본문내용
1. 용접 실습보고서
1.1. 실습 개요
용접 실습을 통해 학생들은 실제 용접 기술을 익히고 다양한 용접 방식의 특성을 파악할 수 있다"" 이번 실습에서는 교류 아크 용접과 CO2 용접 기술을 실습하고, 각 용접법의 장단점과 특성을 비교·분석할 수 있도록 구성되었다"" 또한 용접 기술 습득을 위한 요령과 용접 결함의 원인, 용접 강도와 비드의 관계 등을 이해하는 기회를 제공한다""
1.2. 사용 기기 및 재료
사용 기기는 아크용접기, CO2 용접기, 홀더, 작업대, 펜치, 치핑 해머, 와이어 브러시 등이 있다. 그리고 보호구로는 용접 헬멧(용접면), 팔토시, 앞치마, 발덮개(각반), 장갑 등을 착용한다. 사용 재료로는 CR-13 용접봉, CO2 용접와이어, CO2 가스, 평판(모재) 등이 사용된다. 아크용접기와 CO2 용접기는 각각 교류 아크 용접과 CO2 용접을 위해 사용되며, 홀더와 토치는 전극을 고정하는 역할을 한다. 용접 시 작업자의 안전을 위해 보호구 착용은 필수적이다. 평판은 모재로 사용되며, 용접봉과 용접와이어는 각각 교류 아크 용접과 CO2 용접에 사용된다. CO2 가스는 CO2 용접 시 차폐가스로 사용된다.
1.3. 작업 순서
1.3.1. 교류 아크 용접
교류 아크 용접은 교류의 전기를 이용하여 금속을 용접하는 방법이다. 교류 아크 용접 작업 순서는 다음과 같다.
먼저 용접 보호구를 착용하고 작업 공간으로 들어간다. 용접기와 홀더, 접지선 등의 안전성을 확인하고 모재의 표면도 깨끗이 제거한다. 차단기의 220V 스위치를 올리고 전류를 선정한다. 이때 전류는 모재, 용접될 금속, 용접봉, 용접자세, 용접속도 등 여러 요인에 따라 달라질 수 있다. 용접봉을 홀더로 잡고 모재를 자신의 오른쪽 어깨방향에 두며, 용접각은 60~80도로 하고 용접봉을 45도 기울여 유지한다.
용접 헬멧을 착용한 채 아래보기 자세를 취하며, 용접봉으로 작업대 위의 철판을 3번 정도 긁어 아크를 발생시킨다. 3번째에 즉시 아크 길이를 만들어 연속적인 아크를 발생시킨다. 이때 아크 길이는 모재와 용접봉 사이의 거리로 2~3mm를 유지한다. 용접봉이 붙으면 뒤로 당기지 말고 앞뒤로 흔들며 떼어낸다.
아크 길이, 용접각, 아래보기 자세를 유지하면서 용접봉을 모재 위로 움직여 아크가 끊어지지 않게 한다. 허리와 고개를 숙여 모재 측면에서 쇳물을 보며 비드 폭이 10mm가 될 때까지 정지해 있다. 10mm가 되면 천천히 옆으로 이동하며 10mm 폭을 유지한다.
용접이 끝나면 용접봉을 홀더에서 분리하고, 펜치로 모재를 잡아 치핑 해머로 슬래그를 제거한 뒤 와이어 브러시로 깨끗이 정리한다. 이 과정을 반복하여 실습한다.교류 아크 용접은 전류 조정이 매우 중요하다. 전류가 너무 낮으면 용접봉만 타들어가고 모재가 잘 녹지 않지만, 전류가 너무 높으면 언더컷, 기공, 스패터 등의 결함이 발생할 수 있다. 따라서 모재, 용접 금속, 용접봉, 용접자세, 용접속도 등을 고려하여 적절한 전류를 선정해야 한다.
또한 아크 길이 유지도 중요한데, 아크 길이가 너무 길면 용융 금속이 여기저기 튀면서 스패터가 많이 발생하고 아크가 불안정해질 수 있다. 따라서 아크 길이를 2~3mm로 일정하게 유지하기 위해 모재 측면에서 계속 용접봉 끝과 모재의 간격을 관찰해야 한다.
용접각도 적절히 유지해야 하는데, 용접봉을 정면이 아닌 45도 기울여 잡으면 아크와 용융 금속의 흐름이 안정적이다. 또한 아래보기 자세로 허리와 고개를 숙여 쇳물을 직접 관찰하면서 작업하는 것이 중요하다.
이처럼 교류 아크 용접은 전류, 아크 길이, 용접각, 자세 등 여러 요소를 동시에 고려하며 섬세하게 작업을 진행해야 한다. 숙련된 기술과 경험이 필요한 용접 방식이라고 할 수 있다.
1.3.2. CO2 용접
CO2 용접은 이산화탄소를 보호가스로 사용하여 용접하는 방식이다. 토치를 잡고 작업대 앞에 선 뒤 모재를 자신의 오른쪽 어깨방향에 두고, 용접 헬멧을 착용한 채 45도의 용접각을 유지하며 아래보기 자세를 취한다. 토치의 스위치를 눌러 아크길이 만큼의 간격을 두고 아크를 발생시킨다. 이 때 와이어가 밀고 나오지 않도록 힘을 주어 간격을 유지해야 한다. 두 모재를 T자로 고정한 후 양쪽 가장자리에 토치를 갖다 대고 아크길이와 용접각을 유지한 채 가용접을 한다. 이후 [그림15]의 1번 선을 따라 용접을 진행하는데, 허리와 고개를 최대한 숙여 모재의 측면 방향에서 쇳물을 보며 10mm 폭이 될 때까지 정지한 후 쇳물을 보며 서서히 옆으로 이동한다. 용접이 끝나면 토치를 거치대에 안전하게 거치하고, 펜치로 모재를 잡은 뒤 비스듬하게 세워 슬랙을 치핑 해머와 와이어 브러시로 제거한다. [그림15]의 2번, 3번 선 순서로 ⑦~⑫ 과정을 반복한다.
CO2 용접은 전극을 사용하지 않고 와이어를 사용하기 때문에 용접 중 전극이 소모되지 않는다는 특징이 있다. 또한 아르곤 가스 대신 상대적으로 저렴한 이산화탄소 가스를 사용하여 경제성이 높다. 그러나 스패터가 많이 발생하고 용접부의 외관이 좋지 않은 단점이 있다. 따라서 주로 자동차, 선박, 중공업 등의 분야에 적용된다.
1.4. 실습 결과
1.4.1. 교류 아크 용접 결과 분석
교류 아크 용접의 결과 분석을 살펴보면 다음과 같다.
위의 그림에서 볼 수 있듯이, 교류 아크 용접 결과 중 첫 번째 줄의 비드 형상은 제대로 된 비드라고 하기 어려울 정도로 그 형태가 온전히 갖추어지지 않았다. 용접이 이루어진 방향으로는 직선이지만 비드가 대부분 이어지지 못하고 중간중간 끊어진 부분이 많았으며, 목표했던 10mm의 폭도 전혀 달성하지 못하였다. 이는 용접 속도를 너무 빨리 진행하여 용융금속이 충분히 쌓이지 못한 결과로 보인다.
하지만 몇 차례의 연습 끝에 작성된 [그림18]의 결과를 보면, 비드의 형상이 비교적 깔끔하게 형성되었음을 알 수 있다. 일직선으로 용접이 이루어졌고 슬래그도 깔끔하게 제거되어 전반적인 용접 상태가 양호한 편이었다. 다만 여전히 10mm의 폭에는 약간 미치지 못하는 모습이었다.
이를 통해 교류 아크 용접의 경우 전류 설정, 아크길이 유지, 용접 속도 조절 등 다양한 요인들이 비드 형상에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 특히 아크길이가 매우 중요한데, 아크길이가 너무 길면 용융금속이 여기저기 튀면서 스패터가 많이 발생하고 아크...
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