[ 아크 ] 피복 아크의 성질(2)
⑤ 용접 입열(weld heat input)
용접부에 외부에서 주어지는 열량을 용접 입열이라 하며, 양호한 용접 이음을 위해 충분히 커야 한다.
피복 아크 용접에서 아크가 용접을 단위 길이1cm당 발생하는 전기적 에너지 H(용접 입열)는 아크 전압E[V],
아크 전류 I[A], 용접 속도V[cm/min]라 할 때 다음과 같이 주어진다.
H=60EI/V [J/cm]
피복 아크 용접에서 보통 스이는 아크 전류는 50~400A, 아크 전압은 20~35V, 아크 길이는 1.5~4mm,
아크속도는 8~30cm/min 이다. 모재에 흡수된 열량은 입열의 75~85% 정도가 보통이다.
⑥ 용융 속도(melting rate)
용접봉의 용융 속도는 단위 시간당 소비되는 용접봉의 길이 또는 무게로서 표시된다.
용융 속도는 (아크전류) (용접봉 쪽 전압 강하)로 결정되고 아크 전압과는 관계가 없다.
㈎ 단락형(short circuiting transfer)
- [그림]과 같이 용접봉과 모재의 용융 금속이 용융지에 접촉하여 단락되고 표면장력의 작용으로 모재에 이행하는 방법으로
연강 나체 용접봉, 박피복봉을 사용할 때 많이 볼 수 있다. 단락의 발생은 용융 금속의 일산화탄소(CO가스)가 중요한 역할을
하고 있다.
㈏ 스프레이형(spray transfer)
- [그림]과 같이 피복제 일부가 가스화하여 맹렬하게 분출되어 용융금속을 소립자로 불어내는 이행형식.
㈐ 글로뷸러형(globular transfer)
- [그림]과 같이 비교적 큰 용적이 단락되지 않고 이행하는 형식
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⑦ 아크 쏠림(아크 블로)과 방지책
도체에 전류가 흐르면 그 주위에 자장이 생기게 된다.
아크 쏠림(arc blow)현상은 모재, 아크, 용접봉과 흐르는 전류에 따라 그 주위에 자계가 생기면,
이 자계가 용접물의 형상과 아크 위치에 따라 아크에 대해 비대칭이 되고 아크가 한 방향으로 강하게 불리어
아크의 방향이 흔들려 불안정하게 된다. 이 현상은 주로 직류에서 발생되며 교류에서는 파장(cycle)이 있으므로
거의 생기지 않는다.
㈎ 아크 쏠림 발생 시
· 아크가 불안정하다.
· 용착 금속 재질 변화.
· 슬래그 섞임 및 기공이 발생된다.
㈏ 아크 쏠림 방지책
· 직류 용접을 하지 말고, 교류 용접을 할 것.
· 모재와 같은 재료 조각을 용접선에 연장하도록 가용접할 것.
· 접지점을 용접부보다 멀리 할 것.
· 긴 용접에는 후퇴법(back step welding)으로 용접할 것.
· 짧은 아크를 사용할 것
⑧ 아크 전류와 아크 길이
㈎ 아크 전류(arc current)
- 용접 전류라고도 하며, 이 값은 피용접물의 재질, 모양, 크기, 이음의 형식, 예열, 용접봉의 크기와 종류, 용접 속도,
용접공의 숙련도 등에 따라 결정된다. 후판 용접은 물론 특히 필릿 용접에서는 열의 분산이 크므로 전류의 소모가 많다.
그러나 수직 및 위보기, 수평에서는 아래보기 자세보다 다소 낮은 전류값이 소모된다.
아크 전류는 용접봉의 단면적 1mm²에 대해 10~11A 의 정도가 표준으로 되어 있다. [표참조]
㈏ 아크 길이(arc length)
- 모재와 전극봉을 임의의 간격으로 두고 아크를 발생시키면 그 간격이 바로 아크의 길이가 된다.
아크가 길어지면 아크 전압은 아크 길이에 비례해 증가하고 용접전류는 반대로 감소된다.
즉, 용접전류는 수동 용접의 범위 내에서 아크 전압이 감소하면 증대되는 관계가 있다.
이와 같은 현상은 일반적인 전기 회로에 반대되는 현상으로 용접 작업에서 볼 수 있는 특징의 하나이며
부저항 특성(아크 부특성)이라고 한다.
<금속 아크 길이(비피복 용접봉)>
|
용접봉의 크기(mm) |
용접전류(A) |
아크길이(mm) |
아크전압(V) |
|
1.6 |
20-50 |
1.6 |
14-17 |
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3.2 |
72-135 |
3.2 |
17-21 |
|
4.0 |
110-180 |
4.0 |
18-22 |
|
4.8 |
150-220 |
4.8 |
18-24 |
|
6.4 |
200-300 |
6.4 |
18-28 |
<탄소 아크 길이>
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전극봉의 크기(mm) |
용접전류(A) |
아크길이(mm) |
|
6.4 |
100 |
9.5 |
|
9.5 |
200 |
11.0 |
|
16.0 |
300 |
12.7 |
|
16.0 |
400 |
16.0 |
|
22.2 |
500-600 |
17.5-19 |
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25.4 |
800-1000 |
22.2-25.4 |
