개념 한 쪽
가스텅스텐아크용접기능사 용접의 원리 — 야금적 접합 세 갈래, 용입과 용착의 구분
접합은 기계적 방법과 야금적 방법으로 나뉘고, 야금적 접합이 다시 융접·압접·납땜으로 갈린다. 갈래를 가르는 기준은 세 가지다. 모재를 녹이는지, 가열한 뒤 압력을 쓰는지, 모재는 그대로 두고 더 낮은 융점의 금속만 녹이는지. 그 위에 용입·용착·슬래그 같은 용어와 아크의 에너지원, 원자가 붙는 거리가 얹힌다.
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뜻
분류의 첫 갈림길은 접합 방식이다. 리벳·볼트·나사처럼 기계적으로 조이는 것은 기계적 접합이고, 금속끼리 야금적으로 이어 붙이는 것이 융접·압접·납땜이다. 이 가운데 융접은 모재를 녹여 붙이고, 압접은 접합부를 가열한 뒤 압력을 가해 큰 소성변형으로 붙인다. 납땜은 모재를 녹이지 않고 모재보다 융점이 낮은 금속을 녹여 접합부에 넣어 표면장력으로 붙이는 방법이며, 450℃를 기준으로 연납과 경납으로 나눈다.
플러그 용접은 겹친 모재의 한쪽에 구멍을 뚫고 그 구멍에 용착금속을 채워 다른 쪽 모재와 접합하는 방식이다. 이처럼 접합부를 녹여 채우는 방법이 융접의 자리에 놓인다.
용어는 무엇을 가리키는지로 구분한다. 모재는 용접되거나 절단되는 금속이고, 용가재는 녹여 첨가하는 금속이다. 슬래그는 피복제가 녹아 만든 비금속 물질로 용융지 위를 덮어 보호하고 서서히 식힌다. 용입은 아크열에 의해 모재가 녹아 들어간 깊이이고, 용착은 용접봉 같은 용가재가 녹아 용융지로 옮겨져 쌓이는 현상이다. 용락은 깊이나 부피가 아니라 결함의 이름이므로 용입과 자리를 바꾸어 쓰지 않는다.
아크는 모재와 전극 사이의 전기 방전이므로 아크용접의 주된 에너지원은 전기 에너지다. 금속 원자 사이의 인력이 접합에 작용하는 유효 거리는 약 1Å이며, 이것을 센티미터로 나타내면 10⁻⁸cm다.
예제
선지 판단은 세 질문으로 정리된다. 모재를 녹였는가, 가열한 뒤 눌렀는가, 모재보다 낮은 융점의 금속만 녹였는가. 납땜의 정의에 '모재를 용융한다'를 넣으면 첫 질문에서 걸리고, 압접을 압력 없이 붙이는 방법으로 설명해도 틀린다. 용어 문제에서는 용입과 용착, 슬래그의 주체를 서로 바꾸어 놓은 짝이 함정이다. 아크용접의 에너지원을 화학 에너지나 운동 에너지로 적은 선지, 원자 간 인력 범위를 1Å이 아닌 큰 값으로 적은 선지도 원리와 어긋난다.
자주 묻는 물음
- 융접·압접·납땜은 무엇으로 가르나요?
- 모재를 녹여 붙이면 융접, 접합부를 가열한 뒤 압력을 가해 큰 소성변형으로 붙이면 압접입니다. 납땜은 모재를 녹이지 않고 모재보다 융점이 낮은 금속만 녹여 표면장력으로 접합합니다.
- 용입과 용착은 어떻게 다른가요?
- 용입은 아크열에 의해 모재가 녹아 들어간 깊이이고, 용착은 용접봉 같은 용가재가 녹아 용융지로 옮겨져 쌓이는 현상입니다. 슬래그는 피복제가 녹아 생긴 비금속 물질로 용융지 위를 덮어 보호합니다.
- 아크용접의 주된 에너지원과 원자가 접합하는 거리는 무엇인가요?
- 아크는 전극과 모재 사이의 전기 방전이므로 주된 에너지원은 전기 에너지입니다. 금속 원자 사이의 인력이 작용하는 유효 거리는 약 1Å이고, 이는 10⁻⁸cm에 해당합니다.
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