좁은 간격 서브머지드 아크 용접 (SAW)은 깊고 좁은 홈을 통해 두꺼운 부분을 접합하는 데 사용됩니다. 일부 응용 분야에서는 홈 깊이 대 너비 비율이 약 10:1 ~ 15:1에 도달할 수 있지만 개구부 너비는 20~30mm에 불과할 수 있습니다. 이러한 형상으로 인해 홈 벽에 도달하기 어렵고 용접 패스 사이의 슬래그를 제거하기가 어려울 수 있습니다.
층간 청소를 더 쉽게 만드는 실용적인 방법은 용접 비드 프로파일을 제어하는 것입니다. 홈 측벽에 도달하는 편평하거나 약간 볼록한 비드는 응고된 슬래그 쉘이 더 쉽게 방출되도록 할 수 있습니다. 깊게 오목한 비드, 언더컷 가장자리 또는 고르지 않은 프로파일은 슬래그를 측벽에 붙잡아 청소를 어렵게 만들 수 있습니다.
이 가이드에서 '물고기 비드'는 홈의 제어되고 완만한 크라운 용접 프로파일을 설명합니다. 이 용어는 단순히 용접 표면에 보이는 잔물결이 아닌 비드 모양을 의미합니다. 특정 조인트, 플럭스, 와이어 및 장비에 대한 적격 용접 절차를 통해 목표 프로파일을 검증해야 합니다.
SAW는 세분화된 플럭스를 사용하여 아크 및 용융 용접 풀을 보호합니다. 용접 후 플럭스 잔류물은 비드 위에 슬래그 층을 형성합니다. 넓고 접근 가능한 조인트에서는 표준 도구를 사용하여 슬래그를 제거할 수 있는 경우가 많습니다. 그러나 좁은 홈에서는 측벽이 도구 접근을 제한하고 홈이 깨끗한지 확인하기 어렵게 만듭니다.
패스 사이에 남아 있는 슬래그는 다음 용접층 아래에 갇힐 수 있습니다. 슬래그 함유물은 용접 무결성을 감소시키고 수리가 필요할 수 있습니다. 이전 비드에 언더컷 가장자리, 오목한 프로파일 또는 홈 벽을 따라 포켓이 남는 불규칙한 표면이 있으면 위험이 증가합니다.
목표는 안정적인 슬래그 방출을 지원하고 다음 통과 전에 검사 및 청소가 가능한 비드 형태를 생산하는 것입니다.
비드 프로파일 용어는 상점과 절차에 따라 다를 수 있습니다. 좁은 간격 용접의 실질적인 제어를 위해서는 비드 표면이 매끄러운지, 가장자리가 측벽과 적절하게 만나는지, 프로파일이 슬래그를 유지할 수 있는 포켓을 생성하는지 여부에 초점을 맞추는 것이 유용합니다.
비드 프로필 |
슬래그 제거에 대한 일반적인 효과 |
프로세스 고려 사항 |
|---|---|---|
편평하거나 약간 볼록함 |
비드가 홈 가장자리에 도달할 때 더 쉬운 슬래그 방출을 지원하는 경우가 많습니다. |
적절한 측벽 융합을 유지하고 과도한 강화를 피하십시오. |
오목한 |
홈 가장자리를 따라 슬래그를 붙잡아 제거를 더 어렵게 만들 수 있음 |
전압, 이동 속도, 와이어 위치 및 토치 각도 검토 |
언더컷 또는 불규칙한 모서리 |
슬래그가 쌓일 수 있는 주머니를 만들 수 있음 |
매개변수와 기술을 조정한 후 다음 패스 전에 비드를 검사합니다. |
지나치게 넓거나 높은 비드 |
이후 패스에 대한 접근이 줄어들고 청소가 복잡해질 수 있습니다. |
비드 크기를 홈 너비 및 레이어 계획에 맞추세요. |
슬래그를 쉽게 방출하는 비드는 자동으로 건전한 용접이 아닙니다. 슬래그 제거, 융합, 침투, 비드 배치 및 검사는 모두 해당 절차 및 허용 기준을 충족해야 합니다.
용접이 냉각되면서 용접 금속과 슬래그가 수축됩니다. 비드 프로파일과 홈 측벽과의 접촉은 슬래그 쉘이 용접 표면에서 분리되는 방식에 영향을 미칩니다. 매끄럽고 편평하거나 약간 볼록한 비드는 슬래그를 더 쉽게 배출할 수 있습니다. 오목한 프로파일이나 언더컷 가장자리는 측면을 따라 슬래그를 기계적으로 유지할 수 있습니다.
표면 장력은 용접 중 용융 슬래그가 어떻게 작용하는지의 일부일 수 있지만 그 자체로 응고된 슬래그가 분리되는지 여부를 설명하지는 않습니다. 슬래그 구성, 비드 형상, 냉각, 열 입력, 홈 구성 및 용접 조건도 중요합니다.
이러한 이유로 작업자는 '물고기 비늘' 프로파일을 하나의 매개변수 변경으로 인한 보장된 결과가 아니라 대표 용접에서 시연되는 절차 대상으로 취급해야 합니다.
SAW는 깊은 침투력과 높은 증착률을 생성할 수 있습니다. 단면을 한 번에 용접할 수 있는지 여부는 재료, 접합부 준비, 장비, 소모품, 용접 위치 및 자격을 갖춘 절차에 따라 달라집니다. 공칭 판 두께 값만으로는 단일 패스 용접이 적합한지 여부가 결정되지 않습니다.
제어된 루트 프로파일이 필요한 단면 용접의 경우 지지 방법이 용융 풀을 지원하고 번스루(burn-through)를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 일반적인 옵션은 다음과 같습니다.
구리 백바에 용접.
임시 세라믹 지지대에 용접.
플럭스 백킹 시스템을 사용합니다.
영구 백킹 스트립 또는 적합한 백스텝 조인트 디자인을 사용합니다.
백업 배열은 공동 설계 및 서비스 요구 사항과 일치해야 합니다. 용도에 따라 지정된 검사방법을 통해 뿌리의 품질과 융착을 확인합니다.
지지되지 않거나 개방형 루트 용접에서는 관통을 주의 깊게 제어해야 합니다. 판 두께의 일부분으로 침투를 제한하는 것과 같은 일반적인 경험 법칙은 자격을 갖춘 절차나 엔지니어링 요구 사항을 대체해서는 안 됩니다.
맞대기 접합의 급격한 두께 변화로 인해 응력 집중이 발생할 수 있습니다. 두께 불일치가 관리 코드 또는 프로젝트 사양에서 허용하는 한도를 초과하는 경우 더 두꺼운 판을 가공하거나 연삭하여 전환을 테이퍼링해야 할 수 있습니다.
필요한 전환 형상은 해당 코드, 로딩, 플레이트 두께 및 서비스 조건에 따라 다릅니다. 지정된 조인트 세부 사항을 확인하지 않고 두꺼운 플레이트에서만 홈 치수를 선택하지 마십시오.
동일한 두께의 플레이트의 경우 와이어는 일반적으로 접합 중심선을 시작점으로 위치합니다. 와이어가 중심에서 크게 벗어나면 한쪽 면에 열이나 용가재가 덜 전달되어 불완전한 융착, 불균일한 비드 배치 또는 용접 이동의 위험이 높아집니다.
두께가 다른 플레이트의 경우 와이어는 양쪽이 적절하게 융합되도록 두꺼운 부재 쪽으로 오프셋을 제어해야 할 수 있습니다. 오프셋은 절차 시험 및 검사를 통해 설정되어야 합니다. 조인트 핏업, 루트 간격, 홈 형상 및 와이어 각도가 이상적인 위치를 변경할 수 있습니다.
와이어 각도는 용접 풀의 아크 힘과 열 분포 방향에 영향을 미칩니다. 각도를 조정하면 비드 폭, 침투 및 강화가 변경될 수 있습니다. 올바른 각도는 접합부, 용접 방향, 원하는 비드 프로파일에 따라 다릅니다.
과도한 와이어 각도를 피하십시오. 지나치게 공격적인 각도는 용접 풀을 불안정하게 하거나 고르지 못한 비드를 생성할 수 있습니다. 승인된 절차를 시작점으로 사용한 다음, 비드 단면과 측벽 융합을 확인하면서 제어된 조정을 수행하십시오.
와이어 돌출이라고도 불리는 전극 연장은 아크에 들어가기 전에 접촉 팁을 넘어 연장되는 와이어 길이입니다. 이 거리를 늘리면 와이어가 녹기 전에 와이어의 저항 가열이 증가합니다. 이는 증착 속도를 높일 수 있지만 일반적으로 침투를 감소시키고 와이어가 제대로 안내되지 않으면 아크가 방황하게 될 수 있습니다.
따라서 더 긴 연장은 생산성을 향상시키는 보편적인 방법이 아닙니다. 절차에서 확장 증가를 통해 더 많은 증착이 필요한 경우 필요한 아크 길이와 비드 모양을 유지하기 위해 전압 및 기타 매개변수를 조정해야 할 수 있습니다. 수정된 설정을 생산에 사용하기 전에 결과적인 침투 및 융합을 확인하십시오.
일부 SAW 시스템은 단순히 용접 전류를 높이는 것과 같은 방식으로 모재에 대한 열 입력을 증가시키지 않고 와이어 용융 및 증착을 증가시키기 위해 예열된 와이어를 사용합니다. 이는 적합한 애플리케이션에서 증착 효율을 향상시킬 수 있습니다.
이점은 장비, 와이어, 플럭스, 조인트 설계 및 절차에 따라 다릅니다. 예열된 와이어 시스템에는 공정 제어 및 절차 인증도 필요합니다. 결과 용접이 기계적 특성 및 검사 요구 사항을 충족하는지 확인하십시오.
주어진 아크 전력에서 이동 속도는 용접의 단위 길이당 적용되는 에너지에 영향을 미칩니다. 속도가 높을수록 모재를 가열하는 데 사용할 수 있는 시간이 줄어들 수 있으며, 이로 인해 비드 폭과 침투가 줄어들 수 있습니다. 전류 및 전압에 비해 속도가 과도해지면 프로세스에서 언더컷, 불완전한 융합 또는 기타 불연속성이 발생할 수 있습니다.
이동 속도가 증가하면 필요한 비드 치수와 융합을 유지하기 위해 아크 전력 또는 와이어 피드의 해당 변경이 필요할 수 있습니다. 관계는 단순한 일대일 조정이 아닙니다. 용접시운전 및 검사를 통해 결과를 확인합니다.
용접 전류는 와이어 용융 속도와 침투에 큰 영향을 미칩니다. 과도한 전류는 너무 많은 강화나 과도한 침투를 갖는 비드를 생성할 수 있습니다. 이로 인해 수축 응력이 증가하고 균열, 뒤틀림 또는 기타 용접 결함이 발생할 수 있습니다.
아크 전압은 아크 길이와 비드 폭에 영향을 미칩니다. 깊은 홈에 비해 전압이 너무 높으면 비드가 너무 넓어지거나 슬래그 제거를 어렵게 만드는 프로파일이 발생할 수 있습니다. 전압이 너무 낮으면 공정 조건에 따라 부적절한 비드나 불안정한 아크가 발생할 수도 있습니다.
올바른 조합은 와이어, 플럭스, 극성, 확장, 이동 속도, 홈 및 레이어 순서에 따라 달라집니다. 시술 범위 내에서 전류와 전압을 함께 조정하십시오. 침전이나 침투 문제를 해결하기 위해 전류만 사용하지 마십시오.
생산 용접 전에 다음 사항을 검토하십시오.
홈 폭, 깊이, 측벽 상태, 뿌리 간격을 확인합니다.
와이어, 플럭스, 극성, 전류, 전압, 연장 및 이동 속도에 대한 용접 절차를 확인하십시오.
동일한 두께의 조인트에 와이어를 중앙에 놓은 다음 양쪽 측벽의 비드를 확인합니다.
두께가 동일하지 않은 경우 절차 시험을 통해 와이어 오프셋을 결정합니다.
홈에 맞는 매끄럽고 평평하거나 약간 볼록한 비드 프로파일을 목표로 하십시오.
모든 패스 사이의 슬래그를 제거하고 홈 가장자리를 검사합니다.
필요한 검사 방법을 사용하여 루트와 측벽 융합을 확인합니다.
절차 변경 사항을 문서화하고 필요한 경우 자격을 부여합니다.
이 기사에서 '물고기 비늘'은 좁은 홈에서 슬래그 방출을 지원하도록 의도된 제어되고 부드럽게 크라운이 있는 비드 프로파일을 나타냅니다. 이는 단순히 눈에 보이는 표면 잔물결이 아닌 비드 단면을 설명합니다. 정확한 목표 프로파일은 자격을 갖춘 용접 절차에 따라 정의되어야 합니다.
오목한 비드 또는 언더컷 가장자리는 홈 측벽에 슬래그를 고정하는 포켓을 만들 수 있습니다. 이러한 지역은 접근 및 청소가 어렵고, 남아 있는 슬래그는 나중에 통과할 때 포함될 수 있습니다.
아니요. 비드 프로파일은 슬래그 방출을 향상시킬 수 있지만 결과는 플럭스, 조인트 형상, 열 입력, 냉각 및 프로세스 설정에 따라 달라집니다. 절차를 테스트하고 패스간 표면을 검사해야 합니다.
전극 확장을 늘리면 저항 가열 및 증착 속도가 증가하는 반면 일반적으로 침투는 감소합니다. 와이어가 가이드되지 않으면 아크 원더링이 발생할 수도 있습니다. 조정 후 비드 프로필과 융합을 확인합니다.
선택한 전류, 전압, 와이어 피드 및 조인트 형상에 비해 속도가 너무 높으면 그럴 수 있습니다. 이동 속도가 빨라지면 조인트의 각 길이에 열이 가해지는 시간이 줄어듭니다. 매개변수는 승인된 절차를 통해 균형을 이루고 검증되어야 합니다.
그러한 결과를 위해 접합 준비, 지지 방법 및 적격 절차가 설계되면 그럴 수 있습니다. 구리, 세라믹, 플럭스 또는 영구 지지대는 적합한 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 루트는 지정된 품질 및 검사 요구 사항을 충족해야 합니다.
좁은 간격의 수중 아크 용접에서 슬래그 제거는 비드 프로파일 및 홈 접근과 밀접하게 연관되어 있습니다. 매끄럽고 편평하거나 약간 볼록한 비드는 슬래그 방출에 도움이 되는 반면, 오목하고 언더컷되고 고르지 않은 가장자리는 청소를 어렵게 만들고 슬래그 함유 위험을 증가시킬 수 있습니다.
와이어 위치, 각도, 확장, 전류, 전압, 이동 속도 및 지지대는 모두 최종 비드에 영향을 미칩니다. 생선 비늘 프로파일을 적격 공정 대상으로 처리한 다음 생산 전에 슬래그 제거, 측벽 융착, 침투 및 대표 조인트의 용접 품질을 확인합니다.
