피복아크 용접봉의 피복제는 아크를 안정화하고 용착금속의 성질을 개선하는 합금원소를 공급하며 용탕 내 불순물을 제거하는 탈산 정련 기능을 수행한다. 또한 피복제의 열분해로 발생하는 가스와 슬래그는 용융 금속을 대기와 격리하여 산화나 질소 흡입을 방지한다.
피복제의 기능 중 전기 전도성 향상은 본래의 주된 목적이 아니며, 수분을 많이 포함하는 것은 오히려 용접결함을 유발하는 부정적 요인이 된다. 피복제는 보호와 품질 향상이 주목적이므로 전기적 특성이나 수분 다량 보유는 적합한 성질이 아니다.
저수소계 피복아크 용접봉은 용접부의 수소 취성 예방을 위해 건조 보관과 고온 건조 처리가 필요하다. 표준 건조 조건은 비교적 높은 온도에서 일정 시간 건조하여 봉 표면의 수분을 제거하는 방식이며, 불충분한 건조는 수소로 인한 균열 위험을 초래한다.
용접봉의 용융속도는 용접봉 자체가 단위 시간 동안 얼마나 빨리 소모되는지를 나타내며, 이는 용착속도(용착금속의 중량)와 구별된다. 용융속도는 공정의 생산성과 소비량 관리를 위해 중요한 지표가 된다.
서브머지드 아크용접은 플럭스에 의해 아크가 덮여 보이지 않는 특징이 있고, 대전류 운용으로 용입이 깊으며 용접능률이 높아 장선 연속용접에 적합하다. TIG 용접에서는 불활성 가스, 특히 아르곤을 사용하여 용융부를 보호한다.
예제
피복제의 역할을 묻는 문제에서는 아크 안정화, 합금 첨가, 탈산 정련의 세 가지를 먼저 떠올린다. 예를 들어 "피복제가 전기 전도성을 높인다"는 보기나 "피복이 냉각속도를 빠르게 한다"는 보기는 피복제의 주된 기능과 어긋나므로 오답으로 판정한다.
저수소계 용접봉 건조 조건을 묻는 문제는 '저수소계'라는 키워드로 높은 온도에서 일정 시간 건조하는 답안을 선택한다. 건조 온도나 시간이 낮으면 수분 제거가 불충분하여 수소 취성이 발생할 수 있다는 점을 근거로 오답을 배제한다.
용융속도 정의 문제에서는 '단위 시간당 소모되는 용접봉의 길이 또는 무게'라는 표현을 기준으로 정답을 고른다. 용융속도와 용착속도의 차이를 묻는 변형 문제에서는 '용융=봉 소모, 용착=금속 적층' 식으로 구분하여 답을 도출한다.
대표 기출 3문항
불활성가스 텅스텐 아크용점(TIG용접)에서 아크쏠림(Arc Blow 또는 Magnet Blow) 현상이 일어나는 원인이 아닌 것은?
자장 효과(magnetic effects)
용접 전류 조정이 너무 낮게 되었을 때
텅스텐 전극봉이 탄소에 의해 오염되었을 때
풋 컨트롤(foof control)장치로 전류를 강소시킬 때
정답과 해설 보기
정답 ④ · 아크 쏠림(Arc Blow) 현상은 주로 직류(DC) 용접 시 발생하며, 모재 내부의 자기장(Magnetic field) 불균형, 텅스텐 전극봉의 탄소(Carbon) 오염, 또는 용접 전류가 너무 낮아 아크가 불안정해질 때 주로 발생합니다. 반면, 풋 컨트롤(Foot control) 장치는 용접기의 전류를 강소(차단)시키는 기능을 수행하지만, 이것이 아크 쏠림 현상의 직접적인 원인은 아니며 단순한 전류 조절 기구에 불과합니다.
아크쏠림은 자기장 불균형, 탄소 오염, 저전류 불안정 등 물리적 요인이 원인이므로 풋 컨트롤은 단순 조절 장치로 원인이 아니다.
저수소계 피복아크 용접봉의 건조온도 및 건조시간이로 다음 중 가장 적합한 것은?
100~150℃, 3~4시간
150~200℃, 2시간
200~300℃, 3시간
300~350℃, 1~2시간
정답과 해설 보기
정답 ④ · 문제는 저수소계 피복아크 용접봉을 건조할 때 적절한 온도와 시간을 묻고 있다. 저수소계 전극은 피복 내 수분을 완전히 제거해야 하므로 비교적 높은 온도에서 짧은 시간 동안 건조하는 것이 표준 조건이다.
저수소계 피복아크 용접봉은 수분 제거를 위해 300~350℃에서 1~2시간 건조하는 것이 표준 건조 조건이다.
피복아크 용접에서 용접봉의 융용속도를 가장 적합하게 나타낸 것은?
단위시간당 소비되는 용접봉의 길이 또는 무게
단위시간당 용착되는 용착금속의 총중량
1시간당 소비되는 용접봉의 무게
1일에 소비되는 용접봉의 총 중량
정답과 해설 보기
정답 ① · 문항은 피복아크 용접에서 용접봉의 용융속도 정의를 묻고 있다. 용융속도는 단위 시간당 소비되는 용접봉의 길이 또는 무게로 정의되며, 용접 공정의 공급량과 소모량을 나타내는 지표이다.
용접봉의 용융속도는 단위 시간당 소모되는 용접봉의 길이 또는 무게로 정의되며, 용접 효율 및 공정 설계의 핵심 지표이다.