알루미늄 가공과 용접

소개

알루미늄의 표면 경도는 강철의 경도보다 작다. 자재 입고부터 전 공정에 걸쳐 제품 표면이 손상 받지 않도록 주의 해야 한다. 판재의 입고 부터, 절단 및 포밍 공정에 대하여 알아본다.
사용되는 용접 기술이 무엇이든 간에, 알루미늄 합금 용접의 제작 기술은 선박의 가장 스트레스 받는 부분의 피로 저항을 결정하므로 매우 긴 선박에서 점점 더 중요 해지고 있다. 용접은 어셈블리의 피로 강도에서 중요한 요소이다. 알루미늄의 역사에서부터 아크 용접 (미그, 티그, 레이저, 마찰 교반 용접 등) 전반에 대하여 기술한다.

목차

1 알루미늄 절단 및 성형
1.1 판재 입고 및 저장
1.2 형상 절단
1.3 포밍(Forming)

2 알루미늄 용접
2.1 알루미늄 용접의 역사
2.2 알루미늄 용접의 특성
2.3 용접 설계 및 실행에 대한 영향
2.4 아크 용접 공정(Arc welding processes)
2.5 반제품 및 필러 와이어의 보관
2.6 표면 준비
2.7 연결 준비 및 설치
2.8 필러 금속
2.9 마무리
2.10 검사
2.11 용접 불량
2.12 수리 및 맞춤
2.13 레이저 용접
2.14 마찰교반용접(FSW)

3. 알루미늄 보트 건조
3.1 직류 MIG 용접 장비
3.2 용접 전원 (Welding Power Source)
3.3 와이어 피더 (Wire Feeder)
3.4 스트레치 Stretch
3.5 불활성 보호 가스
3.6 용접 필러 와이어 (Welding Filler Wire)
3.7 필요한 용접 장비
3.8 용접사 장비
3.9 용접 시스템 테스트
3.10 용접 기술
3.11 이음 준비 (Joint Preparation)
3.12 용접을 위한 가접 (Fit-up For Welding)
3.13 용접이 초래한 변형 제어
3.14 용접 후 청소
3.15 용접 연ak(Grinding Welds)
3.16 용접 대패질 Planing Welds

4 알루미늄 용접 결함과 대책
4.1 용접 접합부 기공
4.2 용접 접합부 균열
4.3 알루미늄 용접의 2차 균열 메커니즘(응력 균열)
4.4 용접 변색, 스패터(Spatter) 및 검댕이(Black Smut)
4.5 용접비드 루트 침투 및 융합
4.6 용접 비드 윤곽 및 침투
4.7 용접 프로파일 문제 해결

5. 알루미늄 용접봉
5.1 알루미늄 모재 및 용접봉 종류 및 특성
5.2 알루미늄용접봉 화학성분
5.3 알루미늄용접봉, 용접와이어 화학 특성 및 용도,
주성분표(AWS A5.10-1992)
5.4 일반적으로 사용되는 알루미늄 용접와이어의 종류와 특징
5.4 알루미늄 용접

본문내용

1. 절단 및 성형(ShapingandForming)
조선 및 해양용 알루미늄 합금 반제품의 셰이핑(Shaping)및 성형(forming)은 조립하기 전에 용접,리벳 및 본딩 작업등으로 구성된다.
이것들은:
•필요한 경우,절단 전 표시,
•조립 전에 모양과 크기로 절단,
•성형
조선공학 및 선박 설계용 컴퓨터 소프트웨어의 개발로 금속 절단 작업을 자동화 한다.이러한 작업은 조선소 또는 이 활동을 전문으로 하는 하도급업자가 수행 한다.이 성형 단계는 특히 절단과 관련하여 특별히 주의하여 실시해야 한다.
절삭은 균열을 유발할 수 있는 부위를 방지하기 위해 함께 용접 할 부품을 잘 맞추기 위해 가능한 한 정확해야 한다. 절삭 품질은 용접 조인트의 피로 강도를 결정하는 매개 변수 중 하나이다.
알루미늄의 표면 경도는 강철의 경도보다 작다.이 요인은 금속에 흠집이나 멍이 생기지 않도록 하기 위해 기계 턱에서 구성 요소를 클램프할 때 및 특정 성형 작업 중에 반제품을 다룰 때 고려해야 한다.알루미늄 시트를 땅에 끌거나 스태커 트럭(전동지게차, stackertrucks)과 같은 장비를 취급하거나 걸어서는 안된다.
알루미늄 합금 반제품은 강 또는 구리합금과 같은 다른 금속의 성형 또는 성형(분쇄,기계 가공 등)에 의해 배출되는 금속 입자로부터 보호되어야 한다.이러한 입자는 알루미늄 표면에 묻히도록 허용된 경우 습기가 있는 상태에서 표면의 미세 피팅을 일으킬 수 있다.
알루미늄 합금에 사용되는 공구 및 성형 기술은 스테인리스 스틸과 크게 다르지 않다. 그러나 공구의 특정 설정(또는 배치)은 예를 들어 벤딩 반경 또는 톱니(sawteeth)의 각도와 다르다.

참고자료

· [1] ALCAN, Aluminum and the Sea, ALCAN Aerospace Transportation and Industry, 2004
· [2] American Welding Society, Guide for Aluminum Hull Welding, IHS, 2004
· [3] Eurocode 9 : Design of Aluminum Structures. Standard EN, ENV 1999-1-1, 1998
· [4] HOBART Filler Metals, Guide for Aluminum Welding, Hobart Brothers LLC., 2019
· [5] John G. kingdon, Marine Aluminum Design and Construction, Westlawn Institute of Marine Technology, 1985.
· [6] Stephen F. Pollard, Boatbuilding with Aluminum, McGraw-Hill, Inc., 1983