이산화탄소가스아크용접기능사 용접기 각 부 명칭과 기능 — 홀더·케이블·전극의 역할

홀더는 용접봉을 물고 용접기에서 나온 전류를 케이블을 거쳐 용접봉까지 넘겨주는 기구다. 용접봉을 무는 조의 접촉이 나쁘거나 자체 저항이 크면 열이 발생하므로 접촉 상태를 살펴야 한다. 홀더의 번호는 정격 2차 전류를 나타내므로 400호는 400A를 뜻한다. 형식은 A형과 B형으로 나뉘는데, A형은 손잡이뿐 아니라 다른 부분까지 절연체로 감싼 안전홀더이고, B형은 손잡이만 절연된 일반형이다. 안전홀더를 묻는 문제에서 B형을 고르면 형식을 뒤바꾼 것이다.

용접 전류를 정하는 요소와 결과로 나타나는 요소도 구분한다. 모재의 두께, 용접봉의 지름, 이음의 형상, 용접 자세는 전류를 결정하는 기준이다. 판이 두꺼우면 열이 더 필요하고, 굵은 용접봉은 큰 전류를 감당한다. 반면 아크 길이는 용접봉 끝과 모재 사이의 거리로, 정해진 전류와 운봉에 따라 작업자가 조절하는 결과적 변수이지 전류를 결정하는 기준이 아니다.

전류 밀도가 큰 조건에서는 아크가 스스로 길이를 유지하는 특성이 나타난다. 가는 심선을 쓰는 방식처럼 전류 밀도가 크면, 아크 전압이 높아질 때 용융속도가 늦어지고 전압이 낮아질 때 빨라져서 아크가 길어지면 다시 짧아지려 하고 짧아지면 다시 길어지려 한다. 이것이 아크 길이 자기 제어 특성이다. 전류 밀도가 클 때라는 단서가 보이면 이 특성을 먼저 떠올린다.

직류 아크에서는 열이 양극에 몰린다. 전체 열의 약 60~75%가 양극에서 발생하므로, 모재를 (+)로 두는 정극성은 모재가 깊게 녹아 용입이 깊고 비드 폭이 좁으며 봉은 천천히 녹는다. 역극성은 봉이 (+)라 용접봉이 빨리 녹고 용입이 얕고 비드가 넓어 박판·주철·비철금속에 맞는다. 교류는 두 극성이 번갈아 나타나 그 중간 성질을 보인다. 양극이 더 뜨겁다는 원리 하나로 정극성과 역극성의 여러 특징이 함께 풀린다.

부속품 가운데 용접봉도 각 부의 기능을 이해하는 재료다. 피복제는 아크를 안정시키고 가스·슬래그로 보호하며 탈산·정련을 하고 스패터를 줄인다. 산화티탄을 약 35% 넣은 고산화티탄계 E4313은 슬래그 박리성이 좋고 비드가 고와 작업성이 우수하며, 석회석·형석을 주성분으로 한 저수소계 E4316은 수소량이 다른 용접봉의 약 1/10로 적어 고장력강과 중요 구조물에 쓰인다. 아크쏠림은 직류 자기장이 원인이므로 교류 사용, 접지점을 멀리, 짧은 아크, 용접봉을 쏠림 반대 방향으로 기울이기로 다스린다.