개념 한 쪽
특수용접은 용접 전극과 보호가스, 자동화 유무 등에 따라 공정별 장단점이 달라진다. 용접법의 열입력과 전극 소모 여부가 용접 적합 재료나 공정 능률을 결정하므로, 용접법별 특성과 사용 조건을 명확히 구분해야 한다.
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출제기준 단원 「특수용접」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 용접기 사용률 계산 | 1 | 정격전류와 사용전류로 변경 허용 사용률을 산출하기 |
| 보호가스·전극 조합 판별 | 1 | 전극 종류와 가스 조합으로 용접법을 가려내기 |
| CO2 용접 특성 판별 | 1 | 탄산가스 아크용접의 특징과 방풍 필요 여부 판정하기 |
TIG 용접은 텅스텐 전극과 불활성 가스를 사용하여 아크를 형성하는 방법이다. 이 공정은 아크가 안정적이고 열집중도가 높아 박판과 비철금속의 정밀 용접에 유리하며 스패터 발생이 거의 없는 깨끗한 용접을 제공한다. 반면 후판과 같은 두꺼운 재료에서는 용입 깊이가 제한되고 용접 속도가 느려 능률이 떨어진다.
MIG(금속 불활성가스) 용접은 소모성 금속 전극을 사용하고 불활성 가스로 보호하여 금속 와이어가 용착금속으로 들어가는 방식이다. 이 방식은 전극이 녹아 들어가므로 연속적 용착이 가능하며 불활성가스 보호 특성으로 인해 비철 및 철 계열에서 적용 범위가 넓다.
CO2(탄산가스) 아크용접은 이산화탄소를 보호가스로 사용하는 방식이다. CO2는 열전도율이 높아 아크가 수축되고 열밀도가 높아져 용접 속도가 빠르며 용착 효율이 높다. 하지만 보호력이 상대적으로 약하므로 바람이 강한 작업 환경에서는 방풍 대책이 필요하다.
피복 아크 용접에서는 전류 극성에 따라 열분포와 용입, 비드 폭 등이 달라진다. 예컨대 직류 정극성(DCSP)은 모재가 양극으로 열이 집중되어 용입이 깊고 비드 폭이 좁아지는 특성이므로 두꺼운 판재 용접에 적합하다.
용접기는 전류와 발열 특성 때문에 사용률 개념을 적용한다. 정격 조건과 실제 사용 전류의 비에 따라 허용 사용률이 달라지며, 전류비가 1보다 크면 사용률은 정격 사용률보다 커진다는 원리를 적용한다.
1) 용접기 사용률 계산 예시 정격전류 200A, 정격사용률 40%인 용접기를 실제 175A로 사용할 경우 변경 사용률은 (정격전류 ÷ 사용전류)² × 정격사용률 공식을 적용하여 계산한다. (200 ÷ 175)² × 40% ≈ 52.24%가 허용 사용률이 된다.
2) 아세틸렌 소모 시간 계산 예시 용기 내 충전량이 총 4500L이고 300번 팁의 표준불꽃 소비량이 약 300L/h이면 사용 가능 시간은 총충전량 ÷ 시간당소비량으로 계산하여 4500 ÷ 300 = 15시간이 된다.
정격 2차전류가 200A, 정격 사용률은 40%인 아크용접기로 175A의 용접전류로 용접할 경우 허용 사용률은?
정답 ③ · 용접기의 허용 사용률을 구하는 공식은 (정격전류/사용전류)² × 정격사용률 입니다. 따라서 (200/175)² × 40 = (1.1428)² × 40 = 1.306 × 40 = 52.24% 입니다.
용접기 사용률 변경 공식은 (정격전류/사용전류)² × 정격사용률이며, 이를 대입하여 계산합니다.
다음 중 불활성가스 금속 아크용접은?
정답 ③ · 불활성 가스를 쉴드 가스로 사용하여 아크를 발생시키는 용접 방법에는 대표적으로 TIG 용접과 MIG 용접이 있습니다. TIG(Tungsten Inert Gas) 용접은 텅스텐 비소모성 전극을 사용하고, MIG(Metal Inert Gas) 용접은 금속 와이어 소모성 전극을 사용하는 불활성 가스 금속 아크 용접(Metal Inert Gas Arc Welding)에 해당합니다.
불활성 가스를 쉴드 가스로 사용하고 금속 전극(소모성)을 사용하는 용접법은 MIG 용접이며, TIG는 비소모성 텅스텐 전극을 사용한다.
탄산가스 아크용접(CO2)의 특징 중 틀린 것은?
정답 ② · 질문은 CO2(탄산가스) 아크용접의 특징 중 틀린 것을 묻고 있다. CO2 용접은 가스의 특성으로 아크가 수축되어 용접 속도가 보통의 수동 아크용접보다 빠르며, 가시 아크로 작업이 편리하고 비용 측면에서도 자동화 시 유리한 편이라 용착 금속 성질이 양호하다는 장점이 있다.
CO2 용접은 보호 가스의 열전도율이 높아 아크가 수축되어 용접 속도가 일반 아크 용접보다 빠르다.
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