 상태인지 확인한 후 하중 조임을 진행합니다. 볼트를 조이는 순서는 그림 48a와 같이 대각선이어야 합니다.

하중 조임 횟수는 볼트 직경 및 나사산 프로파일과 관련이 있습니다. 볼트 직경이 커질수록 조임 횟수가 증가하며 사다리꼴 또는 톱니 모양의 나사산은 더 많은 조임이 필요합니다.

최종 조임 과정에서 조임 순서는 그림 48b와 같이 첫 번째 지점부터 순차적으로 수행됩니다. 이는 하중 조임 순서와는 확연히 다릅니다. 최종 조임 횟수는 하중 조임과 동일한 패턴을 따릅니다.

2) 플레이트형, 박스형 노드 고강도 볼트 체결 순서

플레이트형 및 박스형 노드에서 고강도 볼트를 조이는 작업은 그림 47b, c와 같이 노드 플레이트 조인트의 중앙에서 바깥쪽으로 확장하거나 대칭으로 수행합니다.

3) 고강도 볼트 체결 순서

초기 및 최종 조임 순서는 일반적으로 볼트 그룹의 중간에서 끝 또는 바깥쪽으로 진행됩니다. 스팀 트랩, 확장 조인트, 글로브 밸브, 감압 밸브, 안전 밸브, 스로틀 밸브, 체크 밸브, 테이퍼 블라인드 플랜지와 같은 파이프 라인의 제어 요소는 설치 방향이 매체의 흐름 방향과 일치하는지 확인해야 합니다.

VIII. 확장 조인트

익스팬션 조인트는 파이프 재료의 내벽에 압력을 가하여 파이프의 소성 변형과 튜브 시트의 탄성 변형을 유발하여 끝단을 확장하여 파이프 재료와 튜브 시트 구멍을 단단히 연결하는 방법입니다. 이 방법은 보일러 및 열교환기 제조에 널리 사용됩니다.

1. 공동 양식

몇 가지 일반적인 확장 조인트 형태와 적용 가능한 범위는 표 17에 나와 있습니다.

표 17 몇 가지 일반적인 확장 조인트 형태 및 적용 범위

확장 조인트	매끄러운 홀 확장 조인트	플랜지 확장 조인트	플레어 익스팬션 조인트	홈이 있는 확장 조인트	엔드 페이스 용접 링 심 확장 조인트
					매끄러운 홀 확장 조인트	홈이 있는 확장 조인트
다이어그램
설명	확장 조인트 길이 ≤20mm 작동 조건: 작동 압력 0.6MPa 미만, 작동 온도 300℃ 미만	α=12°~15° 작동 조건: 0.1MPa 이상 1.6MPa 미만의 작동 압력(저압 보일러)	작업 조건: 플랜지 확장 조인트와 동일	확장 조인트 길이 ≤20mm 작동 조건: 작동 압력 3.9MPa 미만, 작동 온도 300℃ 미만	작업 조건: 7MPa 미만의 작동 압력 온도 미만 350℃	작업 조건: 고온 및 고압

2. 튜브 확장 방법 및 도구

판금 가공에서 일반적으로 사용되는 튜브 확장 방법은 기계식 튜브 확장입니다. 사용되는 도구에는 나선형 튜브 확장기(구리 튜브 또는 보조 도구로 적합), 전방 튜브 확장기(튜브 직경 ϕ10~ϕ180mm에 적합, 그림 49 참조) 및 후방 튜브 확장기(작은 직경의 두꺼운 튜브에 적합)가 있습니다.

1-플랜징 롤러
2-3개의 확장 구멍 롤러(익스팬더)
3-확장 막대
4-확장 셸

3. 튜브 확장 처리의 핵심 포인트

일반적으로 튜브 확장 가공은 튜브 어닐링(어닐링 온도: 탄소강 튜브 600~650℃, 합금강 튜브 650~700℃) → 튜브 및 플레이트 구멍 점검 및 세심한 청소 → 초기 확장 위치 설정 → 재확장 → 플랜지 → 튜브 끝 용접 이음새 → 확장 기밀 검사 등의 과정을 따릅니다.

튜브 확장 품질에 영향을 미치는 많은 요인으로 인해 실제 운영에서 각 튜브 확장 프로세스의 처리 품질은 주로 다음 측면을 포함하여 엄격하게 제어되어야합니다.

(1) 확장 견고성

확장 조임은 튜브 확장 처리 품질에 직접적인 영향을 미치므로 확장 조임은 일정 범위 내에서 제어해야 합니다. 불충분한 확장 및 과도한 확장은 조인트의 강도와 밀봉에 영향을 미칩니다. 실제 작동에서는 확장 구멍의 직경과 튜브 재료의 외경을 엄격하게 제어해야 합니다.

팽창 조임이 적절한지 여부는 주로 팔의 힘의 느낌, 튜브 확장기의 소리 및 튜브 재료의 변형 정도에 의해 결정됩니다. 또한 플레이트 구멍 주변의 산화물 층 균열의 박리 현상도 팽창 조임이 요구 사항을 충족하는지 여부를 판단하는 데 사용할 수 있습니다.

(2) 튜브 플레이트 구멍과 튜브 재료 사이의 간격 결정

튜브 플레이트 구멍과 튜브 재료 사이의 적절한 간격은 팽창 속도와 품질을 보장하는 중요한 요소입니다. 간격이 너무 크면 팽창 정도가 감소하여 연결 강도에 영향을 미치고, 간격이 너무 작으면 조립 중에 튜브를 삽입하기 어렵습니다.

튜브 재료 확장 조립 전에 적절한 간격을 선택하는 것은 필수적인 작업이며, 이는 특정 크기 조건에 따라 실제 측정을 통해 수행할 수 있습니다. 표 18은 튜브 플레이트 구멍과 열교환 튜브 사이의 최대 간격을 보여줍니다.

표 18 튜브 플레이트 구멍과 열교환 튜브 사이의 최대 간격

(3) 튜브 끝 처리

튜브 끝단의 처리에는 연화 열처리와 녹 제거가 포함됩니다. 튜브 끝단의 연화 열처리의 목적은 열교환 튜브 끝단의 응력 완화 어닐링을 통해 연화를 달성하여 우수한 팽창 효과를 달성하는 것입니다. 응력 완화 어닐링의 방법은 튜브 끝을 재결정 온도 이상으로 가열하고 천천히 냉각하는 것입니다.

어닐링용 가열 연료의 유황 함량은 가열 중 유황 침투를 방지하기 위해 엄격하게 제어되어야 합니다. 열처리된 튜브 끝 표면의 산화물 층은 팽창의 품질을 보장하기 위해 제거해야 합니다.

탄소강 튜브의 어닐링 온도는 600 ~ 650 ℃, 합금강 튜브의 경우 650 ~ 700 ℃입니다. 어닐링 길이는 튜브 플레이트 t의 두께에 100mm를 더한 값으로 10 ~ 15 분의 유지 시간과 석회 또는 용광로 재에서 천천히 냉각되어야합니다.

튜브 끝 가열은 코크스 및 기타 열원 또는 납조 가열을 사용할 수 있습니다. 납조 가열은 균일 한 가열, 유황 침투 방지, 편리하고 엄격한 온도 제어의 특성을 가지고 있습니다. 납 산화와 납 증기의 피해를 방지하기 위해 납 액체 표면에 10mm 두께의 용광로 재 보호 층을 덮을 수 있습니다.

(4) 튜브 확장 중 윤활

튜브 확장 시 튜브 익스팬더에 윤활유를 바르면 가공에 도움이 되고 튜브 익스팬더를 보호할 수 있습니다. 그러나 튜브 플레이트와 튜브 끝 사이의 확장 영역에 윤활유가 들어가지 않도록 주의하여 확장기의 밀봉 성능을 저하시키지 않도록 하고 확장 중 기공이 생기지 않도록 해야 합니다. 확장 영역이 실수로 윤활유로 오염된 경우 아세톤으로 청소할 수 있습니다.

(5) 튜브 확장 순서

합리적인 튜브 확장 순서를 선택하면 확장 품질을 개선하는 데 도움이 됩니다. 확장 순서의 일반적인 원칙은 먼저 튜브 플레이트의 거리를 고정하기 위해 간헐적으로 확장한 다음 모든 튜브 재료를 연속적으로 확장하는 것입니다.

튜브 플레이트와 결합된 튜브 박스의 경우, 부적절한 확장 순서는 튜브 플레이트의 심각한 변형(구부러지거나 접시 모양이 됨)을 유발하고 심지어 튜브 플레이트의 밀봉 표면이 실패할 수도 있습니다.

변형의 원인은 초기 팽창의 일부 튜브 재료가 튜브 플레이트의 거리를 고정했기 때문입니다. 다른 튜브 재료가 순차적으로 확장되면 튜브 재료의 축 신장이 튜브 플레이트에 의해 방해되어 각 튜브 재료가 튜브 플레이트를 밀고 변형됩니다. 튜브 플레이트와 결합된 튜브 박스에 대한 올바른 튜브 확장 순서는 그림 50에 나와 있습니다.

주요 작업 포인트는 첫째, 첫 번째 원에서 1 ~ 6으로 표시된 튜브 재료를 순차적으로 확장하여 두 튜브 플레이트 사이의 거리를 확보하고 튜브 플레이트와 튜브 재료가 서로 수직이되도록하고, 둘째, 튜브 플레이트의 강성을 높이기 위해 이전에 확장 된 튜브 재료와 간격을 둔 두 번째 및 세 번째 원의 일부 튜브 재료를 확장 할 수 있지만 튜브 재료 1 ~ 6과 같이 대칭으로 확장하는 데주의를 기울여야합니다.

마지막으로 각 조인트에 균일한 응력을 보장하려면 먼저 튜브 재료의 홀수 행(예: 그림 50에 표시된 1, 3, 5번째 행)을 확장한 다음 짝수 행을 확장합니다.