용접절차사양에 따라 모 재의 특성, 두께, 이음을 파악하고, 용접 잔류, 전압, 전기 특성을 설정한다. 용접사양 절차에 따라 용 접 방법의 작업 기준을 설정할 수 있다. 따라서 용접 작업 표준을 설정할 수 있다.
1.-1 용접 조건 설정.
[1] 모 재의 특성, 두께, 이음 형상 파악.
모 재란? 용접 또는 절단 등 가공의 대상이 되는 재료를 말한다. 용접용 모 재를 선택하는 경우 재질과 이음의 향상도 고려하여 선택하여야 한다. 용접에 사용되는 모 재의 재질은 매우 광범위하고 종류가 많으나 일반적인 피복 아크용접에서 철강을 많이 사용한다.
1. 모 재의 재질.
순철은 너무 연하기 때문에 일반적인 구조요 재료로는 부적당하다. 따라서 여기에 탄소와 소량의 규소(si), 망가니즈(mg), 인(p), 황(s), 등을 참기 하여 강도를 높인 알반 구조용 강으로 만드는 것을 탄소강(carbon steel)이라고 한다.
<vy1-1> 탄소강의 분류와 용접법의 적용 성 및 용도
| 구 분 | 소탄함량(wt) | 인장강도(mpa) | 아크용접 | 가스용접 | 서브머지드아크용접법 | 저항용접 | 압점 | 주요 용도 |
| 극저탄소강 | >=0.08 | 313.35 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 전자철심,냉연박판, 용접 심선, 못 |
| 저탄소강 | 0.09~0.30 | 353~540 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 철골,용접,강판,조선,교량,보일러 |
| 중탄소강 | 03.3.~0.5. | 490~690 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 축,볼트스프링, 레일 |
| 고탄소강 | 0.05~0.80 | 640~890 | 0 | ▲ | ▲ | - | ▲ | 레일,축,스프링,타이어 |
출처: 오병덕)2014).[용접일반], 한국산업인력공단. p.196
탄소강은 탄소의 함유량에 까라 위 표와 같이 분류된다. 피복 아크용접의 경우는 일반적으로 강이 사용되는데 주로 연강, 고 장력 강, 니켈강, 스테인리스 강이 사용된다. 탄소 강의 용접성은 탄소 함유에 떠라 결정된다. 저 탄소강은 용접성이 양호하고, 각종 용접법을 적용하며 우수한 용법부를 만들기 쉽다. 탄소강에서는 탄소 량이 증가할수록 용접성이 떨어지기 때문에 예열이나 후열을 필요로 하는 경우가 많다. 탄소강 요법의 단점은 용법부의 경화 및 이것에 동반하는 연성의 저하, 용접 열영향부에 생기는 용접균열, 용법결합의 발생 및 용접부의 인성 저항 등이다.
(1) 연강: 연강 이란? 인장 정도 50kgf/㎟ 이하의 탄소강으로 강판, 봉강, 형 강, 강판들이 있다.
(2) 고 장력 강: 고 장력 강은 일반적으로 전정강도가 50 kgf/㎟ 이상, 항복 강도가 30 kgf/㎟ 이상이 되도록 만들어진 저탄소 합금계 강을 말한다. 합금 성분이 포함되어 있으므로 담금질로 인한 정화성이 크고, 열영향부의 연성 저하로 저온 균열 발생 우려가 있다.
(3) 니켈 강: 니켈강은 저온에서 충분한 연성과 인성을 유지하고, 강도면에서도 고 장력 강에 상하며, 용접성과 내 균열성 우수하다.
(4) 스테인리스 강: 스테인리스 강은 선팽창계수가 연강보다 50% 정도 크고 전기 저항도 크며, 열전도가 매우 적어 열팽창의 국부적인 변화에 따라 변형하기 위해 용접이 어렵다. 또한 스테인리스 강은 용접부에 편석 물 등이 금속과 화합하여 약하게 하거나 잔류응력의 영향으로 균열이 생기기 쉽다. 하지만 퇴근에는 피복제의 개발로 0.8mm 까지는 피복 아크용접을 이용할 수 있다. 더불어 피복아트용접 시 탄소강 보다 10~20%% 낮은 전류를 사용하며, 직류 역극성이나 교류를 사용하여 용접한다.
2. 철강 재료의 용접.
(1) 저 탄소강의 용접: 저 탄소강의 용접 균열의 발생 위험이 적기 때문에 용접이 비교적 쉽고 용접법의 적용에 도 제한이 없으나 두께가 두'꺼운 간재를 사용하는 경우는 구속이 크고 급랭에 따른 균열이 예상되므로 적절한 예열이 필요하다.
(2) 중 탄소강의 용접성: 중탄소강의 경우에는 탄소함량이 중가함에 따라서 용접부에서 저온 균열이 발생할 위험성에 커지기 때문에 100~200℃로 예열할 필요성이 있다. 피복아크용접의 경우에는 저수소계의 선정, 용접봉의 건조 및 예, 후열 처리가 필요하다.
(3) 고탄소강 용접: 고탄소강 재료의 용접은 보수 용접, 마모, 부위의 덧살 용접이나 철도용 레일 등에 한정되는 경우가 많다.
(4) 고장력강의 용접: 용접용 고장력강(hi strength steel)은 연강의 강도를 높이기 위해서 연강에 적당한 합금 원소를 소량 첨가한 것으로 보통 하이텐실(HT: hightensil)이라 부르기도 한다 연강보다도 높은 항복점, 인장강도를 가지고 있어서 강조, 경량화, 내식성 등이 필요한 구조물에 적합하다. 용접용 고장력강은 교량, 차량, 수입철판, 가수 저장고, 압력 용기, 크레인 등에 널리 쓰인다.
(가) 고장력강 용접 시 주의 사항.
1) 용접을 시작하기 전에 이음부 내부 또는 용접할 부부를 청소한다. 2) 용접봉운 300~350℃로 1~2시간 건조한 저수소계를 사용한다. 3) 아크 길이는 가능한 한 짧게 유지하고 위빙 폭을 작게 한다.
(나) 고장력강 용접봉의 건조: 용접봉의 강도가 높게 될수록 수소에 의한 크렉이 발생하기 쉽고, 피복의 흡습으로 인하여 피트 및 블로 홈이 쉽 발생 단다. 용접봉은 사용 전에 일정한 온도로 건조하여 사용하고 또 우에는 100~150℃의 저 장로에 보관하였다가 조금씩 사용하여 방습에 주의한다.
(5) 스테인리스강의 용접: 스테인리스강의 용접에서는 용입이 쉽게 이루어지도록 하는 것이 중요하며, 크로뮴 니켈 스테인리스 강의 용접(18~8 스테인리스강)은 탄화물이 속출하여 이꺠 부식을 일으켜 용접 쇠약을 일으키므로 냉각 속도를 빠르게 하거나, 용접 후에 용제화 처리를 하는 것이 중요하다. 용체화 처리는 고용화 열처리라고도 하며, 강의 합금 성분을 고용제로 용해하는 온도 이상으로 가열하고 충분한 열처리라고도 하며, 강의 합금 성분을 고용체로 용해하는 온도 이상으로 가열하고 충분한 시간 동안 유지한 다음 급 냉하여 합금 성분의 석출을 저해함으로써 상온에서 고용제의 조직을 얻는 작업을 할 한다. 일반적으로 사용하는 오스테나이트계 스테인리스강 용접 시 다음과뫄 같은 사항에 유의한다.
(가) 예열을을 하지 않는다. (나) 층간 온도가 320℃를 넘어서는 안된다. (다) 용접봉은 모 재와 같은 것을 사용하며. 될 수 있으면 가는 것을 사용한다. (라) 낮은 전류로 용접하여 용접 이별을 억제한다. (마) 크레이터를 처리한다.(바) 비교적 짧은 아크 길이를 유지한다.
(6) 주철의 용접 법: 주철(cast iron)은 공정 반응을 나타내는 철과 탄소의 합금으로 실용 주철의 경우 탄소의 함량이 2.5~4.5, 규소 0.5~3.0% 정도를 주성분으로 하고 있다. 주철은 강에 비해 용융점(1,150이 낮고 유동상이 좋으며 가격이 싸기 때문에 각종 주물을 만두는 데 쓰인다. 열영향을 바당 균열이 생기기 쉬우므로 용접이 곤란하다.
(가) 주철의 용법으로는 모재 전체를 500~600℃의 고온에서 예열 및 후열을 할 수 있는 설비가 필요하고 주철의 보수 용접으로는 스터드법, 비녀장법, 버터링법, 로킹법 등이 있다.
(나) 주철 용접 시 주의 사항.
1) 보수용접을 행하는 경우는 본 바닥이 나타날 때까지 잘 깎아내 후 용접한다. 2) 균열의 보수는 균열의 발생을 방지하기 위해 균열의 끝에 저지 구멍을 뚫는다 3) 용접 전류는 필요 이상 높이지 말고 직선 비드를 배치할 것이며 지나치게 용입을 깊게 하지 않는다. 4) 용접봉은 될 수 있는 대로 지금이 가는 것을 사용한다. 5) 비드의 배티는 짧게 해서 여러 번의 조작으로 완료한다. 6) 가열되어 있을 때 피닝 작업을 하여 변형을 줄이는 것이 좋다. 7) 큰 물건이나 두꺼운 다른 것, 모양이 복잡한 형상의 용접에는 예열과 후열 우 서냉 한다. 8) 가스용접에 사용되는 불꽃은 중성 불꽃 약한 탄화 불꽃을 사용하며, 용제(flux)를 충분히 사용하고 용접부를 필요 이상 크게 하지 않는다.
3. 모 재의 두께 및 이음 형상.
(1) 용접 이음의 종류.
용접 이음의 선택은 구조물에 변형 및 응력 기타 여러 가지 영향을 줄 수 있어 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 용접 이음 중 겹치기 이음은 가능한 피하고 맞대기 이음을 하여야 한다 용접 구조물의 용접에 사용되는 대표적인 용접 이음은 맞대기 이음(butt joint), 겹치기(lap joint, T(tee joint), 모서라 이음(outside corner) 및 변두리 이음(edge joint)이다. 필릿 용접은 T이음부의 구석 부분을 용접하는 것으로, T이음부의 경우는 흠을 가공하는 경도 있으나 대부분 구석 부분을 그대로 용접하는 경우가 많다. 용접부 형상에 따른 필릿 용접의 종류는 (a) 연속 필릿, (b) 단속 필릿 (c) 양면 필릿, (d) 단속 지그재그 필릿.
(가) 맞대기 이음 부 홈 형상.
용접 이음부가 충분히 강도를 가지려면 용비 깊이(penetration), 뎃실부, 비드, 폭, 각장(leg lengh, 목 길이) 등을 충분히 확보할 필요가 있다. 일반적으로 두께가 4mm 인상인 판재를 용접할 경우 접합하고자 하는 부분에 적당한 홈(groove)을 만들어 완전 한 용입이 되도록 하여야 하고, 홈의 형상은 구조물의 형태나 재료의 두께에 따라 다른 게 제작하다. 맞대기 용접은 대략 동일 평면에 있는 두 부재를 맞대서 요접하는 이음을 말하는 것으로 맞대기 이음의 홈 형상을 나타낸 것으로 I형, V형, 반 누은 V형, U형 , J형, X형 , K형, 양면 U형, (H형), 양면 J형.
(2) 용접 홈의 명칭.
용접부의 품질을 좌우하는 중요한 요소가 되는 용접 홈의 설계는 용법 홈, 각도가 좁을 경우 요임 불량의 원인이 될 ㅜ 있으며, 루크 면이 얇은 경우 용락의 위험 등이 커지므로 설계자는 용접 구조물의 형상과 하중의 종류에 따라 적절한 홈의 형상을 결정하여야 한다. 명칭 a:홈 각도, b : 베벨각, d: 홈 깊이, f:루트 먼, r: 루트 반지름, R:루트 간격.
(다) 용접 이음의 선택.
용접 이음의 선택은 구조물에 변형 및 응력 기타 여러 가지 영향을 줄 수 있어 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 용접 이음 중 겹치기이음은 가능한 피하고 맞대기 이음을 하여야 한다. 이음의 종류: 맞대기 이음, 모서리 이음, 변두리 이음, 겹치기 이음, T 이음, 십자 이음, 전면 필릿 이음, 측면 필릿 이음, 양면 덮개 판 이음.
(라) 용접 홈 형상의 종류.
하중이 적고, 충격이나 반복하중이 적거나 부식에 대한 고려가 적을 경우 에는 부분 용입 이음을 선책 하여도 된다. 하지만 큰 하중이나 충격 또는 반복하중을 받는 이음이나 저온 등에서 사용되는 경우에는 완전 용입 이음을 선택하여야 하다. 용접 홈 형상을 결정하는 요인은 용착력, 용접자세, 이면 용접 여부, 용접방법, 용접시공 등이 고려되어야 한다.
모재 두께는 6mm 까지는 I형, 6~19mm까지는 v 형, 베벨형, j형, 12mm 이상은 x형, k형, 양면 j형이 쓰이고, 16~50에는 u형 맞대기 이음이 쓰이며, 50mm 이상에서는 H 형 맞대기 이음에 쓰인다.
(마) 용접부 모양에 따른 분류.
모재 두 개를 맞대어 용접하는 맞대기 용접, 겹쳐 농은 T 형, 이음의 필릿 부분을 용접하는 필리 이음, 전합 하고자 하는 모재 한쪽에 둥근 구멍을 뚫어 용접하는 플러그 용접, 가늘고 긴 홈을 뚫어 용접하는 슬롯 용접, 비드 용접 등이 있다.
(바) 용접 홈 형상에 따른 영향.
용접 홈의 각도가 좁을 때는 루트 간격을 넓혀야 충분한 용입을 얻을 수 있다. 반면 루트 간격이 좁을 때는 홈 각도를 크게 하여 애 한다. 용접 홈의 석출{ 요령은 홈의 잔면적은 가능한 한 작게 하고, 몸 각도 또한 용입이 허용하는 한 작게 한다. 루트 반지름은 가능한 한 크게 하며 적당한 루트 간격과 루트 면을 만들어 준다
(사)용접 기본기호 구별.
1) 도면을 보고 용접 기본기호를 파악한다. 2) 용접기호 표시법은 기본기호와 보조기호, 차수 표시, 몇 가지의 보조 지시 기호를 구성하고 있다. 3) 용법기호는 사용되는 용접부의 형상과 유사한 기호로 표시하고 있으며, 필요한 경우에는 기본기호를 조합하여 사용할 수 있다. 4) 윗면 용법의 경우 적당한 기본기호를 기호선에 대칭되게 조합하여 사용한다.
[2] 용접전류 설정.
1. 전기 기초 이론.
일반적으로 어떤 물체가 다른 물질과 서로 마찰하면 전기가 발생하며, 전기의 조류에는 양전기 (+)와 음전기(-)의 두 종류가 있다. 한편으로 양전기가 발생하면 다른 편에 반드시 음전기가 발생하는데, (+)와(-)는 동시에 동일한 양이 일어나며 그 성질은 정반대의 작용을 한다. 에보나이트봉을 잘 건조된 모직물에 마찰 시면 홈인력을 가지게 되어서 작은 종이 조각이나 실에 매달은 코로크 나 작은 철사 끌어당겨 부착되는 것을 볼 수 있다. 이러한 홈 에보나이트에 전기가 발생하였기 때문이다. 이와 같이 전기를 가지게 되는 젓을 대전되었다고 하고 이러한 전기를 정전기이라고 한다. 크기와 방향이 상항 일정한 직류(diect current)와 시간에 따라 크기와 방향이 주기적으로 변하는 교류(altermating current)가 있다.
2. 전류의 전압.
수위 차가 있으면 물은 높은 곳에서 잦은 곳으로 흐른다. 수위가 높은 물은 큰 위치에너지를 가지고 있으며, 물이 수로를 통하여 흐를 때 이것이 속도와 압력의 에너지로 변환하고 수로의 도중에 수치가 있으면 이것을 회전시키는 일을 한다. 전하의 흐름인 전류도 물의 경우와 같은 생각을 할 수 있으며, 양전하를 가지진 물체 A와 음전하를 가진 물 채 B를 도체로 연결하면 전류가 A에서 B로 향하여 흐른다.
3. 저기 저항.
물이 수도관을 흐르는 경우 관의 굵기나 모양에 따라 흐름의 속도나 상태가 달라지듯이 전기의 경우에도 도체의 재질이나 굵기, 길이 등에 따라 전류가 달라진다. 이와 같이 도체에서 전류의 흐름을 방해하는 작용을 전기저항(electri resistance) 또는 저항이리고 한고 단위는 옴(ohm)을 사용한다.
4. 옴의 법칙 (ohm`s law)
전압, 전류, 저항 사이에는 다음과 같은 관계가 있는데 즉 전류는 전압에 비례하고, 저항에 반 비례한다"라고 밝힌 사람이 옴이며 이 관계를 표시하는 법칙이 옴의 법칙이다. 일반적으로 R(Ω)의 저항에 E(V)의 전압을 기하였을 때, I(A)의 전류가 흘렸다면 E/I = R(Ω)의 전류를 흘렸다면 E/I = R(Ω) 또는 E=IR(V).
5. 용접설비 점검 및 용법전류 조정.
(1) 용접기의 전기 접속 부분이 잘 되어있는지를 점검한다. (2) 이어져 있는지 점검한다. (3) 케이블이 손상된 곳이 없는지 점검한다. (4) 회전부나 마찰부에 윤활 상태를 점검한다. (5) 용접 홀더의 파손여부를 점검하고고 작업장 주위의 작업 위에 요소를 제거한다. 점검을 끝낸 다음 이상이 없으면 전원 스위치를 넣고 용접전류를 조정한다. 적정 전류는 모 재의 재질 및 두께, 용접보의 지금 및 종류, 용접자세, 용접 속도 등에 따라 알맞은 전류 위 선택이 중요하며, 용접봉이 단면적 1mm에 대한 전류 밀도는 10~13A 정도가 적당하다. 용접전류가 적정 전류보다 높으면 언더 컷(UNDER CUT)이나 기공 등이 생기고 비드 파형이 거칠어지며. 방대로 용접전류가 낮으면 슬래그 섞임(slag inclusion)이나 용입 불량 등이 생길 수 있다 그러므로 적정 전륫 값의 선택을 위해서는 용접봉 제조회사의 권장 전륫 값을 참고로 하는 것이 바람직하다.
[3] 용접 기 작업 기준 용접작업 표준 설정.
용접절차설명서에 따라 적합한 용접기의 작 기준 및 기본적인 지식에 대하여 알아보도록 한다.
1. 직류 아크용 접기의 종류와 특징.
직류 아크 용접기의 종류에는 전동 발진(모처) 형, 엔진 구동형, 배터리 충전형, 정류기형 등이 있다.
(1) 전동 발전 형: 교류 전기를 활용하여 발전하여 직류 전기를 얻는 용법 기이다. (2) 엔진 구동형: 엔진을 작동시켜 얻은 전기를 용접기로, 전기 시설이 안 된 곳에서 매우 많이 쓰인다. (3) 정류기형: 정수기기의 종류에 따라 셀렌 정류기, 실리콘 정류기, 게르마늄 정유기 등을 사용하여 교류를 정류하여 직류를 얻은 용접기이다. 일반적으로 가격이 적당하며, 그리고 적고 사용하기 쉽기 때문에 대부분 피복 아크 용접기가 정류기형 직류 용접기로 활용된다. (4) 피복 아크 용접기의 경우 농촌에서 일상용의 수리 및 농업용 시설 제작을 위해 소형 3(kw), 10~160A) 정류기형 인버터 DC 용접기가 많이 쓰이고 있으며, 산업현장에서는 제품 제조에 피복 금속 아크용접(직류, 교류)이 거의 쓰이지 않고 주로 CO2용접, Tig 용접이 많이 쓰이고 있다.
2. 용접기 구비 조건.
(1) 구조 및 취급 방법이 간단하고 조작이 쉬워야 한다. (2) 전류가 일정하게 흐르고, 아무 발생 및 유지가 쉬우며, 아크가 안정되어야 한다. (3) 아크 발색이 쉽도록 무 부하 전압이 유지(직류 50~60v, ryfb 70~80v) 되어야 한다. (4) 사용 중에 온도 상승이 적고, 역률 및 효율이 좋아야 한다. (5) 요업 기는 완전 절연과 필요 이상으로 무 부하 전압이 높지 않아야 한다.
<표 1-2> 교류 피복 아크 용접기의 용량 별 케이불의 규격, 사용률.
용량 : / AW 200 / AW 300 / AW 400 / AW 500.
정격 용량[KVA/kW 15/7 24/12 34/19 46/24.
정격 사용률(%) 40 40 40 60.
출력(2차) 잔류 조정 범위[A] 35~220 60~330 80~440 100~550.
최고 무부하 전압[V] 75V 79V 85 이하 86(95V 이하).
입력측(1차)케이불(mm) 5.5이상 8이상 14이상 27 이상
출력측 케이블(㎡) 38 이상 50 이상 60 이상 80 이상
사용되는 용접봉 지름 2.0~4.0 2.6~6.0 3.2~8.0 4.0~8.0
3.교류 아크 용접기의 종류와 특징.
<표 1-3> 교류 아크 용접기의 종류와 특징.
용접기의 종류/ 특징.
①가동 철심으로 누설지속을 가감하여 전류를 조정하는 형식이다.
②광범위한 전류 조절이 어렵고, 미세한 전류 조정은 가능하다.
③가동 철심을 중간 이상 빼내면(전류가 높아짐) 누설지속의 영향으로 아크가 불안정해지기 쉬다.
기둥 철심형.
①1차 또는 2차 코일 중 하나를 이동하여 누설지속을 변화시켜 전류를 가동 코일형 용접하는 형식이다.
②아크 안정도가 높고 소음이 없으나 가격이 비싸서 현재 거의 사용이 안 된다.
탭 전환형.
①코일의 감긴 수에 따라 전류를 조절하는 힘으로, 무 부하 전입이 높아 전류 조절 시 전격 위험이 크다.
②탭 전환부의 손상이 심하며 주로 소형에 많다. ③넓은 범위는 전류 조절이 어렵 다.
가포화 리액터형
①가변 저항의 변화로 용접전류를 조정하는 형이다. ②전기적 전류 조정으로 소음이 없고, 기계 수명이 길다. ③조직이 간단하고 원격 제어가 쉽다.
[4] 용접 작업표준 설정.
보통절차사양서는 용접절차인증서(PQR) 기준으로 용접 시공의 기준이 되는 내용을 작성한 용접 절차에 대한 상세 기록서 이며, 용접 기공 시 기준이 된다.(현장에 따라 용접절차사양서가 반드시 있는 것이 아니다.)
1. 용접절차사양서(WPS)에 입력 사항.
(1) PQR NO, 용접방법, 이음 설계(이음의 형태, 백 킹 유무, 백 킹 재질) 이음 상세도
(2) 모재(재질, 두께, 패스당 제한), 용가재(와이어 플럭스 사양, 소모성 인서트, 기타)
(3)용접 자세(그루브 자세, 필릿 자세, 진행 방향)
(4)예열 조건(최저 예열 온도, 패스 온도, 예열 유지), 후열 처리(온도, 처리 시간)
(5)가스(가스의 종류, 혼합가스 조정 비율, 유량, 가스 백 킹)
(6) 전기 특성(전극 봉 형태, 전극 봉 크기, 용융 금속 전이 형태)
(7)용접 기법(비드 형태, 가스컵 크기, 초층 및 층간 청결 방법, 콘텍트 튜브의 용접물 간 거리, 용기 내 용접, 극성 간격 등)
(8) 가우징 방법, 단층 또는 다층, 진동, 단극 또는 다극, 피닝
(9) 용접 조건: 용접법, 용자재, 전류, 전압, 용접속도 등의 수치,
(10)특기 사항, 작성자, 검토자 등.
2. 용접 절차 사양서 내용 점검.
(1) 요구하는 이음의 형상을 파악한다. (2) 요구하는 용접 방법에 대하여 파악한다. (3)요구하는 용접 조건을 파악한다. )4)요구하는 용접 후처리 방법에 대하여 파악한다.
3. 용접 절차 인증서 파악
(1) 용접 절자 인증서(PQR)은 일정 조건의 모재에 대하여 자격을 갖춘 용접사를 통해 여러 조검으로 용접을 실시한 후 다양한 시험을 걸쳐 최적의 조건을 찾아 인증을 받은 시험서 이며, 이들 용적 조건과 시험 수치를 나타낸 것이다. (2) 용접 절차 사양서를 작성하려면 먼저 용접 절차 인증서를 작성해야 한다.
1-2. 용접 조건 설정하기/수행 내용.
1. 재료: 자료.
(1) 도면, 용접 절차사양서, 작업지시서, 용접 도면. (2) 용접 구조물 재질, 사용 성능 및 용동에 맞는 용접방법에 대한 자료, (3) 용접재료 및 모 재에 대한 기계적성질 및 화학적 성질 자료.
2. 기기(장비, 공구)
(1) 피복 아크 용접기, 용접 봉 더홀, 용접 용케이블, 접지 클램프, 용접 안전 보호 장비. (2) 피용접장치 소모 부품, 피복 아크 용접 봉, 전류 측정기, 각장 게이지, 플라이너, 용접지그, 강청자, 니퍼, 스패너, 석필 등.
3. 안전, 유의 사항.
(1) 용법 작업자의 시설물 별로 체크(소화기, 작업화, 작업 조건 등)를 한다. (2) 용접기가 접속되는 전원에 감전 방지용 누전 차단기가 설치되어 있는지 확인한다. (3) 용접 작업장 시설물 유지 관리 지침을 확인한다. (4) 안전 점검 세부 지침을 확인한다. (5) 용접 작업장 안전 점검 및 안전 점검 메뉴얼을 확인한다. (6) 소화기 및 소화기의 준비 상태를 확인한다.
1-3 용접 조건 설정하기/수행 순서.
`[1] 용접 절차 사양서에 따라 피복 아크 용접을 실시할 모 재의 특성, 두께, 이음의 형상을 파악한다.
1. 용접용 강재의 선택 시 필요한 사향을 파악한다.
(1) 강재의 화학 구성이 고르게 분포되어 있어야 한다. 황(S)의 개재물이 있으면 용접 후 설파 트랙을 유발하게 되고 안(P)에 의해 편석이 있게 되면 용접 결함을 유발하므로 주의한다.
(2) 강재의 성분이 강도를 유지하면서도 인성관 연성이 있어야 하며,, 취성 파괴를 유발하지 않도록 고려하여 선택한다. 용접 부 및 열영향부의 강화를 막기 위해 저 탄소강이어야 한다.
(3) 강재에 라미네이션이 없어야 한다. 라미네이션 존재 시 아무리 양호한 용접을 행하여도 굽힘 시험을 하는 경우 도두 취성 파과가 일어나므로 주의한다. (4) 급 냉 경화 및 비틀림 열영향부의 취화가 초소인 강재를 선택한다.
2. 용접 이음의 조류와 홈의 형태를 파악한다.
(1) 용접 구조물의 제작에 사용하되는 용접 이음은 막대기 이음, 또는 필릿 이음 등으로 용접한다. (2) 두 ㄱ지 이음을 기본으로 구조물위 조건에 맞도록 금속재료를 절단하거나 굽힘가공하여 여러가지 형식으로 이음 작업을 한다. (a) 맞대기 이음, (b) 겹치기 이음, (c) T 이음, (D) 모서리 이음, (e) 변두리 이음.
3. 이음부의 홈 형상을 파악한다.
(1)용접 이음부의 필요로 하는 충분한 강도를 얻기 위해서는 용입 깊이, 비드 폭, 각장 등을 충분히 확보한다.(2) 일반적으로 두께가 4mm 이상인 편재를 용접할 경우 접합하고자 하는 부분에 홈(groove)을 만들어 완전한 용입이 되도록 한다.(3) 홈의 형상은 구조물의 형태나 재료의 두께에 따르게 제작하는데 맞대기 이음의 홈 형상을 나타내며 맞대기 용접은 대략 동일 평면에 있는 두 부재를 맞대서 용접하는 이음을 말하는 것으로 I 형, V 형, U 형, J 형, X 형, K 형, H 형, 양면 J 형 등으로 구분한다. (4) 필릿 용접은 T 이음부의 구석 부분를 용접하는 것으로 T 이음부의 경우는 홈을 가공하는 경우도 있으마 대부분 구석 부분을 그대로 용접한다.
(5) 플레어 용접은 두 부재 사이의 휨 부분을 용접 하는 것을 말한다. 용법선과 하중의 방향이 직교한 것을 전면 필릿 용접 이라 하며, 용접선과 하중의 방향이 평행가게 적용하는 것으로 측면 필릿 용접이라 하며, 용접선의 방향과 하중의 방향이 경사져 있는 것을 경사 필릿 용접이라 한다.
[2] 용접 절차 사양서에 따라 용접 전류를 설정한다.
1. 보호구를 착용한다.
(1) 아크 발생 전에 보호구를 착용한다. (2) 가죽 앞치마, 발 덮게, 팔 커버를 착용하고, 차광도, 10~11번의 차광 유리를 끼운 헬멧 또는 핸드 실드를 준비한다. (3) 아크 발생 중에 스패티나 고열, 강한 불 빛에 의해 피부 손상 등을 입을 수 있으므로 보호구를 착용한 후에 작업을 하도록 한다
2. 용접 전류를 조절한다.
가동 철심형 교류 아크 용접기는 ㅁ 자 형 고정 실심 사이에 기둥 철심이 많이 겹칠수록 전기 저항이 커지므로 전류가 감소가게 되며, 가동 철심이 고정 철심과 겹침이 적어질 수록 전류를 증가하게 만든다. 교류 아크 용접기의 가동 철심 부분과 용접 조절 핸들을 오른쪽(시계 방향) 으로 회전시키면 가동 철심이 앞으로 임직이면서 고정 철 심과의 겹침이 적어 짐에 따라 전류가 증가하게 된다. 이와는 반대로 외쪽(반시계 방향) 으로 회전시키면 가동 철심은 고정 철심의 안쪽으로 이동하면서 고정 철심과의 겹침이 증가하여 전류를 감소하게 된다.
3. 용접 전류를 측정한다.
(1) 배전반을 열고 1차 측 전원을 켠다. (2) 용접기의 2차 측 전원을 켠다. (3) 용접봉 1개를 홀더에 고정하고 페 모재에 단락 시켜 전류 값을 측정한다(교류 용접기). (4) 인버터식 직류 아크 용접기의 경우 단락을 시키지 않아도 전류가 표시되는 경우가 많으므로 조정 수위치를 돌려 작업에 필요한 값을 설정한다. (5) 교류 아크 용접기 중 전류 디지털 게이지가 없는 경우 클램프 미터(clamp mmeter) 전류계를 활용하여 작업에 필요한 값을 설정한다.
[3] 용접 절차 사양서에 따라 용접기의 작업 기준을 설정한다.
1. 용접 자세(position)
작성 중인 WPS에 적용하고자 하는 자세를 기재하는 나으로서 홈이음 용접자세(groove position)와 필릿 용접 자세(fillet position)로 크게 구분하고, 다시 용접할 재료에 따라서 plate, pipe로 구분한다. 수직 자세(3G 또는 3F)의 경우, 용접 진행 방향에 따라 UP(일에서부터 위로 진행) 및 DOWN(위에서부ㅜ터 아래로 진행)으로 구분하여 표기한다.
2. 예열(preheat).
(1) 예열 온도(preheat tamp).
빠른 냉각 속도에 의한 모재 및 용착금숙의 유해한 영향을 경감하기 위하여 용접작업 전에 보재의 조류와 두께에 따라 용접 이음부를 가령하는 것으로 최소 온도 값을 기재한다.
(2)층간 온도(inter-pass tamerature).
용접작업을 진행하는 동안 용접 입열에 의해 상승되는 모재의 온도로소 모재의 조직 또는 기계적 성질이 변화하지 않도록 최대 값을 규제해야 할 경우 그 최대 허용값을 기재한다.
(3) 예열 유지(maintenance).
후열 처리 전까지 예열 유지 또는 감소의 변화가 필요한 경우 기록을 하고, 가열 수단으로는 전기 저항선 또는 가스버너 등을 사한다.
3. 후열 처리(post-weld haet treatment).
용접작업 후 용접부의 잔류응력 제거, 연화 및 균열 방지 등을 위하여 용접 후 열처리(PWHT)를 하는 것으로 각 코드에 맞게 후열 처리 온도 및 시간을 기록한다.
수행 팁.
케이블 연결 시 메인 전원 수위치를 내린 후 3분위 시간이 흐른 뒤에 작업을 실시한다.
절연테이프 사용 시 손상에 대비하여 2회 이상 감아 준다.
직류(DC): 전류의 흐르는 방향이 항상 일정하게 흐르는 전원이다.
교류(AC): 전류가 시간에 따라서 흐르는 방향이 변화는 전원이다. 감사합니다.