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제목 제목기계제작법서브노트-제3장; 오타 교정
작성자 작성자서울덕성기술학원
작성일 작성일2006-06-19
내용 내용 제3장  용 접



3-1. 용접의 개요



1. 용접 특징

(1) 장점:

  - 기밀을 요할 수 있다.        

  - 재료 절약 10~15%

  - 이음 효율 향상

  - 작업속도 증가, 수명증가



(2) 단점:

  - 용접부의 결함 검사 곤란

  - 응력집중 현상이 발생한다.

  - 용접사의 양심에 따라 제품의 품질이 달라진다.



2. 종류

(1) 융접: 접합부를 가열 용융시키고, 용가제를 첨가하여 접합하는 방법

(2) 압접: 접합부를 냉간상태 또는 적당한 온도로 가열 후 국부적으로 압력을 주어 

          접합하는 방법

(3) 납땜: 저 용융점의 합금을 녹여서 접합시키는 방법



3. 각종 용접법의 정의

(1) 가스 용접: 가연성가스와 지연성가스(산소)를 혼합. 연소시켜 그 열로 용가재와 

             모재를 녹여 접합하는 방법



(2) 피복 아크용접: 모재와 전극 사이에서 아크열을 발생시켜 그 열로 용접봉과 모재를

                 녹여 접합하는 방법



(3) 서브머어지드 용접(잠호용접): 송급된 분말 용재 속에 용접 심선을 공급해 심선과 

   모재 사이에 아크열을 발생시켜 그 열로 용접봉과 모재를 녹여 접합하는 방법



(4) 스터드 용접: 볼트나 환봉 등의 선단과 모재 사이에서 발생하는 아크열을 이용하여 접합하는 방법



(5) 불활성가스 아크용접: 불활성가스(Ar, Ne, He)를 방출시켜 그 속에서 모재와 전극 

   사이에 아크를 발생시켜 용접열을 공급해 용접을 한다.



[그림-교재 참조]

















(6) 이산화탄소 아크용접: 불활성 가스 대신에 탄산가스를 노즐에서 분출시켜 아크열로 접합하는 방법



(7) 테르밋 용접: 알루미늄 분말과 산화철 분말의 혼합 반응으로 발생하는 열로 접합하는 방법

                <운반 이송이 곤란한 대형 구조물의 수리 제작시 사용>



(8) 일렉트로 슬래그 용접: 와이어와 용융슬래그 사이에 통전된 전류의 저항열로 접합하는 방법



(9) 전자 빔 용접: 진공 중에서 고속의 전자빔을 형성하여 그 전류를 이용하여 접합하는 방법



(10) 전기 저항 용접: 재료에 전기를 이용한 저항열을 발생시켜 용융시키며 가압하여 접합하는 방법



(11) 가스 압접: 접합부를 가스불꽃으로 가열시킨 후 압력을 가해 접합하는 방법



4. 자세

(1) 아래보기 자세(F: flat position)

(2) 수평 자세(H: horizontal position)

(3) 수직 자세(V: vertical position)

(4) 위보기 자세(OH: overhead position)

(5) 전자세(AP: all position)





3-2. 가스용접



1. 아세틸렌 발생기

(1) 주수식 발생기: 용기에 카바이드를 넣고 필요량의 물을 넣어 아세틸렌을 발생

(2) 투입식 발생기: 용기에 물을 넣고 필요량의 카바이드를 넣어 아세틸렌을 발생

(3) 침지식 발생기: 용기에 물을 넣고 카바이드를 천에 싸서 필요시 물에 담가서 아세틸렌을 발생

                  <안전성→위험>



2. 산소 용기

(1) 산소용기 취급시 유의 사항

   - 항상 40℃유지

   - 밸브의 개폐는 천천히



3. 불꽃 종류

 - 토치 점화: 아세탤렌+산소⇒수소+일산화탄소(C_2 H_2 + O_2 = H_2 + 2 C0)

 - 불꽃은 백색으로 눈으로 보면 안됨

 - 불꽃의 최대온도 부분은 3000~3500도

(1) 표준불꽃: 산소와 아세틸렌의 비가 1:1, C_2 H_2 + O_2 = 2CO + H_2

 - 연강, 주철 등 용접

(2) 탄화 불꽃: 과잉의 아세틸렌을 사용하는 방법

 - 스테인레스 강판, 스텔라이트, 모넬메탈 등의 용접 

(3) 산화 불꽃: 과잉의 산소를 사용하는 방법

 - 황동 용접



4. 청정기와 안전기 

(1) 청정기: 아세틸렌 발생기에서 아세틸렌 가스 중에 불순물 제거에 사용

  - 불순물: 인화수소, 황화수소, 암모니아

(2) 안전기: 발생기로 산소가 역류, 역화되는 것을 방지하기 위해

  - 수봉식: 저압용

  - 스프링식: 중압용



5. 용접 방법

(1) 전진법: 우 -> 좌

(2) 후진법: 좌 -> 우





3-3. 아크 용접



[그림-교재 참조]





















1. 용접기 종류

(1) 직류 용접기



(2) 교류 용접기 <일종의 변압기>

  - 2차 전류로 통과 => 무부하 전압이 20~80%로 떨어지는 특징

  - 특징: 리액턴스 증가, 개조 전압 증가, 용접기의 효율이 25~40%정도,

          안전성은 떨어지나 가격이 싸다.



(3) 고주파 아크 용접기: 고주파 아크를 50000~200000Hz의 고주파 전류로 전환시키므로 

   아크와 전류는 안전성이  높으며 5~10A 범위의 작은 전류에도 쉽게 작업이 가능



2. 아크 용접봉

(1) 심선: 심선의 지름은 1.0, 1.4, 2.0, 2.6, 3.2, 4.0, 5.0, 6.0, 7.0, 8.0mm 중에서 선택

  - 3.2~ 6.0mm가 가장 많이 사용된다.



[그림-교재 참조]



















(2) 피복제의 역할

  - 대기중의 산소와 질소의 칩입을 방지하고 용융 금속을 보호한다.

  - 용착금속의 기계적 성질을 개선한다.

  - 용융 금속의 응고와 냉각 속도를 지연시켜 준다.



cf) 연강용 피복 용접봉의 표시방법



  ex: E  43  #  %



  - Z: Electric arc welding의 첫 글자

  - 43: 용착금속의 최소 인장강도

  - #: 용접자세

  - %: 피복제의 종류

       



(3) 결함과 방지법



[교재 참조]







4. 아크 절단 

(1) 탄소 아크 절단: 직류 정극성(DCSP)

(2) 금속 아크 절단: 직류 정극성(DCSP)

(3) 아크 에어 기우징: 전압 35~45V, 전류 200~500A

(4) 산소 아크 절단: 직류 정극성(DCSP)

(5) MIG 아크 절단: 직류 역극성(DCRP)

(6) TIG 아크 절단: 평소엔 전극 사용

(7) 플라스마 아크 절단: 펀치 효과





3-4. 압접 



[교재 참조]



1. 저항 용접

(1) 겹치기 이음-교재참조

  - 점 용접 

  - 시임 용접

  - 프로젝션 용접



(2) 맞대기 이음-교재참조

  - 프래시 용접

  - 업셋 용접

  - 충돌 용접



2. 기타

(1) 가스 압접 

   : 접합부분 재결정 온도 이상으로 가열 ⇒ 축 방향으로 압축력을 가하여 압접

  ① 밀착법: 접합면을 밀착시키고 토치로 가열 접합하는 방법

  ② 개방법: 접합면을 떼어 놓고 토치로 가열 가압하여 접합하는 방법



(2) 단접: 용접을 가열 해머 등으로 타격을 가하여 압접

(3) 마찰 용접: 모재를 한 쪽에 고정, 다른 쪽은 고속회전에 의한 마찰열로 압접하는 방법

(4) 초음파 용접: 모재에 초음파(18kHz) 횡진동을 주어 진동에너지에 의해 접촉부의 

   원자가 서로 확산되어 접합하는 방법-비금속 플라스틱 용접, 비철금속의 용접

(5) 냉간 압접: 상온에서 가압만의 조작으로 상호간에 확산을 일으켜 압접하는 방법

(6) 폭발 용접: 순간적인 충격 및 압력으로 금속을 압접





3-5. 납땜



 - 450도(용융점) 이상: 경납

 - 450도 이하 : 연납            

 - 납땜을 할 때에 모재의 불순물을 제거하기 위해 용제를 바른다. 



1. 연납: 주석(Sn)+납(Pb)

 - 주석도금 철판이나 아연도금 철판, 황동판의 납땜에는 Sn 30~40%인 것이 많이 사용된다.



2. 경납: 연납보다 큰 강도를 요할 때 사용

(1) 황동납: Cu 30~50%, Zn 50~70%의 합금으로 융점은 800~1000도

  - 구리 합금, 강철 등에 사용

(2) 은납: Cu, Zn, Ag의 합금으로 용융점은 600~900도이며 은세공에 사용

(3) 양은납: Cu, Zn의 합금에 Ni 배합

  - 양은, Ni, 합금 등에 사용
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