개념 한 쪽
서브머지드 아크 용접(SAW)은 분말 형태의 용제가 용접부를 덮은 상태에서 전극 와이어를 연속 공급하며 아크로 용접을 행하는 방법이다. 이 공정은 대전류를 사용하여 깊은 용입과 빠른 용접 속도를 얻을 수 있으나 분말의 유동성 때문에 자세 제약이 따른다. 용제의 제조 방식에 따라 용융형과 소결형으로 나뉘며 각기 다른 물리적 특성을 보인다.
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출제기준 단원 「서브머지드아크용접」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 적용 공정 선택 | 1 | 두꺼운 판재의 능률적 용접법을 고르는 문제 |
| 용제 제조 방식 특성 | 1 | 용융형 및 소결형 용제의 물리적 특성 대비 |
| 공정 간 두께 적용 비교 | 1 | 여러 용접법을 두께 적용 범위로 비교하여 선택 |
서브머지드 아크 용접은 용접부를 분말(플럭스)로 덮고 아크를 그 아래에서 발생시키는 공정이다. 분말이 외부에 노출된 아크를 가려주므로 스패터와 산화를 줄일 수 있고, 아크가 안정되어 높은 전류 운용이 가능하다. 이로 인해 용입이 깊고 용접 속도가 빨라 두꺼운 판재의 맞대기 용접이나 대량 생산에 유리하다.
분말 용제는 제조 방식에 따라 용융형과 소결형으로 구분한다. 용융형 용제는 고온에서 녹여 유리질 형태로 만들기 때문에 화학적 균일성이 좋고 흡습성이 낮아 재건조가 필요 없으며, 사용 후 회수·선별하여 재사용할 수 있다. 반면 소결형 용제는 가루를 눌러 만든 구조라 흡습성이 높아 사용 전에 건조가 필요하다.
서브머지드 아크 용접은 다전극 구성이 가능하다. 전극을 직렬로 앞뒤 배치하고 각각 독립 전원에 연결하는 방식은 텐덤식이라 하며, 용접 속도를 극대화하는 데 유리하다. 전극을 횡방향으로 나란히 배치하여 복사열 중심으로 용접하는 횡직렬식은 모재로 전달되는 열이 상대적으로 적어 용입이 얕아 스테인리스강 등의 덧붙이 용접에 적합하다.
이 공정의 주요 장단점을 정리하면, 장점으로는 고속 용접과 깊은 용입, 연속 와이어 공급에 따른 높은 능률이 있고, 단점으로는 분말의 유동성 때문에 수평 또는 거의 수평 자세에서 주로 운용되어 자세 제약이 따른다. 용접헤드는 와이어 송급장치, 콘택트 팁, 제어 장치 등 용접 작동에 직접 관여하는 부품으로 구성된다.
서브머지드 아크 용접 관련 출제는 보통 적용 대상(두꺼운 판재, 능률)이나 용제의 제조 방식별 특성, 다전극 구성의 명칭과 특징을 묻는 방식으로 나온다. 예를 들어 '두꺼운 판의 능률적 용접'이 키워드로 나오면 분말로 덮인 상태에서 대전류·연속 와이어 공급이 가능한 서브머지드 아크 용접을 선택한다. '용융형 용제의 특성이 아닌 것'을 물으면 흡습성이 높아 재건조가 필요하다는 설명을 고르면 틀리다(그 특징은 소결형에 해당한다). 다전극에서 '독립 전원에 각각 연결'이라는 조건이 있으면 텐덤식으로 답을 정한다.
문제 풀이 요령은 키워드 매칭이다. '두꺼운 판'·'능률'·'연속 공급'은 서브머지드 아크의 장점을 가리키며, '유리질·저흡습·재사용 가능'은 용융형 용제의 특성으로 연결하면 된다. 전극 배치 관련 보기에서는 직렬·횡방향 배치에 따른 용입 성향을 떠올려 선택하면 정답에 도달한다.
용접법 중 가장 두꺼운 판을 용접할 수 있는 것은?
정답 ① · 문항은 여러 용접법 중에서 가장 두꺼운 판을 용접할 수 있는 방법을 묻고 있다. 일렉트로 슬래그 용접은 슬래그의 저항열을 이용해 연속적으로 많은 열을 공급할 수 있어 매우 두꺼운 판재를 단일 패스로 용접할 수 있는 공정이다.
일렉트로 슬래그 용접은 전극을 연속 공급하며 슬래그 용융열로 두꺼운 재판을 한 번에 용접할 수 있는 방법이다.
서브머지드 아크 용접의 용제에 대한 설명이다. 용융형 용제의 특성이 아닌 것은?
정답 ② · 서브머지드 아크 용접의 용제는 제조 방식에 따라 용융형과 소결형으로 나뉩니다. 소결형 용제는 유리질이 아니어서 흡습성이 높아 사용 전 재건조가 필요하고, 다양한 합금 원소를 첨가할 수 있습니다.
용융형 용제는 유리질로 만들어져 화학적 균일성이 좋고 흡습성이 낮으며, 흡습성이 높아 재건조가 필요한 것은 소결형 용제의 특징이다.
다음 용접법 중 가장 두꺼운 판을 용접할 때 능률적인 것은?
정답 ② · 문항은 가장 두꺼운 판을 용접할 때 능률적인 용접법을 묻고 있다. 서브머지드 아크 용접은 고전류·연속 전극 공급으로 용입이 깊고 용접 속도가 빠르며 대량·두꺼운 판재의 맞대기 용접에서 생산성이 높다.
서브머지드 아크 용접은 전극 소모량이 많고 용입 깊이가 깊어 두꺼운 판의 대량 용접에 가장 효율적이다.
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