용접은 압력을 가하거나 충전재를 사용하거나 사용하지 않고 적절한 온도로 가열하여 생성된 금속의 유착으로 정의할 수 있습니다.
융합 용접에서 열원은 필요한 크기의 금속 용융 풀을 생성하고 유지하기에 충분한 열을 생성합니다.열은 전기나 가스 불꽃으로 공급될 수 있습니다.전기 저항 용접은 일부 용융 금속이 형성되기 때문에 융합 용접으로 간주될 수 있습니다.
고체상 공정에서는 모재를 녹이거나 용가재를 추가하지 않고 용접이 이루어집니다.항상 압력이 사용되며 일반적으로 약간의 열이 제공됩니다.마찰열은 초음파 및 마찰 접합에서 발생하며, 퍼니스 가열은 일반적으로 확산 접합에 사용됩니다.
용접에 사용되는 전기 아크는 일반적으로 10~50볼트에서 10~2,000암페어 범위의 고전류, 저전압 방전입니다.아크 기둥은 복잡하지만 크게 말하면 전자를 방출하는 음극, 전류 전도를 위한 가스 플라즈마, 전자 충격으로 인해 음극보다 상대적으로 뜨거워지는 양극 영역으로 구성됩니다.일반적으로 직류(DC) 아크가 사용되지만 교류(AC) 아크도 사용될 수 있습니다.
발생된 모든 열을 효과적으로 활용할 수는 없기 때문에 모든 용접 공정에 투입되는 총 에너지는 조인트 제작에 필요한 에너지를 초과합니다.효율성은 프로세스에 따라 60~90%까지 다양합니다.일부 특수 프로세스는 이 수치에서 크게 벗어납니다.열은 모재를 통한 전도와 주변으로의 복사에 의해 손실됩니다.
대부분의 금속은 가열되면 대기나 근처의 다른 금속과 반응합니다.이러한 반응은 용접 조인트의 특성에 매우 해로울 수 있습니다.예를 들어, 대부분의 금속은 녹으면 빠르게 산화됩니다.산화물 층은 금속의 적절한 결합을 방해할 수 있습니다.산화물로 코팅된 용융 금속 방울이 용접부에 갇히게 되어 접합부를 부서지기 쉽게 만듭니다.특정 특성을 위해 추가된 일부 귀중한 재료는 공기에 노출되면 너무 빨리 반응하여 증착된 금속이 처음과 동일한 구성을 갖지 않습니다.이러한 문제로 인해 플럭스와 불활성 대기가 사용되었습니다.
융합 용접에서 플럭스는 금속의 제어된 반응을 촉진하고 용융된 재료 위에 블랭킷을 형성하여 산화를 방지하는 보호 역할을 합니다.플럭스는 활성화되어 공정에 도움이 될 수도 있고, 비활성화되어 결합 중에 단순히 표면을 보호할 수도 있습니다.
불활성 대기는 플럭스와 유사한 보호 역할을 합니다.가스 차폐 금속 아크 및 가스 차폐 텅스텐 아크 용접에서는 불활성 가스(일반적으로 아르곤)가 토치를 둘러싼 고리에서 연속 흐름으로 흘러 아크 주변의 공기를 대체합니다.가스는 금속과 화학적으로 반응하지 않지만 단순히 공기 중의 산소와의 접촉으로부터 금속을 보호합니다.
금속 접합의 금속공학은 접합부의 기능적 능력에 중요합니다.아크 용접은 접합의 모든 기본 특징을 보여줍니다.용접 아크가 통과하면 (1) 용접 금속 또는 융합 영역, (2) 열 영향 영역, (3) 영향을 받지 않는 영역의 세 영역이 생성됩니다.용접 금속은 용접 중에 녹은 접합 부분입니다.열영향부란 용접금속에 인접하여 용접되지 않았으나 용접열로 인해 미세조직이나 기계적 성질이 변화된 부위를 말한다.영향을 받지 않은 재료는 특성을 변경할 만큼 충분히 가열되지 않은 재료입니다.
용접 금속 구성과 그것이 동결(고화)되는 조건은 서비스 요구 사항을 충족하는 조인트의 능력에 큰 영향을 미칩니다.아크 용접에서 용접 금속은 충전재와 용융된 모재로 구성됩니다.아크가 통과한 후 용접 금속이 급속히 냉각됩니다.1회 통과 용접은 용융 풀의 가장자리에서 용접 중심까지 연장되는 기둥형 입자가 있는 주조 구조를 갖습니다.멀티패스 용접에서 이 주조 구조는 용접되는 특정 금속에 따라 수정될 수 있습니다.
용접부 또는 열 영향부에 인접한 모재는 다양한 온도 주기에 영향을 받으며 구조 변화는 특정 지점의 최고 온도, 노출 시간 및 냉각 속도와 직접적인 관련이 있습니다. .모재의 종류는 너무 많아서 여기에서 논의할 수 없지만 (1) 용접 열의 영향을 받지 않는 재료, (2) 구조 변화에 의해 경화되는 재료, (3) 석출 과정에 의해 경화되는 재료의 세 가지 클래스로 그룹화할 수 있습니다.
용접은 재료에 응력을 발생시킵니다.이러한 힘은 용접 금속의 수축과 열 영향부의 팽창 및 수축에 의해 발생합니다.가열되지 않은 금속은 위의 사항을 제한하고 수축이 지배적이므로 용접 금속이 자유롭게 수축할 수 없으며 접합부에 응력이 쌓입니다.이는 일반적으로 잔류 응력으로 알려져 있으며 일부 중요한 응용 분야에서는 전체 제조를 열처리하여 제거해야 합니다.잔류 응력은 모든 용접 구조물에서 피할 수 없는 현상이며 이를 제어하지 않으면 용접물의 휘어짐이나 뒤틀림이 발생합니다.용접 기술, 지그 및 고정구, 제작 절차, 최종 열처리를 통해 제어가 이루어집니다.