MIG 용접의 용적 이행상태
용적 이행이란? 용접봉에서 용융된 용적이 모재로 옮겨가는 상태를 말하고 기본형은 분무형, 단락형, 입상형으로 구분하나 , 실제로는 전류의 세기, 피복제의 종류, 전류의 세기, 상용방식은 수십 가지의 형태로 다양하게 나타난다고 볼 수 있습니다. GMA 용접 중에 전극 와이어에서 모재에 용융 금속이 이행하는 형태는 주로 전극봉의 크기, 극성, 보호가스가 종류, 아크 전류 및 전압, 용접 금속의 종류 등에 의해 결정됩니다. 단락 이행은 연강 비 피복봉을 사용 시나, 피복제가 얇은 붕 그리고 솔리드 와이어를 사용하는 이산화 탄산 용접에서 일어나는 형식으로 용접봉과 모재와의 용융 금속이 서로 기계적인 접촉을 해서 단락 하며 표면장력의 도움으로 용융 그 속은 큰 용적이 되어 이행되는 방법이며 용융 금속의 일산화탄소가 중요한 역할을 하는 것으로 생각됩니다. 그 원리는 처음 용접봉을 모재에 접촉시키는 순간 단락 된 회로가 생겨서 전류의 케이블선과 용접봉 모재 그리고 그라운드 케이블을 통해서 다시 용접기로 흘러 들어옵니다. 이때 갑자기 쏟아져 흐르는 전류는 용접봉 끝에서 약간의 금속 증발 현상이 생깁니다. 이 순간 용접봉을 약간 떼면 그 사이에 아크가 발생할 때 그 사이에서 아크가 발생하는데 , 이럴 때 공기저항을 극복할만한 높은 전압이 중간에 발생므로 아크가 발생이 용이해지고 순간적 단락 회로가 생깁니다. 이 순간은 수천 분의 1초 사이에서 이러나고 이런 현상이 반복되기 시작하면 이온화된 공기가 그 주위에 차 있기 때문에 저항이 줄어들며 증발 금속도 함께 거들어서 아크 유지가 쉽게 됩니다. 용융 금속이 아크를 타고 나가는 게 아니라 모재 와와 이어 사이에 단락 현상이 생길 때 와이어 모재가 접촉하는 순간에 와이어가 가열되면서 용적이 되어 모재에 용착 되는 것입니다. 단락 이행 형성 순서는 아크열에 의해 와이어 끝이 녹아 둥글게 되어 전극봉이 모재를 향해 이동하고 전극봉이 모재에 접촉 단락 현상이 생기고 아크는 소멸의 순서를 반복하게 됩니다. 저항이 감소하며 전류가 상승하고 전자기력과 표면장력의 조합에 의해서 접촉 부분이 잘리게 됩니다. 아크는 다시 발생하여 전압이 급격하게 상승하고 전류는 다시 떨어지기 시작합니다. 절 류강하와 함께 용융 지로 미는 힘이 감소하여 용적이 형성되며 아크 길이의 감소와 전 류강하로 와이어 공급 송도가 용융 속도보다 빨라지게 됩니다. 단락이 발생하여 전압이 급격하게 떨어지며 전류 증가로 아크가 커집니다. 특징은 단락 아크 회수는 매초 20회 ~200회 정도이며, 용입이 얕기 때문에 박판용 접시 효과적이며 전자세 용접이 가능합니다. 용입 불량 방지를 위한 시공 시 주의사항으로는 단락 아크는 에너지력이 낮아 입열이 낮으므로 용입 불량 현상이 생길 수 있으므로 판두께 6mm 이상의 두꺼운 판 용접이 곤란합니다. 용접 와이어 공급 속도를 높이기 위해서 용접 전류를 높이면 되며 와이어의 돌출 길이를 재조정하여 아크를 용융 풀 앞 기슭에서 유지하는 것이 좋습니다. 자유비행 이행은 용적이 융융지와 와이어 팁 사이에서 물리적 접촉 없이 아크를 통해서 이행하는 형태입니다. 입적 이행은 와이어 직경보다도 비교적 큰 용적이 단락 되지 않고도 모재에 옮겨가는 현상으로 일명 글로블러형 또는 핀치 효과형이라고도 하며 중력이 큰 영향을 미칩니다. 핀치 효과란 플라스마 속에 흐르는 전류와 그것으로 생기는 자기장과의 상호 작용으로 핀치 효과와 열적 핀치 효과로 구분하고 있습니다. 단락 이행이 일어난 최대 전류 값보다도 용접 전압과 전류가 증가되면 금속 이행 형태가 달라지기 시작합니다.
맥동 아크형 이행
최근 개발된 형태이며 스프레이 이행 전류와 압적 이행의 전류 범위 시이의 맥동 전류에 의해서 일어나는 형태로 분무형 이행이 일반적인 것보다 아주 낮은 전류에서 이루어집니다. 이 방식은 소전류에 1.5배~2배의 맥류를 간헐적으로 가하면 분무형으로 되어 아름다운 비드가 형성되는데 이것이 펄스 아크용접이며, Ar가스로 보호 시 일어납니다. 그래서 박판 용접에서는 맥동 주기를 증가하면 평균 전류값이 커지고 용접이 잘 됩니다. 잠입 아크는 아크의 쏘는 힘과 단락 회로의 작용으로 스패터가 많고 아크가 크레이터 속에 잠겼어도 스패터는 생깁니다. 아르곤을 사용하는 방식보다 용접 속도를 빠르게 용접할 수 있고 아크의 효율이 높습니다.
댓글