이산화탄소가스아크용접기능사 피복아크용접설비 — 전류를 흘리는 설비와 극성 설정

설비의 기본 흐름은 용접기에서 나온 전류가 용접봉과 모재 사이의 아크로 흐르는 것이다. 아크에서는 열이 발생하고, 그 열이 용접봉과 모재를 함께 녹여 용착금속을 만든다. 이때 모재가 안쪽으로 녹아 들어간 깊이를 용입이라 하며, 용입이 깊을수록 접합이 강하고 얕으면 겉만 붙은 상태가 된다.

설비 설정에서 가장 먼저 갈리는 것은 극성이다. 직류 역극성은 용접봉을 (+), 모재를 (−)에 연결한 방식으로, 아크 열의 약 2/3가 (+)극 쪽에 몰리는 성질 때문에 열이 용접봉에 집중된다. 그래서 용융속도는 빠르고 모재의 용입은 정극성보다 얕아진다. 반대로 모재 쪽에 열이 몰리는 연결에서는 모재가 깊게 파인다. 용접봉을 녹이는 것이 목적인지, 모재를 깊게 녹이는 것이 목적인지에 따라 극성을 고른다.

전류의 크기도 설비 운용의 축이다. 전류가 커지면 봉에 들어가는 열이 커져 빨리 녹고, 작으면 천천히 녹는다. 설비를 세팅할 때는 전류 손잡이와 극성 연결을 한 쌍으로 보고, 판 두께와 이음 모양에 맞춰 어느 쪽에 열을 몰아줄지 정한다. 용접 지그는 모재를 고정하는 보조 기구이므로 극성 선택의 기준이 아니다.

전원을 다루는 부분도 설비 점검의 핵심이다. 용접기 몸체의 탭 가운데 1차측 탭은 입력 전원 전압을 맞추는 절환 단자이고, 용접전류와 2차 무부하전압을 조절하는 것은 2차측 탭이나 가동철심이다. 탭을 바꿀 때는 전류가 흐르는 상태에서 접촉 불꽃이 생기지 않도록 반드시 아크를 끄고 전환한다. 정격 이상으로 쓰면 코일이 과열해 소손되고, 케이스 접지는 감전을 막는 기본 조치이므로 설치 때 빠뜨리지 않는다. 전원을 넣기 전에 이 세 가지를 확인하는 것이 설치 순서의 출발이다.

피복아크용접설비에서 용접봉은 단순한 금속 막대가 아니라 피복제를 입힌 부품이다. 피복제는 아크를 안정시키고, 가스와 슬래그로 용착금속을 대기의 산소·질소로부터 보호하며, 탈산과 정련 작용을 촉진하고, 슬래그가 열을 덮어 냉각을 완만하게 한다. 스패터는 줄이고 용적은 잘게 쪼개 비드를 고르게 만든다. 탈산·정련을 맡는 대표 성분은 페로실리콘·페로망간 같은 페로계이고, 소맥분·목재톱밥은 가스를 내는 가스발생제, 규사는 슬래그형성제, 물유리는 접착제 역할이다.

설비 점검의 한 갈래는 용접봉 관리다. 습기가 있는 용접봉을 쓰면 피복이 벗겨지기 쉽고 아크가 불안정해지며, 수소가 침입해 블로홀이 생기고 용착금속의 기계적 성질이 나빠진다. 다만 습기를 먹은 것은 용접봉이지 용접기가 아니므로 용접기 손상을 습기의 폐해로 묶는 것은 틀리다. 극성과 전류, 용접봉 상태를 함께 확인하는 것이 설비 운용의 기본 순서다.