가스텅스텐아크용접기능사 T형 필릿 및 모서리용접 — 사용률 계산과 수하·정전압 특성

사용률의 정의부터 잡는다. 사용률은 한 사이클 가운데 용접시간이 차지하는 비율이며, 용접시간을 용접시간과 휴식시간의 합으로 나누어 100을 곱한다. 사용률 40%는 10분 중 4분을 쓰고 6분을 쉬라는 뜻이므로, 4분을 용접했다면 휴식은 6분이다.

정격보다 낮은 전류로 쓰면 허용 사용률이 올라간다. 허용 사용률은 정격 2차 전류를 실제 용접 전류로 나눈 값의 제곱에 정격 사용률을 곱해 구한다. 정격 200A, 정격 사용률 40%인 용접기로 130A를 쓸 때는 (200 ÷ 130)² × 40 ≈ 95%가 된다. 발열이 전류의 제곱에 비례하기 때문이며, 문제에 함께 주어진 아크 전압 30V는 이 식에 쓰이지 않는다.

형식 기호와 사용률도 짝지어 둔다. AW는 표준형으로 정격 사용률이 40% 수준이고, AWL은 저사용율형, 곧 경작업용으로 30%다. AWL-130의 정격 사용률은 30%이며, 40%나 60%는 AWL의 값이 아니다. AW 500은 아크 용접기 가운데 정격 2차 전류가 500A인 기기를 뜻한다.

전류 조정 방식은 무엇을 움직이는지로 갈린다. 가동철심형은 철심을 이동시켜 누설 리액턴스를 바꾸므로 전류를 연속적·무단으로 조정하고 미세 조정이 가능하지만, 광범위한 조절은 다소 어렵고 철심이 떨려 소음이 난다. 코일의 감은 수, 곧 감수를 바꾸는 조정은 탭 방식 용접기의 원리이지 가동철심형이 아니다.

특성은 사람이 손으로 잡는지 기계가 와이어를 보내는지로 갈린다. 수동 아크 용접은 아크 길이가 수시로 변하므로, 전류가 늘면 전압이 크게 떨어지는 수하 특성과 정전류 특성을 갖춘 전원이 필요하다. 반대로 상승 특성과 정전압 특성은 와이어를 기계가 자동 송급하는 CO2·서브머지드 아크 같은 자동·반자동 용접기에 어울린다.

교류와 직류의 성질도 계산과 함께 확인한다. 교류는 구조가 간단하고 값이 싸며 고장이 적고 취급이 쉽지만, 극성이 계속 바뀌어 아크가 불안정하고 무부하 전압이 높아 감전 위험이 크며 역률이 낮다. 직류는 아크가 안정되고 정극성·역극성을 골라 쓸 수 있으나 구조가 복잡하다. 전류 조정에서 조작이 간단하고 소음이 없으며 원격조정이 가능한 형식은 가포화 리액터형이다.