판 재 성 형(복습문제풀이)과목 : 제조공학학과 : 산업공학과학번 : 98116004이름 : 김 광 세담당교수 : 목진환교수님제출일자 : 2002. 10. 075. 용접을 정의하시오.각종 전자부품에서 대형 항공기·유조선·발전시설 등에 이르기까지 1차 가공 상태의 재료로부터 높은 부가가치를 창출하는 제품의 제조·수리·보수에까지 필수적으로 요구되는 기술로, 서로 나누어진 금속재료에 열이나 압력, 또는 열과 압력을 동시에 가해서 접합하는 모든 기술을 총칭한다.부재(部材) 자체의 접합부를 국부 가열하여 녹여서 접합하는 융접(融接:fusion welding)과 접합부에 녹는점이 낮은 다른 금속을 놓고 이것을 녹여서 합금화시켜 붙이는 납땜(brazing:soldering)으로 대별된다. 납땜은 800℉(427℃)를 경계로 하여 녹는점이 이 이하인 납을 사용하는 것을 솔더링(soldering)이라 하고, 그 이상에서 하는 것을 브레이징(brazing)이라 하여 구분하고 있다.이 밖에 접합하려는 부재를 맞대고 강압하여 알맞게 가열해서 붙이는 압접(壓接:pressure welding)도 있다. 일반적으로 좁은 뜻의 용접은 융접을 가리키는데, 이에는 아크용접·가스용접·저항용접·특수용접 등이 있으며, 이 중에서도 아크용접과 가스용접이 가장 널리 이용된다.아크용접은 방전을 통해 전극(電極) 사이에 아크를 만들고 그 발열에 의해서 용착부(鎔着部)를 녹이는 용접법이다. 보통은 대기 속에서 할 수 있으나, 녹는점이 높은 금속이나 활성금속인 경우는 대기와 반응하여 오염되므로 비활성기체를 채운 상자(체임버) 속에서 하든가, 불용성 가스의 노즐이 달린 용접용 전극부나 토치로 용접한 후 그 부분이 충분히 냉각될 때까지 비활성기체(보통은 아르곤)를 계속 뿜어내는 방법을 사용한다. 전극에는 소모식과 비소모식이 있는데, 소모식은 전극 자체 또는 용접봉을 녹여서 접합부를 메우며, 비소모식은 용접시 전극이 녹지 않고 소재(素材)를 녹여서 접합시킨다. 비소모식 전극으로는 흔히 텅스텐이 사용된다. 비활성기접점이 접합하는 점용접(spot welding)과 이것들을 잇는 심용접(seam welding) 외에 프로젝션용접·초음파용접·마찰용접 등이 있다.④ 특수용접1. 개요 : 많이 사용하는 아크나 전기 가스용접법의 단점을 보완 장점을 부각시키는 용접법들이 많이 발명되고 있다.2. 종류 : 불활성가스 아크용접, 서브머지드 아크용접, 스터드용접, 원자수소용접, 일렉트로 슬래그용접, 일렉트 로 가스아크용접, 테르밋용접, 플라스마용접, 전자빔용접, 레이저용접, 마찰용접, 초음파용접, 스터드 용접, 고상용접 등등...90. 흔히 발생하는 용접결함의 예를 들고 스케치하시오. 어떻게 이들 결함을 피할수 있는가?① 언더컷트언더컷이란 용접끝단에 생기는 작은 홈을 말하는 것으로 용접전류가 과대할 때, 아아크길이가 길 때, 운봉속도가 너무 빠를 때 생기기 쉽다. 따라서 전류를 적절히 조정하고 아아크길이를 짧게 유지하며 너무 빨리 운봉하지 않도록 한다.수도용 강관용접에서 깊이가 0.5mm미만이면 무시하여도 좋으나 1.0mm이상 이거나 0.5mm∼1mm미만의 깊이로서 그 길이가 모재두께 이상인 경우는 보수용접을 하여야 한다.☞ 대책- 낮은 전류를 사용한다.- 아-크 길이를 짧게 한다- 용접봉의 유지각도를 바꾼다- 용접속도(운봉)을 천천히 한다.② 오버랩오버랩은 용융된 금속이 모재면에 덮쳐진 상태를 말한다. 이것의 원인은 언더컷이 생기는 경우와 반대로 용접전류가 너무 약할 때 또는 용접속도가 너무 느릴때 생기기 쉬우므로 적당한 용접조건과 운봉법에 주의하면 방지할 수 있다 수도용 강관용접에서 오버랩은 허용되지 않으므로 정으로 따내기 작업을 하던가 결함부분을 제거하고 보수용접을 하여야 한다.☞ 대책- 일반적으로 용접전류가 낮거나 용접속도가 느린 경우 주로 발생한다.- 따라서 전류를 올리고 속도를 빠르게 조절한다.- Weaving 폭을 적절히 조절한다③ 각장 및 목두께의 부적당목두께 부족은 용접이음부에서의 기계적인 강도가 떨어지며 볼록한모양은 용접품질의 미관을 손상시킬 뿐만아니라 용접봉이 그만큼그혼입부적당한 운봉 또는 기량부족에 의한 형상불량이 큰 슬래그혼입은 용접부의 강도, 연성 등을 약하게 하며 때로는 취성파괴의 원인이 될 수 있다. 슬래그혼입은 루트부, 각 패스의 경계 및 패스내의 혼입형태로 분류되며 완전히 제거되어야 한다.☞ 대책- 전층의 Slag를 완전히 제거한다.- Slag의 선행 방지한다.(입향자세의 아래방향 용접 등)- SA용접시 개선각을 확보하고 박리성이 우수한 Slag 사용한다⑧ 스패터링스패터는 용융금속의 소립자가 비산하는 것으로 슬래그의 점도가 높을 때, 전류가 과대할 때, 피복재중의 수분, 긴 아크, 운봉각도 부적당, 모재온도가 낮은 경우 등에 발생하기 쉽다. 스패터는 완전히 제거되어야 한다.⑨ 용입불량용입불량은 용접기술 관리상 중요한 문제가 되는 것으로 용접 홈 안의 용접 또는 필릿용접을 할 때 용접전류가 너무 낮아 아크열이 홈의 밑부분까지 충분하게 용융시키지 못했을 때 생기는 형상으로 용접속도가 부적당할 때, 용접 홈이 좁을 때, 용접봉의 선택이 잘못되었을 때 일어난다.용입불량은 외부에서 잘 발견할 수 없는 것으로 이음의 강도가 약하게 되고 특히 이부분에 반복하중이 작용하면 균열이 일어날 수 있다.☞ 대책- 루트 간격, 루트 표면의 칫수를 조절한다.- 용접속도를 줄이고, 슬래그가 선행하지 않도록 한다.- 슬래그의 피포성을 해치지 않는 범위까지 전류를 높인다.- 적당한 봉경 및 용입이 좋은 종류를 선택한다.⑩ 융합불량모재를 충분히 용융시키지 못한 상태에서 용접금속이 흘러들어가 메워진 상태인 것으로 이음부의 강도가 약하게 된다.☞ 대책- 충분한 입열에 의한 용융 확보한다.- 개선의 각도를 완만하게 하고 개선면의 간격부족을 방지한다.- 후행 Pass 전에 앞의 Bead형상을 수정한다.⑪ 기공 과 피트용접금속 내부에 존재하는 것을 기공이라 하고 비드표면에 입을 벌리고 있는 것을 피트라고 한다.⑫ 크레이터크레이터는 아아크를 끊을 때 비드끝부분이 오목하게 들어가는 것으로 이 부분이 균열이 일어나기 쉽다. 방지법으로는 갑작스럽게 아아크를rosin), 락크(lac) 등을 혼합하여 사용하면 비교적 내수성이 있으며 도자기의 접착제로도 쓰인다.C. 카세인(건락소, casein)우유 중에 함유된 단백질이 석회와 결합된 상태로, 우유 중에 존재한다. 우유를 탈지하고 그 후 자연 산화로 유산이 발생하거나, 유산이나 염산을 가하여서 카세인을 분리시켜 이것을 수세하여 55℃ 정도의 온도로 건조시킨 것으로 담황 백색의 분말이다. 사용은 카세인에 소석회나 소다(인산), 염 등을 가하여 카세인 글루를 만들어 여기에 1.5-2배의 물을 가해 잘 교반하면 10-20분 후 끈끈한 수용액이 된다. 이 조합 액의 가용 시간은 여름 2-3시간, 겨울 3-4시간 정도이며 도포한 후 25-30kg/㎤ 상태에서 20-40분, 7-15kg/㎤에서는 12시간 이상의 경화 시간이 필요하다.D. 수혈, 알부민(albumin)소, 말, 돼지 등의 혈액 중에 알부민의 접착성을 이용한 것이다. 혈액의 혈장을 70℃ 이하에서 건조해 만든다.사용시는 알부민을 물에 녹여서 암모니아 물이나 석회수를 약간 혼합하여 저으면 된다. 접착 후 70℃ 이상으로 가열하여야 하며 접착력이 크고 내수성이 좋다.고래, 어류 등 수산물 혈액도 이용된다. 또 알부민에는 난백 알부민도 있다.2. 식물성 접착제A. 전분(녹말풀)쌀, 밀, 감자 등의 전분에 물을 혼합하여 호화 온도 이상으로 가열하여 만드는 방법과 전분에 희박한 알칼리 용액을 가하여 저어서 만드는 방법이 있다. 속칭 가정에서 쓰는 풀을 말하며 내수성은 작으나 염가로 구입할 수 있으며 사용이 간편하다.B. 대두교기름을 뺀 콩을 고운 분말로 한 것인데, 유분이 함유되지 않고 채유 가열로 단백질이 분해, 변질되지 않는 것이라야 한다. 사용시는 분말에 소석회, 소다염을 혼합하여 물로 이겨 쓴다. 접착력은 좋지 않으나 값이 싸고 내수성이 약간 있다. 요소 수지 접착제를 첨가하면 접착력이 향상된다.C. 해초류미역, 황각 등 해초류를 가수(加水) 가열하면 그 중에는 알긴산 나트륨을 함유하고 있어 접착력이 있다.D. 옻옻시간은 20-24시간으로 하고 겨울에는 실온을 20℃이상으로 보온해야 한다. 경화되면 적갈색을 나타낸다.- 종 류 : 가열 경화형(바른 다음 건조 후 130-150℃로 30-60분 가열로 경화), 산 경화형(창틀 등 옥외 목공용, 실온에서 건조), 태고 필름(얇은 종이형 금속 접착제), 에폭시, 페놀(금속 접착제)B. 페놀계 접착제페놀계 접착제는 알콜 용액형으로 가열 경화형, 산 경화형, 테고, 필름, 에폭시 페놀이 있고 수용성 페놀계 접착제와 노블랙형 등이 대표적이다.C. 목공용 페놀계 접착제집성재, 창틀, 덧문, 수상스키 보드, 요트, 어선 등 옥외나 수중 목재 접착용으로 쓰이며 사용 가능 시간은 20℃에서 4-5시간, 30℃에서 1.5-2시간 정도이며 도포하여 40-60분 후 압력을 가하면서 경화시킨다. 20℃에서 12-24시간, 100-110℃에서 5-10분 정도면 경화한다.D. 합판용 페놀계 접착제옥외용 고급 합판 접착용으로 사용된다. 단판의 함수율 조건은 5- 10%가 적당하며, 도포 한 후 30 - 40분 이내에 접착하여 1-3시간 냉압한 후 열압한다.E. 목공용 레솔시계 접착제시판되는 접착제로 프라이 오펜 6000, 본드 KR등이 있다. 경화제를 사용하면 사용 가능 시간은 약 2시간 정도이다. 실온에서의 압축 시간은 12 - 24시간, 40℃에서는 2 - 4시간 60 - 70℃에서는 30 - 60분 정도로 옥외 내구성이 극히 뛰어난 것이 특징이다.F. 목공용 우레아 수지 접착제요소와 포름알데히드의 축합 반응으로 얻어지며 다른 합성 수지 접착제에 비하여 내수성이 부족하나 교(膠), 카세인 등에 비하면 내구성이 좋으므로 목재 접착제에 가장 많이 사용된다. 농축형의 요소 수지 접착제는 일반 목공예 용으로 사용되며 60 - 70%의 수지 분을 가지고 있다. 대체로 무색 투명하여 표면의 오염이 없으며, 값이 싸고 구입하기 쉬우며 베니어 합판에도 많이 쓰인다.실온에서도 반응이 진전되어 점도를 상승시키며 나중에는 유동성을 잃고 경화하여 강한 접착력을 발휘한다.
![[제조공학] 용접이란?](https://image4.happycampus.com/Production/thumbnail/2002/10/20/data1136111-0001.jpg)
