용접개요(기계공작법)

[비학산]

용       접

1 장    개 요

기계 및 여타 물건들은 개별적으로 만들어진 부품이 조립되고 체결되어 있다. 체결(joint)에는 bolt와 nut 및 rivet에 의한 기계적인 것과 용접이 있으며, 용접(熔接; welding)이란 2개의 금속을 용융상태 혹은 반용융상태에서 접합하는 것을 말한다. 기계 및 여타 완제품을 단일 편으로 만들지 않고 여러 편의 부품을 제작하여 조립하고 체결하는 이유를 다음과 같이 들 수 있다.

1. 완제품을 단일 편으로 만들 수 없을 때
2. 다수의 부품을 만들어 조립하고 체결하는 것이 용이하고 경제적일 때
3. 부품별로 관리 및 수리하는 것이 용이하고 경제적일 때
4. 부품을 운반하여 현지에서 조립하고 체결하는 것이 용이하고 경제적일 때

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   체결방법의 종류

본 편에서는 용접에 의한 체결에 대하여 공부하며, 용접의 기계적 체결에 대한 장단점을 들면 다음과 같다.

장점 재료가 절약된다. 공정수가 절약된다. 접합효율이 좋다. 중량을 가볍게 할 수 있다. 보수하기 쉽다. 설비비가 싸다.

단점 열팽창을 받아 재질이 변하기 쉽다. 용접균열이 생기기 쉽다. 잔류응력이 생기기 쉽다.

    용접의 발달사에서 중요한 변화 만을 시대별로 소개하면 다음과 같다.

1. 그림(a)에서와 같이 1885년 탄소전극과 모재(母材; parent) 사이에 arc를 발생시켜 용접하였다.
2. 1889년 그림(b)와 같이 탄소전극봉 사이에 arc를 발생시키는 용접기가 개발 되었다.
3. 1891년 현재 주로 사용되고 있는 금속전극과 모재 사이에 arc를 발생시키는 용접기가 개발 되었다.

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   용접기의 발달 과정
   

4. 1892년 acetylene gas 용접법이 실용화 되었다.
5. 1895년 thermit 용접법이 발명되었다.
6. 1920년 불활성 gas 용접법이 발명되었다.
7. 1926년 원자수소 용접법이 개발 되었다.
8. 1035년 submerged arc 용접법이 발명되었다.
9. 2차 대전 후에 냉간압접법, electro slag 용접법, CO₂법, 마찰용접법, 초음파용접법, 전자 beam 용접법, laser beam 용접법, plasma 용접법 등이 발명되었다.