가스용접의 불꽃, 용접봉 및 용제
산소 아세틸렌 염(flame)
◐ 불꽃의 구성
그림 3-24 산소 아세틸렌 불꽃의 구성
- ① 부분은 토치 팁에서 나온 혼합가스가 연소 화합되어
: 백심 (환원성 백색불꽃)
- ② 부분은 일산화탄소와 수소가 공기중의 산소와 결합하여 고열 발생. 완전 연소하려면 산소가 부족하므로 약간 환원성을 띤다.
☞ 용접부의 산화방지 (속불꽃)
- ③ 부분은 가스가 공기중의 산소와 결합하여 거의 완전연소 (겉불꽃)
,
◐ 산소 아세틸렌 염의 형태
1) 산화염 : 산소 과잉 시 발생
- 산소/아세틸렌=1.15～1.7 / 1
- 금속이 산화되므로, 황동, 청동의 용접, 고온용접에 적합
- 백심이 짧고, 속불꽃이 없으나 불꽃 온도는 가장 높음
- 용착금속의 산화 및 탈탄 발생
2) 환원염(탄화염) : 아세틸렌 가스 과잉 시 발생
- 산소/아세틸렌=0.05～0.95 / 1
- 아세틸렌 분해로 생긴 활성탄소가 금속 표면에서 침탄작용
- 산화작용이 없으므로 산화를 방지해야 하는 금속의 용접에 사용
예) 스테인리스강, 알루미늄, 모넬메탈(65～70 Ni, 26～30 Cu)
- 백심과 속불꽃이 함께 길게 됨
3) 중성염(표준염)
- 산소/아세틸렌=1.04～1.14 / 1
- 보통 용접에 사용
- 용접금속의 오염이 적다
그림 3-25 산소 아세틸렌 불꽃의 형태
◐ 산소 아세틸렌 불꽃의 조절(점화/소화)
① 아세틸렌 콕을 1/4회전시킨다.
② 점화시킨다.
③ 아세틸렌 콕을 전부 개방한다.
④ 산소밸브를 서서히 열어 중성염을 만든다.
⑤ 필요에 따라 산소밸브를 더 열든지 또는 아세틸렌 콕을 조금 닫는다.
: 탄화염(청색) → 중성염 → 산화염
주의) 소화시에는 역순으로 진행하되 마지막 순간에는 반드시 아세틸렌 콕을 먼저 잠근다.
가스용접법
◐ 산소 아세틸렌 가스용접
- 산화염이 되기 쉽고 공기 중의 산소 흡수
☞ 용융금속 산화되고 용착금속은 산화물을 포함하여 취성 유발
- 방지책 : 중성염 혹은 탄화염 사용, 용제 사용
- 용접봉의 선택 : 원칙적으로 모재와 조성이 같거아 유사한 것을 사용하며, 용접부는 성분과 성질이 변화하므로 성질 변화를 보충할 성분을 포함하는 용접봉 사용
- 팁 크리너 : 팁 구멍이 탄소나 슬래그 등에 의해 막힌 경우 팁의 구멍 보다 한 사이즈 작은 크리너를 사용
◐ 연강 용접봉
연강판의 두께와 용접봉의 지름(mm)
|
모재 두께 |
2.5 이하 |
2.5~6.0 |
5~8 |
7~10 |
9~15 |
|
용접봉 지름 |
1.0~1.6 |
1.6~3.2 |
3.2~4.0 |
4~5 |
4~6 |
연강용 용접봉의 기계적 성질과 봉 끝의 색(KSD7005)
|
용접봉의 종류 |
시험편의 처리 |
인장강도 (kg/mm2) |
연신율(%) |
봉 끝의 색 |
|
GA 46 |
SR NSR |
46 51 |
20 17 |
적 |
|
GA 43 |
SR NSR |
43 44 |
25 20 |
청 |
|
GA 35 |
SR NSR |
35 37 |
28 23 |
황 |
|
GB 46 |
SR NSR |
46 51 |
18 15 |
백 |
|
GB 43 |
SR NSR |
43 44 |
20 15 |
흑 |
|
GB 35 |
SR NSR |
35 37 |
20 15 |
자 |
|
GB 32 |
NSR |
32 |
15 |
녹 |
◐ 비철금속용 가스용접봉
산화물이 없고, 비교적 결정이 미세한 용착금속을 얻을 수 있는 합금봉 사용
<예> 황동에 Mn, Si를 함유한 용접봉 → 동 혹은 강의 brazing
5%Si 함유 Al합금 → Al합금 용접
용제 (flux)
◐ 역할
① 용접중 생기는 금속의 산화물, 비금속 개재물을 용해 제거
② 용제와 결합하여, 용융온도가 낮은 슬래그를 만듦
③ 생성된 슬래그는 용융금속의 표면에 떠오르게 하여 용착금속의 성질을 개선시킨다.
④ 모재 표면을 깨끗하게 함
◐ 연강의 경우 표면의 산화철 자체가 약간 플럭스 역할을 하므로 불필요하나 산화철의 융점이 모재의 융점보다 아주 높은 경우 플럭스가 필요
◐ 종류 : 건조한 분말, 페이스트(paste), 용접봉 표면에 피복
◐ 용제는 단독으로 사용되기도 하나, 혼합제로 사용하는 것이 좋은 결과를 얻을 수 있음
㉠ 연강 : 산화철이 용제의 작용하므로, 보통은 용제를 사용하지 않음. 청정작용을 위하여 붕사(
), 붕산(
), 규산나트륨(
) 사용
㉡ 고탄소강, 주철, 특수강 : 탄산수소나트륨(
), 탄산나트륨(
), 붕산, 붕사
㉢ 동과 동합금 : 붕사, 붕산, 규산나트륨, 플루오르화나트륨(
)
㉣ 경합금 : 염화리튬(
), 염화칼륨(
), 염화나트륨(
), 플루오르화칼륨의 혼합물 용제, 특히, Al의 용제(15%LiCl, 45%KCl, 30%NaCl, 10%KF).