소개
일렉트로슬래그 용접은 아크가 용접 프로세스를 시작하는 데만 사용되기 때문에 아크 프로세스가 아닙니다. ESW는 Electro Slag Welding의 약자입니다.
일렉트로슬래그 용접에서는 용융 슬래그(약 1700°C의 온도)가 용가재와 모재를 녹입니다. 형성된 슬래그 수조는 용융 풀을 겹쳐서 용접 중에 보호합니다.
이 과정은 전극과 관절 바닥에 위치한 부속기 사이의 전기 아크를 여는 것으로 시작됩니다. 거친 플럭스가 추가되고 아크의 열에 의해 녹습니다. 슬래그 층이 형성되면 모든 아크 작용이 멈추고 용접 전류는 전기 도관을 통해 슬래그를 통해 전극에서 모재로 흐릅니다.
ESW 프로세스 작동 방식
용접 전류의 통과에 대한 용융 슬래그의 저항은 용접에 필요한 열(줄 효과)을 생성하기에 충분하며, 이는 전극과 경사면을 용융시키기에 충분합니다. 용융 전극(및 가이드 튜브가 사용되는 경우)과 용융 모재는 용융 슬래그 수조 아래에서 용접부를 형성합니다. 다음 그림은 이 과정을 개략적으로 보여줍니다.
용접 장비
일렉트로슬래그 용접에 사용되는 장비는 다음 구성요소로 구성됩니다.- 전원.
- 아라메 피더 및 오실레이터
- 가이드 튜브 및 전극
- 디스플레이서(가이드가 소모품이 아닌 경우)
- 리테이닝 슈(마운팅 슈)
- 제어 시스템.
- 케이블 및 전기 연결
- 절연체
일렉트로슬래그 용접 공정의 전원은 450~1000A 범위에서 작동하는 정전압 변압기/정류기 유형입니다. 이들은 서브머지드 아크 용접 공정에서 사용되는 것과 유사합니다. 전원의 최소 개방 회로 전압은 60V여야 합니다. 각 전극에 별도의 전원이 필요합니다.
아래 그림은 일반적인 일렉트로슬래그 용접 설비를 개략적으로 보여줍니다.
용접 전류와 전극 이송 속도는 서로에 따라 다르기 때문에 하나의 변수로 취급할 수 있습니다. 전극 이송 속도가 증가하면 용접 전류 및 증착 속도도 증가합니다. 용접 전류가 증가함에 따라 용접 풀의 깊이도 증가합니다.
용접 전압은 고려해야 할 또 다른 변수입니다. 응력은 모재의 융해 깊이와 공정의 작동 안정성에 큰 영향을 미칩니다.
응력을 높이면 융착 깊이와 용접 풀의 너비가 증가하고 폼 팩터(너비/깊이 비율)도 증가하므로 결과적으로 균열 가능성이 낮아집니다.
전압이 낮으면 전극과 용접 풀 사이에 단락이 발생할 수 있습니다. 전압이 너무 높으면 용융 슬래그 위에 용접 스패터 또는 아크가 발생할 수 있습니다.
소모품의 종류와 기능 – 전극과 플럭스
충전재는 기본 재료와 화학적 조성이 유사해야 합니다. 최종적으로는 특성이 다른 첨가재를 사용할 수 있지만, 열처리가 필요한 경우 모재와 주조재 사이의 적정성이 보장되기 때문에 화학적 조성이 상용성이 있는 것이 바람직하다.일렉트로슬래그 용접에 사용되는 소모품은 플럭스가 첨가된 단선과 합금원소가 첨가된 관형 와이어입니다.
스트림의 구성은 프로세스의 원활한 작동을 결정하므로 중요합니다. 플럭스는 실리콘, 망간, 티타늄, 칼슘, 마그네슘 및 알루미늄의 복합 산화물과 같은 다양한 재료로 만들 수 있습니다. 솔더에 필요한 특수 특성은 플럭스의 조성을 변경하거나 변경하여 달성됩니다.
흐름의 일반적인 기능은 다음과 같습니다.
- 용접 전류의 전도.
- 열을 공급하여 전극과 모재를 녹입니다.
- 안정적인 작동이 가능합니다.
- 대기로부터 용융 금속 보호.
기능 및 용도
일렉트로슬래그 용접 공정은 적용이 제한적이며 탄소, 저합금, 고강도, 중간 탄소 및 일부 스테인리스강의 중간 두께의 수직 용접을 만드는 데 사용됩니다. 이 공정은 200mm 이상의 두께에 가장 잘 적용되며, 최대 두께의 경우 사실상 제한이 없습니다. 수동 기술은 필요하지 않지만 장비를 작동하려면 기술 지식이 필요합니다.일렉트로슬래그 용접 공정은 주로 높은 증착율로 인해 많은 응용 분야가 있어 공정을 경제적으로 실행할 수 있습니다. 일렉트로슬래그 공정 사용의 장점 중 다음을 언급할 수 있습니다.
- 비파괴 테스트와 관련하여 높은 증착 속도와 우수한 용접 품질로 인해 이 프로세스는 중장비, 압력 용기, 선박 및 대형 주물과 같은 수많은 산업 응용 분야에서 발견되는 두꺼운 섹션에 적합합니다.
- 약간의 조정 및 접합 준비가 필요합니다(일반적으로 모따기가 없는 접합).
- 한 번의 조정으로 두꺼운 재료를 한 번에 용접합니다.
- 최소한의 재료 취급으로 기계화 된 프로세스입니다. 프로세스가 시작되면 계속 완료됩니다.
- 최소한의 납땜 시간이 필요하고 최소한의 왜곡이 있습니다.
- 눈에 보이는 용접 아크와 아크 플래시가 없습니다.
이렇게 얻은 용접부의 취약성은 수정되어야 하는 용접 후 열처리(정규화)가 필요합니다. 물론 이것은 엔지니어가 용접 절차를 테스트하고 자격을 부여한 후 이러한 필요성을 평가해야 하기 때문에 일반화입니다.
프로세스로 인한 불연속성
적절한 작동 조건에서 일렉트로슬래그 용접 공정으로 만들어진 용접은 고품질이며 불연속성이 없습니다. 그러나 적절한 용접 절차를 따르지 않으면 불연속성이 나타날 수 있습니다.용접 검사자는 이 프로세스로 인해 발생할 수 있는 몇 가지 불연속성을 알고 있어야 합니다.
융합 부족
전극 진동에 의해 열이 분산되는 후판 용접은 중앙이나 슈 근처에서 융합이 부족할 수 있습니다.신발의 냉각 효과는 베이스 금속이 신발이 놓여 있는 표면 가까이에서 녹는 것을 방지할 수 있습니다.
결과 표시는 물린 것과 비슷합니다.
또한 필요한 온도보다 낮은 온도에서 용접 시작 시 발생할 수 있습니다.
포함
흔하지는 않지만 발생할 수 있습니다. 와이어 공급 장치에 의해 와이어 조각이 웅덩이에 너무 빨리 도입되어 녹지 않는 경우입니다.봉과 전극관 가이드 끝단과 같은 용접 장비의 일부도 용융 구역에서 발견되었습니다.
슬래그 포함
용접이 거의 중단되었다가 다시 시작되는 경우 발생할 수 있습니다. 용접 공정에는 약 1700°C로 가열된 슬래그 풀이 필요합니다. 부적절한 용접 재시작은 금속을 완벽하게 융합하지 않아 용접 슬래그를 유발할 수 있습니다.겹침
슈가 플레이트에 잘 맞지 않아 용융 물질이 누출되는 경우 발생할 수 있습니다.다공성
발생시 거칠고 벌레모양이며, 리테이닝 슈와 용접부 사이의 씰로 사용되는 젖은 석면 조각, 오염되거나 젖은 플럭스, 전극, 가이드 튜브 또는 시작하는 재료에 의해 발생할 수 있습니다. 습식 용접.특수 균열
맞대기 접합의 일렉트로슬래그 용접에서는 모재 판 두께 방향으로 응력이 기록되지 않기 때문에 관찰되지 않았습니다.균열
일렉트로슬래그 용접에서는 냉간 균열이 발견되지 않습니다. 이는 공정 고유의 조인트 가열 및 냉각 과정이 느리기 때문입니다. 고온 균열은 용접 조인트의 거친 입자로 인해 특히 제한도가 높은 용접의 경우 일렉트로슬래그 용접에서 일반적입니다. 이 균열은 결정립계를 따라 전파됩니다.라미네이션
일렉트로슬래그 용접에 큰 불편을 주지는 않습니다. 용융 슬래그는 이중 적층에 존재하는 모든 개재물을 끌어내고 용접을 따라 이중 적층을 밀봉합니다. 유사하게, 칩과 굽힘은 일렉트로슬래그 용접에 의해 흡수됩니다.용접에 대해 알아보기
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