용접 파라미터가 이음새 모양과 품질에 미치는 영향

I. 용접 매개변수 선택 시 고려해야 할 요소

용접 방법마다 파라미터가 다르며, 동일한 용접 방법이라도 용접 시 작업 조건, 공작물 크기, 모양, 재료, 용접 위치 등에 따라 파라미터가 달라질 수 있습니다. 따라서 다음은 일반적으로 사용되는 용접 방법에 대한 용접 파라미터 선택 원칙에 대해 간략하게 소개합니다.

용접 매개변수의 결정은 주로 다음과 같은 측면을 고려합니다:

• 재료의 화학적 구성과 구조적 요인이 용접성에 미치는 영향에 초점을 맞춰 제품의 재료와 구조적 형태를 철저히 분석합니다.
• 모재와 용접부의 용접 열 사이클을 고려할 때, 이는 자격을 갖춘 제품을 얻고 용접 조인트의 최소 용접 응력 및 변형을 보장하는 것입니다.
• 제품의 재질, 용접부의 두께, 용접된 접합부의 형태, 용접부의 공간적 위치, 접합부 조립 간격 등에 따라 다양한 용접 방법에 대한 관련 표준 및 정보를 검색하세요.
• 실험을 통해 용접 순서, 용접 방향 및 다층 용접 순서가 용접 조인트 형성에 미치는 영향을 결정합니다.
• 용접 매개변수를 결정할 때 용접 작업자의 실무 경험을 간과해서는 안 됩니다.

II. 용접 매개변수 선택

참조 일반적으로 사용되는 용접 방법 설명합니다.

III. 용접 파라미터가 용접 형상에 미치는 영향

1. 용접 전류의 영향

그림 2-67과 같이 다른 용접 매개 변수가 변경되지 않은 상태에서 용접 전류를 높이면 용접의 두께와 보강이 모두 증가하는 반면 용접 폭은 거의 변하지 않거나 약간 증가합니다. 용접 전류가 너무 높으면 번스루 또는 과도한 보강과 같은 결함이 발생할 수 있습니다. 용접 전류가 감소하면 용접 두께가 감소하고 용접 침투가 악화됩니다.

a) 규칙의 영향 b) 용접 모양의 변화

2. 아크 전압의 영향

그림 2-68과 같이 다른 용접 파라미터가 변경되지 않은 상태에서 아크 전압이 증가하면 용접 폭이 크게 증가하는 반면 용접 두께와 보강재는 약간 감소합니다. 용접 전류가 용접 두께를 결정하는 주요 요인인 반면, 아크 전압은 용접 폭에 영향을 미치는 주요 요인임을 알 수 있습니다.

3. 용접 속도의 영향

용접 속도는 그림 2-69와 같이 용접 두께와 폭 모두에 상당한 영향을 미칩니다. 용접 속도가 증가하면 용접 두께와 폭이 모두 크게 감소합니다.

4. 다른 용접 파라미터가 용접 모양에 미치는 영향

위에서 언급한 세 가지 주요 용접 매개변수 외에도 일부 다른 용접 매개변수도 용접 모양에 특정 영향을 미칩니다.

(1) 전극 직경 및 전선 연장 길이

전극 직경을 줄이면 용접 두께와 용접 폭이 감소합니다. 와이어 연장 길이가 증가함에 따라 보강재가 증가합니다. 와이어 직경이 작거나 재료 저항이 높을수록 이 효과가 더 뚜렷하게 나타납니다.

(2) 전극 기울기

용접 중에는 전극(또는 와이어)이 공작물에 대해 기울어져 아크가 항상 용접할 부품을 가리키도록 합니다. 이 용접 방법을 포어핸드 용접이라고 합니다. 포핸드 용접을 사용하면 용접 형성 계수가 증가하고, 침투가 얕아지며, 용접 폭이 증가하고, 보강이 감소합니다. 그림 2-70에 표시된 것처럼 포핸드 각도 α가 작을수록 이 효과가 더 두드러집니다. 이 방법은 얇은 판을 용접하는 데 적합합니다. 전극(와이어)이 뒤로 기울어지면 상황은 반대입니다.

a) 와이어가 뒤로 기울어짐 b) 와이어가 수직으로 기울어짐 c) 와이어가 앞으로 기울어짐

(3) 공작물 경사

오르막 용접을 수행할 때 용접 두께와 보강재는 증가하는 반면 용접 폭은 감소합니다. 오르막 각도가 클수록 효과가 더 뚜렷해집니다. 오르막 각도 α가 6°를 초과하면 형성이 악화됩니다. 따라서 자동 아크 용접에서는 항상 오르막 용접을 사용하는 것은 실질적으로 피하는 것이 좋습니다.

내리막 용접의 상황은 정반대, 즉 용접 두께와 보강재가 약간 감소하는 반면 용접 폭은 약간 증가합니다. 따라서 경사각 α < 6°의 내리막 용접은 표면 용접 형성을 개선할 수 있습니다. 차폐 금속 아크 용접으로 얇은 판재를 용접할 때 내리막 용접이 자주 사용됩니다. 경사각이 너무 크면 그림 2-71과 같이 용접 풀에 용융 금속이 불완전하게 침투하고 넘쳐서 용접 형성이 악화될 수 있습니다.

a) 오르막 용접 b) 내리막 용접

(4) 그루브 모양

다른 용접 매개 변수는 변경되지 않은 상태에서 그림 2-72와 같이 홈의 깊이와 폭을 늘리면 용접 두께가 약간 증가하고 용접 폭이 약간 줄어들며 보강재가 크게 감소합니다.

(그림의 음영 영역은 전극에 증착된 금속이 차지하는 면적을 나타냅니다.)

(5) 플럭스

In 서브머지드 아크 용접플럭스의 구성, 밀도, 입도 및 적층 높이는 모두 용접의 모양에 일정한 영향을 미칩니다. 다른 조건이 동일할 경우, 아크 안정성이 낮은 플럭스는 용접 폭이 더 작은 반면 용접이 더 두껍게 생성됩니다. 플럭스 밀도가 낮거나 입도가 크거나 적층 높이가 감소하면 아크 스윙 범위가 확장되어 용접 두께가 감소하고 용접 폭이 증가하며 보강이 약간 감소합니다.

또한 슬래그의 점도가 과도하면 슬래그의 공기 투과성이 낮아 용융 풀이 응고되는 동안 가스가 빠져나가기 어려워 용접 표면에 많은 구덩이가 형성되고 형성이 악화됩니다.

(6) 차폐 가스 구성

가스 차폐 용접에서 차폐 가스의 구성과 밀접하게 관련된 액적 전이 형태는 용접 모양에 큰 영향을 미칩니다. 역극성 가스 차폐 금속 아크 용접에 다른 차폐 가스를 사용할 때 용접 형상의 변화는 그림 2-73에 나와 있습니다.

제트 전이 아르곤 아크 용접은 항상 뚜렷한 버섯 모양의 용접을 형성합니다. 아르곤에 O, CO 또는 H를 추가하면 루트 형성을 넓히고 용접 두께를 약간 늘릴 수 있습니다. 세분화 및 단락 전이 아크 용접은 넓고 얕은 용접 모양을 형성합니다.

(7) 기본 재료의 화학적 조성

기본 재료의 화학 성분은 다양하며 동일한 다른 공정 요인 하에서 용접의 모양이 다르며, 이는 아르곤 아크 용접에서 특히 분명합니다. 예를 들어, 동일한 용접 파라미터를 사용하여 텅스텐 전극 아르곤 아크 용접 방법으로 용접한 세 가지 원산지가 다른 06Cr19Ni10 및 06Cr17Ni12Mo2 스테인리스강의 용접 형상 변화는 표 2-24에 나와 있습니다.

표 2-24 모재 화학 성분이 용접 형상에 미치는 영향

참고: 텅스텐 로드 엔드 45°, 아크 길이 2mm, 전류 150A, 용접 속도 300mm/min