이산화탄소가스아크용접기능사 환기장치, 용접용 유해가스 — 가스가 생기는 자리와 대비

피복아크용접봉의 피복제는 연소한 뒤 생성된 물질로 용접부를 보호하며, 그 방식에 따라 가스 발생식, 반가스 발생식, 슬래그 생성식 세 가지로 나뉜다. 가스 발생식은 피복제가 타서 가스를 내어 아크 주위를 덮고, 반가스 발생식은 가스와 슬래그를 함께 쓰며, 슬래그 생성식은 슬래그가 용융금속 위를 덮는다. 스프레이형은 보호 방식이 아니라 용적 이행 형태를 가리키는 말이므로 분류에 섞이면 틀린다. 환기장치는 이렇게 발생한 가스를 작업장 밖으로 내보내는 설비로, 가스가 만들어지는 자리를 알면 어디를 환기해야 하는지도 정해진다.

가스 가운데 특히 문제가 되는 것은 습기에서 나오는 수소다. 피복제에 습기가 있으면 아크열로 분해되어 수소가스가 생기고, 이 가스가 녹아 있는 용융금속에 섞였다가 굳을 때 빠져나가지 못하면 기공, 즉 블로우홀이 된다. 기공은 용접부 강도를 떨어뜨리므로 용접봉은 습기 없는 곳에 보관하고 사용 전에 충분히 건조해야 한다. 크레이터나 언더컷, 오버랩은 기술과 조건에서 생기는 형상 결함이라 습기와 직접 관계가 없다. 습기는 기공이라는 한 줄로 원인과 결과를 묶어 둔다.

피복제 성분은 역할별로 짝지어 외운다. 산화티탄은 아크를 안정시키는 아크 안정제이고, 붕사는 슬래그 생성제, 페로망간은 탈산제 겸 합금제, 니켈은 합금 성분이다. 당밀·아교·녹말·톱밥 같은 유기물은 열분해되어 일산화탄소와 수소 같은 환원성 가스를 내는 환원가스 발생제다. 탄산칼륨은 아크 안정제다. 산화티탄을 약 35% 넣은 고산화티탄계 E4313은 아크가 안정되고 스패터가 적지만 고온 균열이 생기기 쉽다. 저수소계 E4316은 수소량이 적어 균열에 강하다.

전류의 종류와 극성도 함께 익힌다. 용접봉의 사용전류 기호는 AC, ACHF, DC(+), DC(−) 네 가지이며 DC(±)처럼 묶어 쓴 기호는 없다. DC(−)는 용접봉이 음극인 정극성, DC(+)는 용접봉이 양극인 역극성이다. 정극성은 열의 약 70%가 모재에 집중되어 용입이 깊고 비드가 좁으며 봉의 용융이 늦고, 역극성은 봉이 빨리 녹고 용입이 얕으며 비드가 넓어 박판·주철·고탄소강에 맞는다.

현장에서는 가스뿐 아니라 감전과 아크쏠림도 함께 살핀다. 감전은 케이블 피복이 손상된 곳, 홀더, 용접봉 같은 노출 도체에 몸이 닿을 때 일어나며, 절연된 부분에 닿는 것은 원인이 되지 않는다. 아크쏠림은 전류가 만드는 자기장이 비대칭일 때 아크가 한쪽으로 밀리는 현상으로, 엔드탭과 후퇴 용접, 접지 위치 변경, 짧은 아크, 봉을 쏠림 반대 방향으로 기울이기, 교류 용접기로 바꾸기로 다스린다. 용량이 큰 직류기로 바꾸는 것은 자기장 불균형을 없애지 못한다.