차폐 금속 아크 용접(SMAW)이란 무엇입니까? 👨‍🏭

소개

코팅 전극 아크 용접은 코팅 전극의 팁과 용접되는 접합부의 모재 표면 사이에 형성된 전기 아크로 금속을 가열 및 용융하여 금속 사이의 유착을 생성하는 공정입니다.

프로세스 작동 방식

전극의 용융 금속은 전기 아크를 통해 모재의 용융 풀로 전달되어 용접 금속을 형성합니다.

전극 코팅과 모재 금속 불순물로부터 형성되는 액체 금속보다 밀도가 낮은 액체 슬래그는 대기 오염으로부터 용융 풀을 보호합니다.

일단 응고되면 이 슬래그는 이미 응고된 용접 금속의 냉각 속도를 제어합니다. 용가재는 전극(와이어)의 금속 코어와 일부 경우에 철 분말과 합금 원소로 구성된 코팅에서 나옵니다.

스틱 용접은 장비의 단순성, 용접 품질, 장비 및 소모품의 저렴한 비용으로 인해 우리가 이야기할 모든 용접 공정 중에서 가장 많이 사용되는 용접 공정 중 하나입니다.

유연성이 뛰어나고 광범위한 두께에 걸쳐 대부분의 금속을 용접합니다. 최근에는 생산성 저하로 인해 다른 공정에 밀려나고 있습니다(예를 들어 FCAW보다 이 공정에서 용접을 완료하는 데 시간이 더 오래 걸립니다).

이 프로세스를 사용한 용접은 거의 모든 곳에서 극한 조건에서 수행할 수 있습니다. 코팅된 전극 용접은 산업 제조, 건물, 조선, 자동차, 트럭, 수문 및 기타 용접 어셈블리의 금속 구조에 광범위하게 사용됩니다.

이 공정의 가장 큰 단점은 낮은 생산성이며, 이는 주로 전극을 교체해야 하기 때문입니다.

장점과 단점

장점	단점
다양한 두께의 재료와 모든 작업 위치에 적용할 수 있으므로 다용도 프로세스입니다.	그것은 용접공의 기술에 따라 수동 프로세스이며, 이는 용접 전류와 같은 용접 매개변수의 제어가 덜 함을 의미합니다.
필요한 장비는 비교적 저렴합니다.
그 용도는 공장 내부와 현장 모두에 표시됩니다.	다른 공정에 비해 증착율이 낮고 용접기 점유율(총 용접 시간에서 아크가 열린 시간)이 약 40%로 낮아 생산성이 낮습니다.
현재 해군, 철도, 자동차, 금속 가공 및 건설 산업에서 사용됩니다.
탄소강, 저합금강, 스테인리스강, 주철, 알루미늄, 구리, 니켈 등의 용접에 널리 사용됩니다.
Pb, Sn, Zn과 같은 저융점 금속과 Ti, Zr과 같은 내화성 금속 또는 반응성이 매우 높은 금속은 코팅된 전극으로 용접할 수 없습니다.	공정 중에 많은 양의 가스와 흄을 생성합니다.

용접 장비

장비는 아래 그림과 같이 전원, 연결 케이블, 전극 홀더, 클램프(접지 커넥터), 전극으로 구성됩니다.

전원

전원은 직류(발전기 또는 정류기) 또는 교류(변압기)일 수 있습니다.

직류 소스는 다음과 같습니다.

1 – 건설 현장 작업에 일반적으로 사용되는 발전기, 특히 적절한 전기 공급을 사용할 수 없는 경우.
2 - 더 조용한 작동과 함께 더 낮은 운영 및 유지 관리 비용으로 인해 발전기와 관련하여 유리한 변압기-정류기.

직류의 경우 극성은 서비스에서 요구하는 대로 선택해야 합니다.

a) 직류 - 직접 극성(DC-), 전극은 기계의 음극에 연결되며 증착 속도가 낮고 침투 깊이가 더 깊습니다.
b) 직류 – 역 극성(DC+), 양극 및 음극. 이 구성으로 낮은 침투율과 높은 전극 용융 속도를 얻을 수 있습니다.
c) 교류(AC) – 전류의 각 반전에 따라 극성이 번갈아 나타납니다. 이러한 유형의 구성을 사용하면 비드 형상이 CC+ 및 CC-에서 얻은 것의 중간이 됩니다.

팁: 직류 기호는 항상 전극이 연결된 위치를 나타냅니다. 일부는 심지어 그것을 양극 또는 음극이라고 부르는 것을 선호합니다.

용접 케이블

전극 홀더와 클램프를 전원에 연결하는 데 사용됩니다. 쉽게 다룰 수 있도록 유연해야 합니다. 이들은 납땜 회로의 일부이며 함께 감겨 있고 절연 및 유연한 코팅으로 보호되는 여러 구리 와이어로 구성됩니다. 케이블은 꼬이지 않고 꼬이지 않은 상태로 유지해야 합니다.

전극 홀더

전극 홀더는 전극을 고정하고 에너지를 공급하는 데 사용됩니다. 감전의 위험을 최소화하려면 케이블을 올바르게 고정하고 절연하는 것이 중요합니다. 용접 중에 느슨해질 수 있는 과열 및 전극 고정 불량 문제를 피하기 위해 발톱은 항상 양호한 상태여야 합니다.

클램프(접지 커넥터)

접지선을 용접할 부분에 연결하는 장치입니다.

소모품 – 전극

코팅된 전극은 다음으로 구성됩니다.

• 전극('영혼')
• 코팅

전극은 아크를 형성하고 용접용 용가재를 공급합니다.

전극 코팅은 용접 과정에서 다음과 같은 기능을 합니다: 전기적, 물리적 및 야금학적 기능.

전기적 절연 및 이온화 기능

a) 절연 – 측면 아크 개구부를 피하여 전극 코어를 절연하여 아크를 관심 있는 장소로 향하게 합니다. 예를 들어 접근하기 어려운 좁은 모따기를 용접할 때 원하지 않는 위치에 아크가 형성되는 것을 방지합니다.
b) 이온화 – 코팅에는 아크 분위기를 이온화하는 Na 및 K 실리케이트가 포함되어 있습니다. 이것은 전류의 통과를 촉진하여 안정적인 전기 아크를 생성합니다.

물리적 및 기계적 기능

a) 대기 중 수소의 작용에 대한 금속 방울에 대한 보호 대기 형성을 위한 가스를 제공합니다.
b) 코팅은 녹은 다음 용접 비드에서 응고되어 비금속 재료의 슬래그를 형성하고 용접이 냉각되는 동안 정상 대기에 의한 산화로부터 용접 비드를 보호합니다.
c) 냉각 속도를 제어하고 비드 마감에 기여합니다.

야금 목적

a) 합금 원소를 용접 금속에 도입하여 용접 특성을 변경합니다. 불순물의 슬래깅, 탈산 등을 목적으로 다른 화학원소도 첨가(ex: Mn, Si)

코팅된 전극은 AWS(American Welding Society) 사양에 따라 분류됩니다. 코팅된 전극의 상용 사양은 AWS A5 시리즈(예: AWS A5.1)의 AWS 사양에서 확인할 수 있습니다.

기능 및 용도

용접 검사자는 코팅된 전극 용접 공정에 고려해야 할 많은 변수가 있음을 기억하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 산업용 용접에서 볼 수 있는 다양한 조인트 구성과 다양한 모재 및 용가재 조합에 사용할 수 있습니다.

때때로 특정 용접에 여러 유형의 전극이 사용됩니다. 용접 검사관은 작업에 사용되는 소모품 사양에 대한 심층 지식이 있어야 용접 품질에 어떤 변수가 영향을 미치는지 알 수 있습니다.

코팅된 전극 용접 공정은 모든 위치에서 용접하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 대부분의 강철과 일부 비철금속을 용접하고 특정 특성이나 치수를 얻기 위해 용가재를 증착하는 데 사용할 수 있습니다.
가열 또는 변형 제어 요구 사항 및 용도에 따라 2mm에서 200mm 범위의 모재를 용접할 수 있는 기능이 있습니다.

작동 중 용접 에너지(열 입력)의 제어는 담금질 및 템퍼링된 강, 스테인리스강 및 몰리브덴을 함유한 저합금강과 같은 일부 재료에서 관련 요소이며 저온 응용 분야에서도 매우 중요합니다.

필요한 경우 용접 작업 중 용접 에너지의 부적절한 제어는 균열 또는 스테인리스강의 내식성 손실 또는 에너지 흡수 능력의 저하와 같은 1차 모재의 손실을 쉽게 유발할 수 있습니다.

이 공정의 증착율은 다른 연속 공급 공정에 비해 작다. 증착 속도는 1에서 5kg/h까지 다양하며 선택한 전극에 따라 다릅니다.

모든 용접 조작이 용접공에 의해 수행되기 때문에 코팅된 전극 용접 공정의 성공은 용접공의 기술과 기술에 크게 좌우됩니다. 용접공이 제어할 수 있어야 하는 네 가지 항목이 있습니다.

• 아크의 길이(코팅된 전극 직경의 0.5에서 1.1 사이에서 다양함). 평신도 용어로 전극 팁에서 부품까지의 거리를 고려할 수 있습니다.
• 전극 변위 및 작동 각도.
• 전극 변위 속도.
• 패스 증착 기술(좁거나 스윙 패스).
• 전류.

조인트 준비 및 청소

용접할 부품은 가장자리의 각 측면에서 최소 20mm의 스트립에 기름, 그리스, 녹, 페인트, 액체를 관통하여 검사한 잔류물, 모래 및 가스 예열로 인한 그을음이 없어야 하며 자기가 없어야 합니다.

각 패스 후에 생성된 슬래그를 제거해야 합니다. 부분적인 슬래그 제거는 산화물 개재물이 있는 용접 비드를 생성하여 용접 조인트의 기계적 특성을 손상시킵니다. 패스 사이의 청소 부족은 유명한 "슬래그 포함" 결함을 생성합니다.

용접 강재의 일반적인 매개변수

아래 표는 Type 7018 코팅 전극의 직경별 일반적인 매개변수의 예를 보여줍니다. 7018 전극은 책임있는 작업에서 가장 일반적으로 사용되지만 가장 경제적이고 생산적인 전극 및 사용할 매개 변수에 대해서는 용접 전문가에게 문의하십시오. 당신의 일.

프로세스로 인한 불연속성

클래드 전극 아크 용접으로 얻은 용접은 거의 모든 유형의 불연속성을 포함할 수 있습니다. 다음은 이 프로세스를 사용할 때 발생할 수 있는 보다 일반적인 불연속성 중 일부입니다.

다공성

일반적으로 잘못된 기술(긴 아크 길이 또는 높은 용접 속도)의 사용, 적절한 세척 없이 모재를 사용하거나 젖은 전극으로 인해 발생합니다.

클러스터링된 다공성은 아치의 열림과 닫힘에서 때때로 발생합니다. 용접 작업을 시작한 직후 작은 역방향 패스를 사용하는 용접 기술을 사용하면 용접기가 패스 시작 부분의 영역을 재용융하여 가스를 방출하여 이러한 유형의 불연속성을 피할 수 있습니다. Vermiform 다공성은 일반적으로 젖은 전극의 사용으로 인해 발생합니다.

포함

전극의 부적절한 취급과 통과 간 청소 불량으로 인해 발생합니다. 용접할 조인트에 대한 접근 측면에서 설계가 부적절하거나 작은 베벨 각도로도 예측 가능한 문제입니다.

융합 부족

부적절한 용접 기술의 결과: 빠른 용접, 부적절한 접합 또는 재료 준비, 너무 낮은 전류.

침투 부족

부적절한 용접 기술의 결과; 빠른 납땜, 부적절한 접합 또는 재료 준비, 너무 낮은 전류 및 너무 큰 전극 직경.

오목 및 겹침

이는 용접공의 실수(엉성함) 때문입니다.

인후의 균열 및 뿌리의 균열

그들이 나타날 때 그들은 용접 기술의 변경이나 재료의 변경을 피하기 위해 요구합니다.

층간 균열

이 불연속성은 용접기 결함으로 특징지어지지 않습니다. 용접 수축에 의해 발생하는 높은 장력을 지지하지 않는 모재가 두께 방향으로 압연 방향과 평행한 면에 위치한 계단 형태의 균열이 발생할 때 발생합니다.

참고로 일부 엔지니어는 이러한 유형의 균열에 대한 이 재료의 내성을 평가하기 위해 "Z" 인장 테스트를 지정합니다.

가장자리의 균열 및 비드 아래의 균열

이것은 냉간 균열로 인한 균열입니다. 용접 후 일정 시간이 지난 후 발생하므로 용접 직후 수행되는 검사에서는 감지되지 않을 수 있습니다. 일반적으로 수소가 땜납에 갇혀 있는 동안 발생합니다.

수소 공급원의 예로 높은 공기 습도, 젖은 전극, 더러운 표면을 언급할 수 있습니다.

깨지기 쉬운 미세 구조 및 충분히 높은 수준의 잔류 응력과 결합된 이 수소는 이러한 유형의 균열이 나타나는 데 기여합니다.

언더컷 (물린 것과 유사)

높은 암페어(전류), 매우 뜨거운 부분.

환경 및 개인 보호 조건

용접할 조인트가 적절하게 보호되지 않는 한, 비와 바람이 있는 곳에서 용접을 수행해서는 안 됩니다.

전기 아크는 돌출부 및 유해 가스 외에도 가시광선 및 자외선을 방출합니다. 이러한 이유로 용접공은 필터, 장갑, 보호복, 안전유리 등을 사용하여 적절히 보호하고 통풍이 잘 되는 곳에서 용접해야 합니다.

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