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작업과제명 |
1. 직류 아크 용접기 설치․점검 및 아크 발생하기 |
소요시간 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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목 표 |
① 직류 용접기의 각부 명칭과 그 기능을 설명할 수 있다. ② 직류 용접기를 바르게 설치하고 점검 및 조작할 수 있다. ③ 직류 용접의 시작과 끝맺음을 올바르게 할 수 있다. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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기계 및 공구 |
재 료 명 |
규 격 |
수량 |
안 전 및 유 의 사 항 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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․직류인버터 용접기 ․홀더 케이블 ․접지 케이블 ․1․2차 케이블 ․용접 보호구ㆍ공구 ․니퍼, 스패너 |
․연강판 ․전기 용접봉 ․용접봉 홀더 ․절연 테이프 |
t4.5×150×200 E4313, Φ 2.6, 3.2 A형 300호
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1장 0.3kg 1개
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① 용접기를 설치하기 전에 배전반에 수리중의 표지판을 부착시킨 후 스위치가 꺼진 상태를 확인하고 작업한다. ② 각부 명칭과 사용법을 확실하게 숙지하고 이상 유무를 점검한 후에 사용한다. ③ 사용 중인 용접기의 경우 콘덴서에 의한 잔류 전류가 남아 있을 수 있으므로 전원 “off" 후에 수리 작업에 임한다. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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그림 1 CO2(MAG)/MIG 용접기의 형상 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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〈관 계 지 식〉
【GMAW 용접】 ⑴ GMAW : CO2 용접, MAG(혼합 가스) 용접, MIG(불활성 가스) 용접을 총칭하여 GMAW로 불려진다. ⑵ CO2 용접 : 용접부 보호에 사용하는 가스 매체로 CO2 가스를 분출시키면서 용접하는 용접법으로 저급 철강재의 용접에 주로 이용된다. ⑶ MAG 용접 : 중ㆍ고급 철강재(고장력강 등) 용접시에 용접성과 용접부의 질 개선을 목적 |
표 1 CO2(MIG) 용접기 전원 설비 용량
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으로 CO2-Ar 가스를 보호 가스로 사용하여 용접하는 방법이며, CO2 용접기를 그대로 사용하나 보호 가스만 혼합 가스를 사용한다. ⑷ MIG 용접 : 금속 불활성 가스 아크 용접을 말하며, Al, Mg 합금, Cu 합금, 스테인리스강 용접시에 주로 이용되는 용접법이다. ⑸ GMAW는 아주 옛날에는 MIG 용접만 쓰였으나 값싼 와이어의 개발과 와이어 송급 장치가 간단해지고 정전압 특성의 전원 개발로 값싼 CO2 용접기가 개발되어 활발히 사용되고 있으나 요즈음은 CO2 용접과 MIG 용접을 모두 할 수 있는 용접기가 개발되어 보호 가스와 용접 조건만 조절할 수 있도록 된 용접기까지 개발되어 사용되고 있다.
< 작 업 순 서 >
1. 작업 준비를 한다. ㈎ 용접기 설치 장소에 용접기(정격 출력 전류 350A)를 배치한다. ㈏ CO2(MIG) 용접기의 부속 장치를 준비한다. 용접 토치, 1차(입력측) 케이블 약 3[m], 2차(출력측) 케이블 약 3[m], 접지선, 압력 조정-유량계(CO2용, MIG 용접용), CO2(Ar) 가스 용기, 가스 호스, 와이어, 부속품 등을 준비한다.(그림 2 참조) ㈐ 용접기 설치 작업에 필요한 공구(몽키 스패너, 드라이버, 니퍼, 렌치, 전선 칼, 전류ㆍ전압 측정기 등)와 재료, 사용 설명서 등을 준비한다.
2. CO2(MIG) 용접기에 1차 입력 케이블을 연결한다.(그림 3 참조) ㈎ 배전반과 용접기 직전의 전원 스위치를 차단하고 수리중이라는 명패를 붙이고, 필요하면 배전반을 잠근다. ㈏ 용접기 용량에 맞는 1차 케이블(표 1 참조)의 한쪽에 압착 단자를 고정시켜 용접기 후면의 입력 단자에 단단히 체결한다. ㈐ 반대측을 3상 주전원 스위치(안전 브레이크 스위치 : 용접기 1대당 1개)에 연결한다. |
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㈑ 접지선의 한쪽 끝을 용접기 케이스의 접지 단자에, 다른 한쪽은 지면에 접지시킨다. 전기 배선시 접지 공사가 되어 있는 경우는 한쪽 끝을 배전반의 접지선에 연결한다.
3. CO2(MIG) 용접기에 2차 출력 케이블을 연결한다.(그림 4 참조) ㈎ 2차 케이블 2개의 한쪽 끝에 압착 터미널로 고정한다. ㈏ 용접기 전면의 단자 커버를 열고 케이블 하나는 음극(-)에, 다른 하나는 양극(+) 측에 볼트ㆍ너트로 단단하게 연결한다. ㈐ 양극(+) 단자 케이블 반대편을 와이어 송급 장치의 어댑터 단자에 연결한다. ㈑ 음극(-) 단자 케이블 반대편을 작업대(모재)에 연결한다. ㈒ 노출된 연결부는 절연 테이프로 감아 절연시킨다.
4. CO2(MAG) 가스(또는 MIG) 아크 용접기의 부속 장치를 조립한다. ㈎ 용접 토치를 조립한다. ① 용접 토치의 몸체에 가스 디퓨즈, 노즐 인슐레이터, 오리피스, 콘텍트 팁, 노즐을 순서대로 조립한다.(그림 5 참조) ② 용접 토치에 스프링 라이너를 다음 순서에 따라 조립한다. ㉠ 토치 케이블을 직선으로 펼쳐서 스프링 라이너를 밀어 넣고 라이너가 토치 끝부분까지 와있는가 확인한다.(그림 6 ⒜ 참조) ㉡ 스프링 라이너가 토치 케이블 끝부분에서 3 [mm] 정도 돌출되도록 하고 나머지 부분은 잘라낸다.(그림 6 ⒝ ～⒟ 참조) ㈏ CO2(MAG, MIG) 가스 용기와 유량계를 체결한다. * CO2 용접의 경우 ① CO2 가스 용기를 용접기 부근에 넘어지지 않도록 고정한다. ② CO2 가스 용기에 가스 가열기(히터)가 부착된 압력-유량계를 체결한 후 가스 호스의 한쪽 끝을 유량계 출구에 연결하고, 다른 한쪽은 와이어 송급 |
그림 5 용접 토치의 조립 전개도
그림 6 스프링 라이너의 조립 예
그림 7 압력-유량계의 구조 |
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장치 후면의 가스 니플에 연결한다.(그림 8 참조) ③ 압력-유량계의 가스 가열기 코드를 용접기 후면(기종에 따라 별도 100V 콘센트)의 소켓에 연결한다.
* MAG(혼합 가스) 용접의 경우 ① CO2와 Ar 가스 용기를 준비하여 고정시킨다. ② CO2 가스 용기에 가스 가열기(히터)가 부착된 압력-유량계(그림 7 참조)를, Ar 가스 용기에는 압력-유량계를 수직이 되게 체결한다.(그림 9 참조) ③ 유량계 니플과 연결된 호스를 혼합실 입구에 연결한다. ④ 혼합실 출구에 유량계를 수직으로 체결한다. ⑤ 혼합실 출구 유량계의 니플에 가스 호스를 연결하고 다른 한쪽은 와이어 송급장치 후면의 가스 니플에 연결한다.(그림 8 참조) ⑥ 혼합가스 용기를 사용할 경우는 MIG 용접과 같으나 압력-유량계만 설치한다.
* MIG 용접의 경우 ① Ar 가스 용기를 준비하여 고정시킨다. ② Ar 가스 용기에 가스 가열기가 없는 압력-유량계를 수직이 되도록 체결한다. ③ 유량계 출구에 가스 호스의 한쪽 끝을 연결하고, 다른 한쪽은 와이어 송급장치 후면의 가스 니플에 연결한다.(그림 8 참조)
㈐ 용접 토치에 연결된 가스 호스와 토치 스위치 케이블을 와이어 송급장치의 가스 출구 단자 및 토치 스위치 콘센트 단자에 각각 접속한다. ㈑ 용접 토치의 전원 케이블을 송급장치의 커넥터에 밀어 넣은 후 약 반바퀴 정도 회전시켜 조임 볼트로 조여 준다.(그림 8 참조) ㈒ 용접기 본체와 용접 작업 장소(와이어 송급 장치 위치)가 멀 경우 원격 조정 박스 케이블을 용접기 본체의 원격 조정 커넥터에 연결한다.(그림 10 참조 : 근거리는 와이어 송급장치 상부에 설치)
5. 와이어 송급 장치를 설치한다. ㈎ 와이어 송급 모터 제어 케이블을 와이어 송급 장치 |
그림 8 와이어 송급 플러그
그림 10 원격 조정기 박스
그림 11 와이어 송급 장치의 구조 |
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후면의 커넥터와 용접기 본체의 커넥터에 접속한다.(그림 8 참조) ㈏ 송급 장치의 릴축 조임 너트를 풀고 연강용 CO2 용접 와이어 릴의 라벨지가 보이게 잡고 릴 축에 밀어 넣는다. * MIG 용접의 경우 : MIG 용접이 가능한 송급 장치{그림 13 (b)}에 MIG 용접 와이어(Al이나 스테인리스강)를 끼운다. ㈐ 릴축 조임 너트를 조인다. ㈑ 송급 롤러의 홈이 와이어 직경에 맞는 것인가를 확인하고 다르면 맞는 것으로 교환한다. * 용접기에 따라 CO2 용접에는 {그림 13의 ⒜} 2단식 을, MIG 용접시는 {그림 13 ⒝}의 것이 쓰인다. ㈒ 가압조절 손잡이를 풀고 가압 유닛을 들어 올린다. ㈓ 릴의 고정구에서 와이어를 빼내 구부러진 부분을 니퍼로 절단한 후 약 30[mm] 정도를 직선이 되도록 편다. 이때 와이어를 놓치면 안된다. ㈔ 직선으로 펴진 와이어 끝을 인렛 가이드를 통하여 송급 롤러 홈을 지나 아웃렛(outlet) 가이드 중간 위치까지 밀어 넣는다.(그림 11, 12 참조) ㈕ 가압 유닛을 내리고 가압 조절 손잡이에 새겨진 와이어 굵기의 눈금에 맞도록 압력을 조절한다. ㈖ 와이어 교정 손잡이(이것이 없는 기종도 있음)로 롤러를 수평이 되도록 하여 와이어가 일직선으로 펴지도록 조절한다.
6. CO2(또는 MIG) 용접기를 조작한다. ㈎ 용접기의 각 연결부의 체결 상태를 점검한다. ㈏ 용접기의 1, 2차 전원을 차례로 접속(ON)한다. ㈐ 가스 누설 점검 및 유량을 조절한다.(그림 14 참조) ① 가스 용기의 밸브를 1～2바퀴 정도 열어준다. * 또는 시험/용접 전환 스위치가 부착된 용접기의 경우 시험(점검)에 놓는다. ③ 압력계 조절 손잡이를 돌려 압력을 2～3[kg/㎠]로 조절한다. ④ 유량계 밸브를 열어 유량을 10～15[ℓ/min]으로 조절한다. ⑤ 비눗물을 사용하여 토치와 호스 연결부 등의 누설 |
그림 12 와이어 송급 장치의 형상
(a) 2단식(푸시식 : CO2 용접기에 주로 사용)
(b) 4단식(푸시-풀식 : MIG 용접기에 주로 사용) 그림 13 와이어 송급 기구의 형식
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여부를 검사한다. * 또는 시험/용접 전환 스위치를 용접에 놓고 크레이터 유ㆍ무 스위치를 무에 놓는다. ㈑ 와이어를 토치에 끼운다. ① 토치 케이블을 곧게 편다. ② 토치 끝의 콘텍트 팁을 풀어낸다. ③ 와이어 송급 장치(또는 원격 조정기)에 부착된 인칭 스위치를 눌러 와이어 끝이 토치 끝에서 20～30[mm] 정도 돌출하도록 한다.(토치 스위치를 눌러 와이어를 송급시킬 수도 있으나 용접 전원과 보호 가스가 배출되므로 옳은 방법이 아님) ④ 팀을 끼운다.(팁이 끼워진 상태에서 와이어를 끼우면 팁과 가스 디퓨즈 연결 턱에서 걸려 와이어가 꼬이는 경우가 있음) ⑤ 와이어를 팁 끝에서 10～15[mm] 정도 돌출하도록 조절한다.(그림 15 참조) ㈒ 일원/개별 전환 스위치를 일원에 놓는다.
* 일원/개별 스위치 선택의 예 ㉠ 일원 미세조절을 선택한 경우 : 아크 전압 노브를 중앙(0)에 놓고 사용 전류를 조절하면 아크 전압이 자동으로 5～7[V] 조절된다. 이때 전압 조절 노브를 시계 방향으로 돌리면 전압이 높아지고, 0에서 반시계 방향으로 돌리면 전압이 낮아진다. ㉡ 개별에 위치할 경우의 예 전류 조절 노브(와이어 송급 속도)와 전압 조절 노브를 별도로 조절한다. 정밀 용접 및 특수 용접시 사용하면 편리하다. ① 아크 전압 구하는 공식(단 I는 용접 전류 값) - 박판의 아크 전압 : V0 = 0.04×I+15.5±1.5 - 후판의 아크 전압 : V1 = 0.04×I+20±2.0
7. CO2 용접 전류 및 전압을 조절한다. ㈎ 원격 조정기에 있는 용접 전류 조정 노브를 조작하여 140～160[A]로, 전압 조정 노브는 0에 놓는다. ㈏ 용접기 패널의 크레이터 전류 조정 노브를 조작하여 120～140[A]로, 크레이터 전압 조정 노브는 0에 놓는다.(그림 16 참조) |
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CO2 용접기 관계 지식
【CO2(MIG) 용접시 안전을 위한 주의 사항】 ⑴ 설치 : 용접기는 반드시 접지 시설이나 수도 파이프 또는 접지봉에 접지하며, 연결 전선은 규격품을 사용해야 한다. 특히 가스나 가연성 액체 운반 파이프에 접지해서는 안된다. ⑵ 통풍 : 아연, 납, 구리, 카드뮴, 백관(아연 용융도금 강관) 용접 등 유독성 가스나 증기를 발생하는 용접장에는 통풍 시설을 확실히 해야 하며, 방독 마스크를 착용하고 용접하도록 한다. ⑶ 작업자 보호 : 용접 전에 보호구를 착용케 하여 화상 등을 입지 않게 하고, 차광유리가 부착된 헬멧이나 핸드실드를 사용하여 아크 빛으로부터 눈과 피부를 보호할 수 있도록 한다. ⑷ 용접기 관리 ① 사용전, 사용 후 일상 점검 및 주간, 월간 점검 등을 실시하여 항상 사용 가능하도록 유지한다. ② 용접기 내부는 6개월에 1회 정도, 스프링 라이너는 주 1회 정도 압축공기로 청소한다. ③ 토치로 송급장치를 끌거나 떨어뜨리지 않는다. ④ 토치 케이블은 사용시 일직선으로 하여 사용하는 것이 좋으며 일직선이 곤란할 경우 φ600 이상의 원호가 되게, 파도형으로 구부러졌을 경우 R300 이상 되게 한다. (5) 화재 예방과 보호 : 용접 전에 주위에 가연성 가스나 유류, 가연성 물질이 있는 경우 안전한 곳으로 격리시킨 후 용접하며 격리가 안되는 곳에서는 절대 용접하지 않는다.
【용접기의 정기 점검】 ⑴ 용접기를 안전하고 능률적으로 사용하기 위해서는 정기적인 점검과 사용전, 사용 후의 관리가 필요하며 안전수칙을 지키며 용접해야 한다. ⑵ 일상 점검 ① 이상한 진동이나 타는 냄새가 나는지, 케이블 접속부분의 발열, 단선 여부 등을 점검한다. ② 전원 내부의 송풍기가 회전할 때 소음이 없는지 점검한다. ③ 케이블의 접속 부분에 절연 테이프나 피복이 벗겨진 부분은 없는지 점검한다.
⑶ 3-6개월 점검 ① 전기적 접속 부분의 점검 전원의 입력측, 출력측 용접 케이블의 접속 부분에 절연 테이프의 해체 상태, 접촉의 불량, 절연의 상태를 점검한다. ② 접지선 : 전원의 케이스에 완전 접지는 되었는지 확인한다. ③ 용접기 내부의 불순물 제거 정류기 냉각판 및 변압기 권선간에 먼지가 쌓이면 방열 효과가 낮아지므로 측면 및 상면을 열어 압축공기로 먼지를 제거한다. ④ 와이어 송급 장치 점검 송급장치의 롤러 마모 상태 점검 및 교환, 라이너 속의 이물질 제거, 토치 스위치 작동 상태 점검 |
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⑷ 년간 점검 제어 콘트롤 PCB의 제어 릴레이 손상 및 부품의 열화를 점검 후 교체 수리한다.
【용접기의 고장원인 파악 전 주의사항】 ⑴ 고장 원인을 추적하기 전에 접속 부분을 확실히 점검해야 하며, 용접기 내부 보수 점검 전에 1차측 전원 개폐기의 OFF 상태를 확인한다. ⑵ 사용 직 후 내부 점검을 할 때는 전원 콘덴서가 충전되어 있을 경우가 있으므로 전원 차단 후 약 5분간 대기한 뒤에 커버를 제거하고 점검한다. ⑶ 조정 부분은 특별한 경우를 제외하고는 임의로 조정하지 않는다. ⑷ 프린트 기판의 커넥터 부분은 손으로 만지거나 불순물이 묻지 않도록 주의하고 불순물의 침투로 접촉이 불량할 때는 깨끗한 면에 알코올을 묻혀 가볍게 제거한다.
CO2 용접기 이상시 간단한 점검 및 정비방법
1. 아크가 발생되지 않는다.
2. 전류, 전압 조정이 안된다.
3. 가스가 계속 방류된다.
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4. 가스가 나오지 않거나 불량하다.
5. 토치 스위치를 ON해도 와이어가 송급 안되거나 통전되지 않는다.
6. 크레이터 제어 스위치가 작동되지 않는다.
7. 인칭 스위치를 눌러도 와이어 송급이 안된다.
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작업과제명 |
1. CO2(MAG)/MIG 아크 용접기 설치 및 조작하기(GMAW) |
소요시간 : 4 척 도 : NS | ||||||||||
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․ 요구 사항 가. 지도 교사의 설명과 조작법에 대한 시범을 잘 관찰한다. 나. 용접기 각부 명칭과 사용 방법을 확실히 익힌 후 용접기 조작을 한다.
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평
가
기
준 |
평 가 기 준 |
만점 |
양호 |
보통 |
득점 |
비 고 | ||||||
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작품평가 (65점) |
1 차 입 력 선 결 선 상 태 |
5 |
4 |
3 |
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․득점 점수에서 안전수칙 위반 1건당 2점 감점
․득점 점수에서 소요시간 10분 초과마다 5점 감점 | ||||||
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2 차 접 지 선 결 선 상 태 |
5 |
4 |
3 |
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토 치 케 이 블 연 결 상 태 |
5 |
4 |
3 |
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압 력-유 량 계 접 속 상 태 |
6 |
5 |
4 |
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토 치 조 립 상 태 |
6 |
5 |
4 |
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용접기 각부 명칭ㆍ사용법숙지 |
6 |
5 |
4 |
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가스호스 연결ㆍ유량조절 상태 |
6 |
5 |
4 |
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용 접 기 패 널 조 작 상 태 |
6 |
5 |
4 |
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크레이터 제어 기능 사용 상태 |
10 |
8 |
6 |
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아크 발생 및 정리 상태 |
10 |
8 |
6 |
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작업평가 (35점) |
작 업 방 법 |
7 |
5 |
3 |
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작 업 안 전 |
7 |
5 |
3 |
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작품 평가 |
작업 평가 |
시간 평가 |
총점 | ||||
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재 료 사 용 |
7 |
5 |
3 |
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작 업 태 도 |
7 |
5 |
3 |
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정 리 정 돈 |
7 |
5 |
3 |
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