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- 정진 진
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1 용접공학하계대학 CO2/MAG 용접의기본원리와솔리드와이어의특성 모니텍 황동수
2 차례 1. GMAW 의분류 2. GMAW 의기본원리 3. 용적이행모드의종류및특성 4. GMAW 용차폐 GAS 의종류및특성 5. GMAW 용솔리드와이어의종류및특성 6. 용접재료의최근개발동향 2
3 1. GMAW 의분류 [ Gas Metal Arc Welding ] MAG 용접 [Metal Active Gas] CO2 용접 차폐가스 : CO 2 100% 주용도 : 연강, 고장력강 ( 中厚판의용접 ) 용접용와이어 : 탈산제 (Si,Mn,Ti, 등 ) 이많이함유된와이어 혼합가스용접 차폐가스 : Ar %CO 2 주용도 : 연강, 고장력강, 저합금강, 아연도강판 ( 중, 박판의용접 ) 용접용와이어 : CO 2 용접용와이어보다탈산제가적은와이어 MIG 용접 [Metal Inert Gas] 차폐가스 : Ar + (1~6% O 2 또는 H 2 /He 소량첨가 ) 주용도 : 알루미늄, 스테인리스강, 내열강 용접용와이어 : 알루미늄, 스테인리스, 내열강와이어 3
4 2. GMAW의기본원리 Power Source : 정전압특성, DCEP Shielding Gas : CO 2 100% Ar 80% + CO 2 Ar 98% + 2%CO 2 (or O 2 ) Filler Metal : Carbon Steel Stainless Steel Low Alloy Steel Copper Aluminium 4
5 GMAW 에서의탈산반응식 CO 2 ( 차폐GAS 中 ) CO + [O] Fe( 모재 )+[O] FeO 이단계에서FeO중의 [O] 를탈산제로써제거하여야기공결함을방지할수있다. FeO + C( 모재 ) Fe + CO( 기공결함의원인 ) 용접와이어에함유된탈산제에의한기공발생의방지 2FeO + Si( 와이어중탈산제 ) 2Fe + SiO 2 ( 슬래그 ) FeO + Mn( 와이어중탈산제 ) Fe + MnO( 슬래그 ) 2FeO + Ti( 와이어중탈산제 ) 2Fe + TiO 2 ( 슬래그 ) * 탈산력 : Ti > Si > Mn 5
6 전원특성 : Constant Voltage Long ARC 전전원특성 L Arc특성압(V) S Short ARC LONG ARC SHORT ARC L 전류 (A) S 6
7 CO 2 /MAG 용접에서돌출길이의영향? 돌출길이증가 : 와이어자체저항증가 [ V= IR ] 전류감소 ( 정전압전원특성 ) Arc 불안정 기공결함 돌출길이감소 : 와이어자체저항감소 [ V= IR ] 전류증가 Arc 길이 ( 약간 ) 증가 by 전류증가 노즐및 Tip 부착스패터증가 7
8 용접속도의영향 용접능율을향상시키기위해선용접전류및속도를올려야하나, 그림에서와같이적정사용범위가아주좁아진다! 용접속도의영향 : 용입깊이, 비드형태, Arc안정성 용입깊이와의관계 : 속도증가초기에는증가, 어느속도이상부터감소 용접속도과대 Humping Bead발생 용접속도과소 용융지위에서 Arc발생 용접속도 험핑비드 적정범위 용접전류 8
9 3. 용적이행모드의종류및특성 1) 단락이행모드 (Short Circuit Transfer) 입열량이낮은조건에서나타남. 용입이얕고, 박판용접에최적 전자세용접에효과적 ( 용융지응고속도빠르다 ) Low Voltage & Small Diameter & Low Deposition Rate 초당약 회용적이행 9
10 2) 입상이행모드 (Globular Transfer) 입열량이높은범위 & CO 2 Gas 차폐시나타남. 용입이깊고, 중후판용접에적용. 하향, 수평자세에만적용가능. Medium,High Voltage & Higher Deposition Rate Wire 경보다더욱크게성장된Droplet이중력에의해 이행됨. 용입불량또는기공결함가능성이낮다.( 교반효과크다 ) 초당약 회용적이행 Spatter발생이많으며, Buried Arc에의해감소시킬수있다. 10
11 3) 스프레이이행모드 (Spray Transfer) 입열량이높은범위및 Ar 또는 Ar Rich Mixed Gas 차폐시나타남. 입상이행보다용입이얕은편이며, 중후판용접에적용. 하향, 수평자세에만적용가능. Medium,High Voltage & Higher Deposition Rate Wire 경보다작은Droplet이수백회 /sec 이행 용입불량및기공결함발생가능성大 ( 교반효과적다 ) Stable Arc & Less Spatter 11
12 4) Pulsed Gas Metal Arc Welding 정밀제어된 Arc 의특성이용 (1 drop per 1 pulse) Ar 또는 Ar Rich 차폐 Gas 사용 Low Heat Input에서도가능 전자세용접에서활용가능 High Travel Speed용접에활용 Zn 도장강판등내pit 성이필요한경우적용 장점 : Arc 특성양호, Less Spatter, Less Fume, 용입불량해소 12
13 4. GMAW용차폐가스의종류및특성 종류 : CO 2 GAS : 반응성이크다.( 분자상기체로온도에따라분해 ;CO 2 CO + O) 단락이행및입상이행만나타나므로, 상대적으로 Arc 불안, Spatter 다발, Arc 소음이크다. 가격이저렴. 용입이깊다.( 열적핀치현상大 ) Ar GAS : 불활성이다.( 원자상기체로온도에따라분해되지않는다.) 공기의 1.4배비중.( 용접금속보호기능大 ) Arc가넓게형성된다.( 열적핀치현상少 ) 용접에미치는영향 아크특성, 용입깊이, 비드형상, 언더컷, 청정작용, 기계적성질, 용접비용 13
14 차폐가스의종류에따른용접특성비교 항목 CO 2 Gas Ar-CO 2 Gas 이행모드 (Transfer Mode) S.C.T & Globular S.C.T & Spray Spatter Bead 외관 용입깊다깊으나 Finger 상 (Penetration) 이되기쉽다. Slag 량 소량 극히소량 기타 - Arc광이강하다 14
15 차폐가스의조성비에따른 Spatter 발생량변화 1.0 노즐부착 Amp 350A : 글로블러이행에서 Spray이행이되기위해서 70% 이상의 Ar첨가가필요 180A : 단락이행이主이므로스패터량의차이少. 스패터 Amp CO 2 100% Ar 100% 15
16 5. GMAW 용솔리드와이어의종류및특성 용접용솔리드와이어의구비조건 CONSISTENT FEEDABILITY ARC STABILITY Wire Consistency = Key of (Robotic) Welding Cu Adhesion Surface Treatment Proper Raw Material 16
17 종류및특성 (JIS/KS 분류 ) 종류차폐가스적용강종용도주요성분 YGW11(ZO-26) YGW12(KC-28) YGW13 YGW14(KC-25) YGW15(ZO-27) YGW16(KC-25M) YGW17 100%CO 2 연강, 490N/mm2 고장력강 Ar+20%CO 2 大전류용小, 中전류용 大전류용 小, 中전류용 Si,Mn,Ti Si,Mn Si,Mn,Al,Ti 규정없슴 Si,Mn,Ti Si,Mn 규정없슴 YGW18(ZO-55) 100%CO 2 540N/mm2 大전류용 Si,Mn,Mo,Ti YGW19 Ar+20%CO 2 고장력강 용접특성및용접금속의기계적성능은와이어의화학성분에의해대부분결정된다. 즉, 용도에따라와이어의종류를정확히선택하는것이중요하다. 17
18 종류및특성 (AWS 분류 ) C Si Mn 기타비고 ER70S Ti,Zr,Al ER70S ER70S ER70S Al ER70S KC-28 가장 ER70S ER70S-G 널리사용 18
19 각규격별특성및용도 Spec. 주요성분주용도 ER70S-2 Ti,Al,Zr Triple Deoxidants 포함강력한탈산력보유 Single Pass Welding Rusty & Dirty Surface ER70S-3 Low Si, Mn 박판용접용 ER70S-6 High Si, Mn 가장일반적으로사용 ER70S-G 규격외품 타규격과의호환성해결즉, JIS전용규격품 (ZO-26,27등 ) 19
20 ( 참조 ) 고전류용및저전류용와이어의차이? *100% CO2, 하향자세와이어 :1.2mm, 용접속도 :30cpm YGW11 YGW12 고전류용접시 : YGW11 Type (Ti 함유 ) 사용 Spatter및 Fume적다. 단락적고 Arc안정 Ti( 고전류역에서 Arc 안정화 ) 저전류용접시 : YGW12 Type (Ti 無 ) 사용 단락이행횟수多, 저전류역에서 Arc안정 박판의경우 YGW14 단分락당회수 分당 흄량分당 스패터량 (mg (g 전류 (A) 전압 (V) 용적이행 글로블러 단락 20
21 6. 용접재료의최근개발동향 후판고전류, 고속용접증가 : 건설기계, 철골산업중심 YGW11 또는 YGW15 1.2mm Wire로 450 Amp 고전류용접 고속송급에따른 Cu 도금밀착력이뛰어난 premium급와이어사용 고입열, 고 pass간온도용고장력강용접와이어채택 : 철골산업 합금성분계조정, 고입열에도강도유지가능한소재사용 JIS YGW18, YGW19 Grade Wire(2000년신규제정 ) 박판, 고속용접용와이어개발 용접금속의표면장력, 점성조정 ( 화학성분계 ) Max. 300cm/min 21
22 Copper Free Wire 적용 Cu Flake에의한장시간용접시 Tip막힘등에유리 아연도강판용솔리드와이어 내 PIT성강화 (Si, Mn등성분계조정 ) Low Spatter Wire 국산화개발 22
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연구논문 강의전기저항점용접부너깃직경에미치는 함량의영향 공종판 강길모 한태교 진광근 강정윤 부산대학교재료공학부 기술연구원 Effect of Si content on Nugget Diameter of Electric Resistance Spot Welded Dual Phase Steel Jong-Pan Kong*, Gil Mo Kang*, Tae-Kyo Han**,
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1. 서론 수리학의정의 수리학 (hydraulics) 또는수리공학 (hydraulic engineering) 은유체 (liquid) 특히물의역학을다루는분야로물의기본성질및물과물체간에작용하는힘뿐만아니라물과관련된구조물이나시스템의계획및설계를연구하는응용과학의한분야이다. 1 장강의내용 - 유체의정의 - 물의상태변화 - 차원및단위 - 점성 - 밀도, 단위중량및비중 - 표면장력및모세관현상
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Various Aspects of Engineering 1. Design - Effective Design = Structure + Material 2. Manufacturing - Fabrication(-ing technology) - Performance Test 3. After-Service - Reliability and Maintenance - Failure
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연구논문 용접에서가스력을이용한비드형상제어를위한실드가스노즐의최적형상에관한연구 벤투리노즐의위보기자세용융금속제어효과 함효식 서지석 최윤환 이연원 조상명 부경대학교대학원소재프로세스공학과 부경대학교대학원조선시스템관리공학협동과정 부경대학교기계자동차공학과 부경대학교신소재공학부 A Study on Optimum Shape of Shield Gas Nozzle for Bead
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27 연구논문 페라이트계스테인리스강 MAG 용접의기계적물성에관한연구 이경철 * 김재성 * 김현재 * 임경호 ** 이보영 **, * 한국항공대학교항공우주및기계공학과 ** 한국항공대학교항공우주및기계공학부 A Study on the Mechanical Properties of MAG Weld on Ferritic Stainless Steel Sheets Gyeong-cheol
More informationSchematic image What 도금층 is 는알루미늄, 아연, 실리콘과마그네슘을합금하여철판에용융도금한제품으로고내식성을요구하는모든용도에적합하도록설계되었습니다. 의도금층은 55% 알루미늄, 43.4% 아연과마그네슘, 1.6% 실리콘으로구성되어있습니다. Al-Zn-M
특허번호 : 10-1535073 www.luxteel.com www.dongkuk.com Magnesium-Aluminum-Zinc alloy coated GalvaLume Steel for next generation 서울본사 Seoul Head Office 서울특별시중구을지로 5 길 19 페럼타워 FERRUM TOWER, 19, Eulji-ro 5-gil,
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50 기술논문 내마모판의광폭경화육성용접비드형성을위한트윈토치 CMAW 공정개발 조상명 * 김성덕 ** 황규민 *** * 부경대학교신소재공학부소재프로세스공학전공 ** 두산중공업베트남법인 *** 부경대학교소재프로세스공학부 Development of Twin Torch Compound Metal Arc Welding Process to Form for Wide Hardfacing
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GTAW 펄스용접조건에따른타이타늄정밀관의용입, 변색및굽힘특성 민성환 안성용 박지태 박영도 강남현 大韓熔接 接合學會誌第 32 卷 6 號別冊 2014. 12 4 연구논문 ISSN 1225-6153 Online ISSN 228-8955 GTAW 펄스용접조건에따른타이타늄정밀관의용입, 변색및굽힘특성 민성환 * 안성용 ** 박지태 *** 박영도 **** 강남현 **,
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제 7 장. /S 에필요한내용 1] IGBT 취급시주의사항 ) IGBT 취급시주의 1) 운반도중에는 Carbon Cross로 G-E를단락시킵니다. 2) 정전기가발생할수있으므로손으로 G-E 및주단자를만지지마십시요. 3) G-E 단자를개방시킨상태에서직류전원을인가하지마십시요. (IGBT 파손됨 ) 4) IGBT 조립시에는사용기기나인체를접지시키십시요. G2 E2 E1
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실시간용접품질모니터링시스템의개발및적용동향 大韓熔接 接合學會誌第 3 卷 1 號別冊 212. 2 44 특집 : 용접공정의모니터링및용접품질평가기술 실시간용접품질모니터링시스템의개발및적용동향 Development and Application of Realtime Weld Quality Monitoring System Dongsoo Hwang and Mihye Gho
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49 연구논문 레이저위빙을이용한 Al 6k21-T4 합금의용접강도향상 김병훈 * 강남현 *, 박용호 *, 안영남 ** 김철희 ** 김정한 ** * 부산대학교재료공학부 ** 한국생산기술연구원정밀접합팀 A Study to Improve Weld Strength of Al 6k21-T4 Alloy by using Laser Weaving Method Byung-Hun
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용접의기초 1. SMAW SMAW (Shielded metal arc welding, 피복아크용접 ) 은현재여러가지용접법중에서가장많이사용되는용접법이다. 원리는피복제를바른용접봉과모재사이에발생하는아크의열을이용하여모재의일부와용접봉을녹여서용접하는방법이다. 현장에서일반적으로아크용접이라고하는데이는옳지않은표현이다. 앞으로설명할 GTAW, GMAW, FCAW,SAW 모두아크용접에해당되기때문이다.
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