자동차정비소, 자동차학과, 자동차정비기사 등 자동차정비사업 요점정리 19. 장비관리 9

19. 장비관리 9

 

5. 용접기

가. 아크용접

전극봉과 모재 사이에 전류를 통하면 높은 열을 내는 아크(arc)가 발생한다. 이와 같
이 전기적 에너지를 아크라는 현상을 이용하여 열에너지로 바꾸어 그 열을 이용하여 용
접하는 것을 아크용접이라 한다.

(1) 피복 아크용접
용접기로부터 용접봉과 모재에 전류를 공급하여 전류를 흐르게 하고 용접봉 끝을 모
재에 살짝 접촉시켰다가 떼면 강한 빛과 높은 열(약 5,000℃)을 내는 아크가 발생한다.
이 아크의 높은 열에 의해 용접봉이 녹아서 금속 증기 또는 쇳물 방울이 되어 아크 열
에 의해 녹은 모재가 되어 아크 열에 의해 녹은 모재와 융합하여 용접 금속을 만듦으로
써 용접이 이루어지게 된다.
이때, 녹은 쇳물 부분을 용융지, 모재가 녹은 깊이를 용입이라 하며, 용접봉이 용융지
에 녹아 들어가는 것을 용착된다고 한다.

피복 아크 용접의 개요도

가) 아크 현상과 극성
아크 용접할 때 아크가 발생되면 이 아크를 통하여 큰 전류가 흐르게 되는데, 이 전
류는 금속 증기나 그 주위의 각종 기체 분자를 해리하여 양이온과 전자로 분리되고,
이들이 각각 양극과 음극을 향하여 고속도로 운동하므로 아크 전류가 흐르게 된다.
피복 아크 용접에서 직류와 교류 전원 중 어느 것을 사용하느냐에 따라 직류 아크
용접 또는 교류 아크 용접이라 한다.

직류 아크 용접에서 모재와 용접봉에 음극과 양극 어느 것이 연결되느냐에 따라
용접 결과에 많은 차이가 나게 된다. 모재에 양극(+)을 연결하고, 용접봉에 음극(-)
을 연결하는 것을 정극성(DCSP)이라 하며, 이 경우 모재의 용입이 깊고 용융 속도
가 늦어지게 된다. 이와 반대의 방법으로 전원을 연결하는 방법을 역극성(DCRP)이
라 하며 용접봉의 용융 속도가 빠르고 모재의 용입이 얕아진다. 따라서, 박판의 용
접에는 용락을 피하기 위하여 역극성을 사용하는 것이 좋다.

 

 

직류 아크 용접의 극성

나) 피복 아크 용접기
피복 아크 용접기는 분류 방식에 따라 여러 가지로 나눌 수 있으나 보통 사용 전류
에 따라 분류하는 경우가 많다.

아크 용접기의 분류

표는 교류 아크 용접기의 규격을 나타낸 것이며, 이 규격에서 AW는 교류 아크 용
접기를, AW 다음의 수치는 정격 2차 전류를 나타낸다.

교류 아크 용접기의 규격(KS C 9602)

교류 아크용접기

다) 피복 아크 용접용 용구
① 용접봉 홀더
용접봉의 끝을 꼭 잡고 용접 전류를 용접 케이블에서 용접봉에 전달하는 기구
로서, A형 홀더는 그림과 같이 손잡이 외의 부분가지도 절연해 놓은 것으로서
안전 홀더라고 하며, B형은 손잡이 부분 외에는 전기적으로 절연되지 않고 노
출된 것이다.

 

② 케이블, 접지 클램프
용접기에 사용하는 전선은 1차측 케이블과 2차측 케이블의 두 종류가 있다. 1
차측 케이블은 전원에서 용접기까지를 연결해 주는 것이고, 2차측 케이블은 용
접기에서 모재나 홀더로 연결되는 것이다.
어느 것이나 용접기의 용량에 알맞은 것을 선택해야 하며, 특히 2차측 케이블
은 유연성이 좋은 캡 타이어 전선을 사용한다.
접지 클램프는 용접 케이블을 모재에 손쉽게 연결 혹은 분리할 수 있도록 하
기 위해 사용하는 것이다.

 

아크 용접 용구

③ 보호 기구
용접 작업 중에는 아크에서 자외선과 적외선 등의 해로운 광선이 발생되고 또
스페터가 튀어 나오므로 작업자의 얼굴이나 머리를 보호하기 위해 [그림 1-122]
와 같은 용접용 기구나 공구를 사용한다. 특히 헬멧이나 핸드 실드에는 해로운
광선으로부터 눈을 보호하기 위해 차광유리를 끼워서 사용하는데, 가스 용접의
경우는 3, 4번을 전기 용접의 경우는 10, 11번을 사용한다.
④ 자동전격방지기
용접작업 시에만 주회로를 형성하고, 그 외에는 출력 측의 2차 무부하 전압을 저
하시키는 장치로 아크 발생을 정지시켰을 때 0.1초 이내에 용접기의 출력 측 무
부하 전압을 자동적으로 25V 이하의 안전전압으로 강하시키는 장치이다.

(2) 불활성가스 아크용접
불활성 가스 아크 용접은 헬륨이나 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 속에서 텅스텐 또
는 금속선을 전극으로 하여 모재와의 사이에 아크를 발생시켜 용접하는 방법으로 용접
부가 불활성 가스에 의해 보호되기 때문에 피복제나 용제가 불필요하며, 특히 산화되기
쉬운 알루미늄, 구리, 스테인리스강 등의 용접에 적합하다.
가) 불활성 가스 텅스텐 아크 용접(티그용접)
텅스텐 봉을 전극으로 사용하여 가스 용접과 비슷한 조작 방법으로 용가재를 아크
열로 용해시키면서 용접한다. 텅스텐 전극은 거의 소모되지 않으므로 비용극식 또
는 비소모식 불활성 가스 아크 용접법이라고도 한다.

불활성 가스 아크용접

나) 불활성 가스 금속 아크 용접(미그 용접)
금속선을 전극으로 사용하는 방법으로 금속선이 녹아 용착 금속이 되기 때문에 용극식 또는 소모식 불활성 가스 아크 용접이라고도 한다.
금속선은 지름이 0.8~3.2mm의 것이 릴에 감겨 있어 3~5m/min 정도의 속도로
송급된다.
다) 탄산가스 아크용접
탄산가스 아크 용접법은 아르곤이나 헬륨 같은 불활성 가스 대신에 탄산가스를 사
용한 용극식 용접 방식으로 CO2 용접이라고도 한다.
연강 재료의 용접에 값비싼 불활성 가스를 사용하는 것은 비경제적일 뿐만 아니
라 용착 금속 내부에 기공이 발생하기가 쉽다.
따라서, 연강의 용접에는 값이 싼 탄산가스를 이용하는 탄산가스 아크 용접법이
훨씬 우수하다.
탄산가스(CO2)는 아르곤과 같은 완전한 불활성 가스가 아니므로 아크 열과 접촉
하게 되면 CO가스와 원자 상태의 산소(O2)로 분해되어 산화성으로 되기 쉬우나,
용접봉 중에 망간과 규소량이 적당히 들어간 용접봉에 아르곤을 혼합하여 사용하면
기공을 방지하고 더욱 용접이 잘 된다.

탄산가스 아크용접

(3) 점검
가) 용접기의 점검
① 기계적 사항
● 홀더의 절연커버 파손 여부를 확인한다.
● 1차측, 2차측 용접케이블 및 접속부의 충전부 노출 여부를 확인한다.
● 이상한 진동, 소음, 냄새가 없는가?
● 케이블 접속부에 열이 발생되지 않는가?

● 케이블에 절연 손상의 요소는 없는가?
● 각 접속부가 느슨하지 않는가?
● 소화기, 방화복, 용접봉을 확인, 준비한다.
● 자동전격방지기가 정상적으로 작동하는지를 확인한다.
● 자동전격방지기 고장 시 경보장치는 정상적으로 작동하는가?
② 전기적 사항
● 습기가 있는 지역에서의 안전조치를 확인한다.
● 용접기 케이블의 접지봉 또는 접지선 접지 실시여부를 확인한다.
● 용접 케이블의 손상여부를 확인한다(전류용량에 맞는 전선인지 확인)
● 전선, 전극용 홀더, 토오치 등이 건조한 상태로 유지 여부를 확인한다.
● 점검은 반드시 분전반 개폐기의 입력측 전원을 끊고 5분 이상 경과 후 실
시한다.