소개
TIG는 불활성 가스 또는 불활성 가스 혼합물의 가스 차폐 아래 비소모성 텅스텐 전극 또는 텅스텐 합금으로 전기 아크 용접하는 과정입니다. 추가 재료(딥스틱이라고도 함, 아래 참조)를 사용할 수도 있고 사용하지 않을 수도 있습니다.
프로세스 작동 방식
TIG(또는 GTAW) 공정에 의한 용접은 비소모성 텅스텐 전극과 공작물 사이에 설정된 전기 아크로 금속을 가열 및 용융하여 금속을 접합하는 것입니다.용접 중 보호는 불활성 가스 또는 불활성 가스 혼합물로 이루어지며 공정 중에 이온화될 때 전류를 전달하는 기능도 있습니다.
용접은 용가재를 사용하거나 사용하지 않고 수행할 수 있습니다. 용가재로 만들 때 아크를 통해 전달되지 않고 아크에 의해 녹습니다. 전류를 전도하는 전극은 순수한 텅스텐 막대 또는 이 재료의 합금입니다(용가재 '막대'는 전극이 아니며 전류를 전달하지 않습니다).
가스는 공기를 제거하여 대기 중에 존재하는 질소와 산소에 의한 용융 금속 및 가열된 텅스텐 전극의 오염을 제거합니다. 스플래시와 연기가 거의 없습니다.
용접 층은 매끄럽고 균일하여 추가 마무리 작업이 거의 또는 전혀 필요하지 않습니다.
TIG 용접은 대부분의 금속 및 합금에 고품질 용접을 수행하는 데 사용할 수 있습니다. 드로스가 없고 모든 위치에서 공정을 사용할 수 있습니다. 이 공정은 수작업 공정 중 가장 느린 공정입니다.
속도는 느리지만(생산성이 낮음) 반대쪽 용접에 접근할 수 없을 때 용접을 뿌리 뽑는 데 자주 사용됩니다.
그것을 선호하는 것은 용접공이 용접을 조작하는 큰 힘을 가지고 있기 때문에 고품질 용접을 할 수 있기 때문입니다. 물론, TIG 공정은 취급의 자유도가 높기 때문에 결국 용접공의 뛰어난 기술과 교육을 요구하게 됩니다.
용접 장비
TIG 용접은 일반적으로 수동 프로세스이지만 기계화되고 자동화될 수도 있습니다. 기계화를 예시하기 위해, 예를 들어 TIG 공정("열선" 방법)을 사용하여 부식 방지 코팅(클래드)을 수행하는 것이 일반적입니다.필요한 장비:
- 가스 통로가 있는 전극 홀더와 보호 가스를 아크 주위로 향하게 하는 노즐, 토치(또는 건)라고 하는 텅스텐 전극을 포함하고 활성화하기 위한 클로 메커니즘.
- 차폐 가스 공급.
- 유량계 및 가스 감압기.
- 코팅된 전극과 동일한 볼트-암페어 특성을 갖는 전원.
- 고주파 소스.
- 건이 수냉식인 경우 냉각수 공급.
이들은 아크에 의해 생성되는 열의 양, 분포 및 제어에 영향을 미치며 또한 안정성 및 궁극적으로 일부 경금속 및 그 합금의 표면에서 내화성(내열성) 산화물을 제거하는 데 중요한 역할을 합니다.
TIG 용접에 사용되는 텅스텐 전극은 다양한 분류로 분류되며 이에 대한 요구 사항은 AWS A 5.12 표준에 나와 있으며 기본적으로 다음과 같습니다.
| • 한국동서발전 | 순수 텅스텐(99.5%) |
| • EWCe-2 | 1.8~2.2%의 CeO2를 포함하는 텅스텐; |
| • EWLa-1 | 0.9 ~ 1.2%의 La2O3를 포함하는 텅스텐; |
| • EWTh-1 | Th02가 0.8~1.2% 포함된 텅스텐; |
| • EWTh-2 | Th02가 1.7~2.2% 포함된 텅스텐; |
| • EWG | 일부 미확인 원소가 추가된 텅스텐(94.5%). |
소모품 – 용가재 및 가스
다양한 금속 및 합금을 TIG 용접 공정에서 용가재로 사용할 수 있습니다.필러 금속이 사용되는 경우 일반적으로 용접되는 금속과 유사합니다(우수 사례).
TIG 용접에 가장 일반적으로 사용되는 차폐 가스는 아르곤, 헬륨 또는 이 두 가스의 혼합물입니다. 아르곤은 몇 가지 장점이 있기 때문에 종종 헬륨보다 선호됩니다.
- 더 부드러운 아크 동작과 난기류 없음.
- 주어진 전류 및 아크 길이에 대한 최소 아크 전압.
- 알루미늄, 마그네슘 등의 재료를 교류로 용접할 때 세정력이 우수합니다.
- 비용이 적게 들고 가용성이 높아집니다.
- 우수한 보호를 위해 낮은 가스 흐름(평평한 위치에서).
- 교차 기류에 대한 더 나은 저항.
- 더 쉬운 아크 개시(낮은 이온화 전위로 인해).
그러나 헬륨의 밀도는 아르곤의 밀도보다 낮기 때문에 평평한 위치에서 용접할 때 보다 안정적인 아크와 용접 풀의 적절한 보호를 얻으려면 일반적으로 더 높은 가스 유량이 필요합니다.
고유량의 필요성과 헬륨의 높은 비용(아르곤과 관련하여)으로 인해 아르곤 가스는 결국 브라질에서 가장 많이 사용됩니다.
기능 및 용도
TIG 용접은 용접 풀(전기 아크)의 우수한 제어로 인해 얇은 두께에 매우 적합한 공정입니다. 이 공정은 용가재(보통 얇은 두께의 스테인리스강으로 제한됨)가 필요하지 않은 장소에 적용할 수 있습니다.이 프로세스는 또한 강철 및 금속 합금 시트 및 튜브의 두꺼운 벽을 결합할 수 있습니다. 철 및 비철 금속 용접에 모두 사용됩니다. 탄소강 및 스테인리스강 파이프라인의 루트 패스, 특히 중요한 애플리케이션을 위한 루트 패스는 종종 TIG 공정을 사용하여 용접됩니다.
TIG 용접은 초기 비용이 높고 생산성이 낮지만, 여러 종류의 금속, 두께 및 다른 공정에서는 불가능한 위치 용접이 가능하고 고품질 및 저항 용접을 얻을 수 있다는 점에서 이를 보완합니다.
TIG 용접을 사용하면 알루미늄, 마그네슘, 티타늄, 구리 및 스테인리스 강뿐만 아니라 용접하기 어려운 금속 및 탄소강과 같이 비교적 용접하기 쉬운 금속을 용접할 수 있습니다. 일부 금속은 용접 전류와 용접공의 기술에 따라 모든 위치에서 용접될 수 있습니다.
TIG 용접에 사용되는 전류는 교류 또는 직접일 수 있습니다. 직류를 사용하면 직접 또는 역 극성을 사용할 수 있습니다.
그러나 순방향 극성은 최소한의 전극 가열 및 최대 비금속 가열을 생성하기 때문에 더 작은 전극을 사용할 수 있으며 역극성 또는 교류로 얻은 것보다 훨씬 더 큰 침투 깊이를 달성할 수 있습니다.
낮은 침투가 필요한 경우 역 극성 또는 교류를 사용하여 모재의 가열을 최소화하는 상황을 선택해야 합니다.
알루미늄 용접에서 사용되는 전류는 교류이므로 일반적으로 장비에 내장된 고주파 장치가 필요합니다.
언급된 장점에도 불구하고 TIG 용접이 성공하려면 용접할 조인트의 탁월한 청소와 용접공의 광범위한 교육이 필요하다는 것을 기억하는 것이 중요합니다.
테이퍼가 용접 침투에 영향을 미치므로 염두에 두어야 할 한 가지 고려 사항은 텅스텐 전극 팁의 원뿔 각도입니다. 그러나, 이 준비는 직류 극성의 직류 용접에 대해서만 발생합니다.
전극 팁의 곡률이 감소하면(선단이 더 날카로워짐) 비드의 너비가 증가하고 침투가 감소하는 경향이 있습니다. 팁이 너무 날카로워지고 전류 밀도가 증가하고 이 팁의 팁은 전극의 융점보다 높은 온도에 도달할 수 있습니다. 이때 팁은 전극에서 분리되어 응고 후에 포함물을 구성하는 융합 풀의 일부를 형성하여 전극에서 분리됩니다. 용접 금속의 텅스텐(금속 개재물).
TIG 용접의 두께 범위(현재 유형, 전극 크기, 와이어 직경, 모재 및 선택한 가스에 따라 다름)는 0.1mm에서 50mm입니다.
두께가 5mm를 초과하는 경우 다중 패스 용접에서 온도 상승을 제어하기 위해 예방 조치를 취해야 합니다. 두께에 대해 나열된 동일한 요인에 따라 증착 속도는 0.2에서 1.3kg/h까지 다양할 수 있습니다.
조인트 준비 및 청소
TIG 용접을 위한 조인트 준비 및 청소에는 코팅된 전극 용접 등에 필요한 모든 주의가 필요합니다.- 모따기 및 가장자리 청소는 내부 및 외부 측면에서 10mm 밴드의 반짝이는 금속으로 이루어져야 합니다.
- 용접 루트를 부착할 때 부품의 다른 면에 불활성 가스를 사용하여 보호 장치를 사용해야 합니다. 관절의 뿌리에 주입되는 이 가스를 퍼지(Purge)라고 합니다. 탄소강의 경우 특수 소모품(예: 인코넬)을 사용하는 것을 제외하고는 조인트 내부로부터의 보호(퍼지)가 필요하지 않습니다.
프로세스로 인한 불연속성
슬래그의 포함을 제외하고 다른 용접 공정에 나열된 대부분의 불연속성은 TIG 용접에서 찾을 수 있습니다. 용접 검사관이 다음을 아는 것이 중요합니다.융합 부족
부적절한 용접 기술을 사용하면 발생할 수 있습니다. TIG 용접에서 아크 침투는 상대적으로 작습니다. 이러한 이유로 TIG 용접의 경우 공정에 적합한 조인트(또는 모따기)를 지정해야 합니다. 적합하다는 것은 더 큰 모따기 각도를 의미합니다.텅스텐 포함
텅스텐 전극과 용접 풀의 우발적인 접촉으로 인해 발생할 수 있습니다. 텅스텐 전극의 뜨거운 끝이 녹아서 한 방울의 텅스텐이 되어 용접 풀로 옮겨져 용접 풀에 텅스텐이 포함될 수 있습니다. 땜납. 이러한 포함이 허용되는지 여부는 실행 중인 서비스를 제어하는 코드에 따라 다릅니다.다공성
모재에 포함된 모따기나 불순물의 세척이 미흡하거나 가스 공급이 부족하여 발생할 수 있습니다.균열
TIG 용접에서는 일반적으로 고온 균열(엔지니어의 책임)로 인해 발생합니다. 사람들이 "균열을 만들기 위해" 하는 것은 용접할 탄소강에 약간의 구리를 넣는 것입니다. 용접 후 불순물(구리)이 있는 영역은 일반적으로 균열이 발생합니다.세로 방향의 균열은 고속으로 만들어진 퇴적물에서 발생할 수 있습니다.
분화구 균열
대부분의 경우 부적절한 용접 전류가 원인입니다. 수소에 의한 균열(냉간 균열)이 나타날 때 불활성 기체의 수분 때문입니다.개인 보호를 위한 조건
TIG 용접에서 방출되는 자외선의 양은 상당히 많습니다. 이러한 방사선에 직접 노출된 피부 부분은 빠르게 화상을 입으므로 예방 조치가 필요합니다. 눈 보호는 필수입니다.이러한 방사선의 또 다른 측면은 용매를 분해하여 매우 유독한 가스를 방출하는 능력입니다. 따라서 제한된 환경에서는 주변에 용매가 없도록 주의해야 합니다.
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