용접산업기사 피복아크용접 설비 및 기구 — 아크 길이와 피복제 기능

피복아크 용접에서는 원칙적으로 짧은 아크로 작업하는 것이 안정적인 용접을 얻는 기본 원리다. 아크가 길어지면 전류가 불안정해지고 용융금속이 공기 중 산소나 질소와 접촉하여 산화·질화가 발생하기 쉬우므로 용접부 강도가 약해질 우려가 있다. 반대로 아크가 너무 짧으면 피복제가 제대로 용융되지 못하여 피복성분이 용융지에 섞여 결함을 초래할 수 있으므로 적절한 길이를 유지해야 한다.

피복제에는 여러 성분이 포함되어 각기 다른 역할을 수행한다. 가스 발생제는 아크 열로 분해되어 보호 가스를 발생시켜 용융금속을 대기로부터 차단하는 역할을 한다. 탈산제는 용융금속 중의 산소와 먼저 결합하여 산화물을 형성하고 이를 슬래그로 제거하여 용접부의 산소 함유를 낮추는 역할을 한다. 합금제나 아크 안정제, 고착제 등은 각각 용접 금속의 성질 개선, 아크 유지, 피복의 부착성 유지에 기여한다.

탄산가스 아크 용접 등 가스 보호식 용접은 용제를 사용하지 않으므로 슬래그가 발생하지 않는 특징이 있다. 반면 피복아크 용접은 피복의 분해 생성물이 보호층이나 슬래그를 형성하므로 슬래그 제거 작업이 필요할 수 있다. 용접봉의 피복 성분에 따라 수소 함유량과 흡습성, 아크 안정성 등 특성이 달라지며, 저수소계(E4316)처럼 석회석·형석 계열 피복을 사용해 수소 함유량을 현저히 낮춘 경우 흡습성이 크고 아크 불안정이 발생할 수 있으므로 보관과 작업 주의가 필요하다.

가스 용접 토치는 혼합 방식에 따라 흡입식과 압력식으로 나뉘며, 토치의 분류 기준은 산소 압력 등급이 아니라 혼합 방식이라는 점을 구분해야 한다. 산소-아세틸렌 불꽃은 불꽃심·속불꽃·겉불꽃의 구조를 가지며, 용접 시 불꽃심 끝이 용융풀에 닿지 않도록 약간 띄워 사용하는 것이 산화를 방지하는 올바른 방법이다.