소개
MIG(또는 MAG)는 단선을 전극으로 사용하고 불활성 가스(MIG) 또는 활성 가스(MAG)를 가스 실드로 사용하는 가스 차폐 아래 소모성 전극으로 전기 아크 용접하는 과정입니다. 가스 금속 아크 용접(또는 GMAW)이라고도 합니다.
프로세스 작동 방식
MIG/MAG 용접은 연속적으로 공급되는 노출된 전극과 모재 사이에 설정된 전기 아크의 열을 사용하여 용접되는 조인트에서 전극 팁과 모재 표면을 융합합니다.아크와 용융된 용접 풀의 보호는 전적으로 외부에서 공급되는 가스에서 비롯되며 불활성, 활성 또는 이들의 혼합물일 수 있습니다. 따라서 가스에 따라 다음과 같은 프로세스를 가질 수 있습니다.
• MIG 공정(METAL INERT GAS): 불활성 가스 주입. 가스는 다음과 같을 수 있습니다.
- 아르곤
- 헬륨
• MAG(METAL ACTIVE GAS) 공정: 베이스 금속의 일부가 산화될 때 불활성 특성을 잃는 활성 가스 또는 가스 혼합물의 주입. 사용된 가스는 다음과 같습니다.
- 100% CO2
- CO2 + O2의 5~10%
- 아르곤 + 15~30% CO2
- 아르곤 + 5 ~ 15% O2
- 아르곤 + 25~30% N2
코팅 전극 용접 및 서브머지드 아크 용접 공정에서 생성되는 슬래그는 이러한 공정에서 플럭스를 사용하지 않기 때문에 MIG/MAG 용접 공정에서 형성되지 않습니다. 그러나 실리카의 유리막(유리처럼 보이는)은 슬래그로 처리되어야 하는 높은 실리콘 전극에서 형성됩니다.
아래 그림은 MIG/MAG 용접 프로세스가 어떻게 작동하는지 보여줍니다.
- 코팅된 전극 용접보다 높은 증착율.
- 용접으로 인한 가스 및 연기가 적습니다.
- 높은 다양성.
- 큰 적용 능력.
- 다양한 두께와 재료를 용접합니다.
반자동 공정에서 전극은 토치(또는 권총)를 통해 자동으로 공급됩니다. 용접기는 토치와 부품 사이의 기울기와 거리, 아크의 이동 속도 및 처리를 제어합니다.
MIG/MAG 용접 공정은 표면 코팅 적용에도 사용할 수 있습니다.
용접 장비
기본 MIG/MAG 용접 장비는 용접 건(토치로 더 잘 알려져 있음), 용접 전원, 차폐 가스 실린더 및 와이어 구동 시스템과 같은 요소로 구성됩니다.다음 그림은 MIG/MAG 용접 공정에 필요한 기본 장비를 보여줍니다.
토치에는 용접 전류를 전극으로 전달하는 접촉 튜브와 차폐 가스를 아크 및 용접 풀 부근으로 향하게 하는 가스 노즐이 있습니다. 와이어 피더는 소형 직류 모터와 구동 휠로 구성됩니다.
차폐 가스의 흐름은 유량계와 감압 조절기에 의해 조절됩니다. 이를 통해 사전 설정된 유속으로 건의 노즐에 가스를 일정하게 공급할 수 있습니다.
대부분의 MIG/MAG 용접 응용 분야에는 역 극성(DC+, 양극에 연결된 전극)의 직류 전원이 필요합니다. 이 상황에서 보다 안정적인 아크, 안정적인 전달, 낮은 스패터 및 우수한 용접 비드 특성을 갖게 됩니다.
직접 극성의 직류는 자주 사용되지 않으며 이 과정에서 최근까지 교류가 사용되지 않았다. 오늘날 교류로 알루미늄을 용접할 가능성이 이미 있습니다.
용가재 이송의 유형
MIG/MAG 용접과 같이 소모성 전극을 사용한 용접에서는 와이어 팁의 용융 금속을 용접 풀로 옮겨야 합니다. 주요 영향 요인은 다음과 같습니다.- 전류의 강도 및 유형.
- 아크 전압.
- 전류 밀도.
- 전극선의 성질.
- 스틱 아웃 전극 확장.
- 차폐 가스.
- 전원 특성.
구형
전극의 게이지(직경)에 비해 낮은 전류에서 발생합니다. 금속은 전극보다 직경이 더 큰 구형으로 전극에서 공작물로 이동합니다. 구체는 많은 방향 없이 웅덩이로 이동하며 튀는 모양이 매우 분명합니다.스프레이 이송으로
고전류에서 발생합니다. 용융된 용가재는 미세한 방울로 아크를 통해 전달됩니다. 스프레이 전송으로 증착 속도는 최대 10kg/h에 도달할 수 있습니다. 그러나 이 증착 속도는 위치 지정 방법을 제한합니다.단락 전송으로
핵융합은 구형으로 시작하고 방울은 용융 풀에 닿을 때까지 크기가 증가하여 단락을 생성하고 아크를 소멸시킵니다. 특정 힘의 작용으로 드롭이 부품으로 전달됩니다. 이 공정은 모든 위치에서 용접을 허용하고 상대적으로 낮은 에너지 공정으로 더 두꺼운 두께에 대한 사용을 제한합니다.
맥동 아크 용접으로
낮은 전류 아크를 배경 요소로 유지하고 이 낮은 전류에 높은 전류 펄스를 주입합니다. 용가재의 이동은 이러한 펄스 동안 액적 제트에 의해 이루어집니다. 이러한 용접전류의 특성으로 인해 용접에너지가 낮아져 직경이 큰 와이어를 사용하여 수직자세에서 용접이 가능합니다.
단점은 펄스를 제어하기 위해 특정 용접기가 필요하다는 것입니다. 또 다른 단점은 낮은 전류 수준이 융합 결함의 부족으로 이어진다고 믿어지기 때문에 뿌리를 만드는 것입니다.
대부분의 스프레이 MIG/MAG 용접은 평평한 위치에서 수행됩니다. 펄스 아크 및 단락 회로 전송 MIG/MAG 용접은 모든 위치에서 용접에 적합합니다. 오버헤드 위치에서 용접할 때 단락 전달 방식과 함께 작은 직경의 전극이 사용됩니다. 스프레이 전송은 펄스 직류와 함께 사용할 수 있습니다.
단락 모드는 그 편리함을 위해 널리 사용되어 왔지만 발생하는 열 입력이 낮아 단점이 있습니다. 이 작은 열은 융합 부족을 일으킬 수 있으며 그 때문에 일부 회사에서는 제한하고 있습니다.
소모품의 종류와 기능 – 가스 및 전극
MIG/MAG 용접에서 가스를 차폐하는 주요 목적은 용접부를 대기 오염으로부터 보호하는 것입니다. 차폐 가스는 또한 전달 유형, 침투 깊이 및 비드 모양에 영향을 줍니다.아르곤과 헬륨은 대부분의 철 금속을 용접하는 데 사용되는 차폐 가스입니다. CO2는 저탄소강(이전에는 "연강"이라고 함) 용접에 널리 사용됩니다. 차폐 가스를 선택할 때 명심해야 할 가장 중요한 요소는 가스 밀도가 높을수록 아크 보호가 더 효과적이라는 것입니다.
MIG/MAG 용접용 전극은 베어 전극을 사용하는 다른 용접 공정의 전극과 구성이 유사하거나 동일하며 MAG 용접의 경우 특정 비율로 실리콘 및 망간과 같은 탈산 요소를 포함합니다.
명확히 하자면, 탈산 요소는 용융 풀에서 산소를 빼내거나 덜 해로운 것으로 바꾸는 요소입니다. 웅덩이에 산소를 그대로 두면 기공(또는 다공성)의 형태로 응고된 후 용접부에 갇히게 됩니다.
일반적으로 전극과 비금속 조성은 가능한 한 유사해야 하며, 특히 MAG 공정의 경우 탈산 원소의 추가를 고려해야 합니다(연결 세척이 MAG 공정만큼 주의하지 않기 때문에).
MAG 과정에서 활성 대기의 거동
활성 분위기는 활성 차폐 가스의 주입, 즉 용접 중에 금속을 산화시킬 수 있는 것을 의미합니다. 관련된 현상에 대한 추론을 용이하게 하기 위해 이산화탄소(CO2) 주입을 예로 들어 보겠습니다.
FeO + C -> 철 + 일산화탄소
일산화탄소(CO)가 용접 풀을 떠날 시간이 없어 용접 금속에 기공이나 다공성이 발생할 수 있습니다.
망간과 같은 탈산 원소를 첨가하여 문제를 해결합니다. 망간은 산화철과 반응하여 산화망간을 생성하며, 이는 기체가 아니라 슬래그(FeO + Mn -+ MnO)로 이동합니다.
그러나 망간은 형성된 FeO와 양립할 수 있는 양으로 첨가되어야 합니다. 과량의 Mn은 그것의 일부가 용접에 결합되도록 하여 용접 금속의 경도를 높여 균열의 가능성을 높입니다. 따라서 요약하면 다음과 같은 반응이 발생합니다.
• 활동적인 분위기에서:
CO2> CO + ½ O2
Fe + ½ O2> Fe2O
• 액체/고체 변형 시:
FeO + C> 철 + 일산화탄소
• 탈산 성분 추가 시:
Fe2O + Mn> Fe + MnO (MnO는 슬래그로 이동)
이론상 GMAW는 슬래그를 생성하지 않지만 실제로는 유리 슬래그를 형성할 수 있습니다(위에서 볼 수 있음). 또 다른 가능성은 MnO가 포함물로 용접부에 남아 있다는 것입니다.
활성 분위기에서의 용접(MAG 공정 및 활성 분위기의 기타 모든 용접)에서 다음 세부 사항에 항상 주의하는 것이 편리합니다.
- 응고 속도가 증가함에 따라 기공 및 다공성의 가능성이 커집니다.
- 산화는 모공과 다공성을 유발할 수 있습니다. 과도한 탈산은 용접의 기계적 인장 강도를 증가시켜 경화성을 증가시킵니다(열처리에 의한 경화). 균열의 위험이 더 커질 것입니다.
기능 및 용도
MIG/MAG 용접 공정은 적절한 용접 절차로 고품질 용접을 생성합니다.플럭스를 사용하지 않아 코팅된 전극이나 서브머지드 아크 공정과 유사한 슬래그의 혼입 가능성이 적으며, 반면에 인터패스 세척을 하지 않을 경우 공정 특성인 유리질 슬래그의 혼입이 발생할 수 있음 제대로. 땜납의 수소는 거의 존재하지 않습니다.
MIG/MAG 용접은 전극과 사용되는 가스에 따라 모든 위치 용접 프로세스입니다. 대부분의 금속을 용접할 수 있으며 표면 코팅의 증착에도 사용할 수 있습니다.
단락 회로 전송으로 0.5mm 이상의 두께를 용접할 수 있습니다. 증착 속도는 전극, 전달 모드 및 사용된 가스에 따라 15kg/h에 도달할 수 있습니다.
프로세스로 인한 불연속성
MIG/MAG 용접에서 다음과 같은 불연속성이 발생할 수 있습니다.융합 부족
단락 전달이 있는 MIG/MAG 용접에서 발생할 수 있습니다. 낮은 전류를 사용할 때 스프레이 전달 또는 축 방향 스프레이에서도 발생합니다.침투 부족
단락 전달에서 발생 가능성이 더 높습니다(낮은 열 입력으로 인해).슬래그 포함
모재 자체에 포함된 산소 또는 불충분한 보호 조건에서 용접하는 동안 포획된 산소는 용접 풀에서 산화물을 형성합니다. 대부분의 경우 이러한 산화물은 용접 풀에 떠 있지만 용접 금속 아래에 갇혀 슬래그 포함을 일으킬 수 있습니다.파편, 굴곡, 이중 적층 및 층간 균열
그들은 높은 수준의 제한으로 표면에 나타나거나 용접부에 나타날 수 있습니다.언더컷 (물린 것과 유사)
그들이 할 때, 그것은 용접공의 무능력 때문입니다.다공성
우리가 이미 보았듯이 기공과 다공성은 MIG/MAG 용접에서 용접부에 갇힌 가스로 인해 발생하며 다음 메커니즘이 확인되었습니다. 특정 기술 요구 사항을 준수하지 않고 주입된 차폐 가스는 산소와 질소.대기의 산소와 질소는 용접 풀에 용해되어 용접 금속에 기공과 다공성을 일으킬 수 있습니다.
겹침
단락 전송으로 발생할 수 있습니다.균열
부적절한 용가재를 사용하는 등 잘못된 기술로 용접할 경우 균열이 발생할 수 있습니다. 부적절하다는 것은 소모품의 선택 또는 사양(엔지니어 책임)을 의미합니다.개인 보호를 위한 조건
MIG/MAG 용접에서 자외선 방출이 높습니다. 또한 금속 돌출부의 문제도 있습니다. 용접기는 장갑, 작업복, 보안경 등과 같은 기존의 안전 장비를 착용해야 합니다.밀폐된 공간에서 용접할 때 강제 환기의 필요성과 자외선의 작용에 의해 유독 가스로 분해될 수 있는 용제가 들어 있는 용기를 지역에서 제거하는 것을 잊지 않습니다.
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