[알루미늄 지식] 알루미늄 용접 방법을 사례와 함께 해설한다.

[알루미늄 지식] 알루미늄 용접 방법을 사례와 함께 해설한다.

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것입니다. 한국의 경우와는 다른 점이 있을 수 있습니다.]

출처 - https://mitsu-ri.net/articles/arumi-welding

"알루미늄 용접은 어떤 방법으로 하는걸까..."

알루미늄 용접을 의뢰 할 때 이런 생각을 한 적은 없으십니까?

알루미늄은 우리 생활 속, 여러 곳에서 볼 수 있습니다. 

프라이팬 등의 가정 용품에서 정밀 기계 부품까지 

그 용도는 폭넓게 가공 방법에는 절단, 절곡 및 절단 등 많은 것들이 있습니다.

다양한 물건으로 가공되는 알루미늄이지만, 실은 용접 가공은 매우 어렵다고 여겨지고 있습니다. 

가공 난이도가 어려워 의뢰를 거절하는 업체도 있을 정도입니다.

이번에는 그런 알루미늄의 특성과 용접 가공이 어려운 이유에 대해 자세히 설명합니다.

 "알루미늄 용접은 어째서 어려운거야?" 라고 생각하시는 분은 물론, 

앞으로 알루미늄 용접을 의뢰하려 생각하시고 있는 분들도 꼭 읽어주세요.

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알루미늄 용접의 어려움에 대해

알루미늄은 비강도가 연강에 비해 약 2배입니다. 

따라서 연강재질의 부품보다 경량화하여 제품을 완성 할 수 있습니다. 

이 경량이라는 점이 알루미늄의 가장 큰 특징이라고 할 수 있습니다.

그런 알루미늄이지만, 이 연강과의 물리적 특성 차이가 용접 가공의 난이도를 올리고 있습니다. 

또한 알루미늄은 산화하기 쉽고 내식성이 우수한 산화 피막을 생성하지만, 

용접시 산화 피막이 파손되는 것입니다.

알루미늄 용접시 문제는 주로 5가지 있습니다. 

그러나 알루미늄의 특성을 이해하고 적절한 시공 방법을 채택한다면, 

정밀한 용접 가공을 할 수 있습니다. 

그럼, 다음 5가지 문제점과 해결 방법을 소개합니다.

1. 가열하면 산화 될 가능성이 높다

알루미늄 가열함으로써 산화하기 쉬운 성질이 있습니다. 

따라서 용접 가공시에는 고순도 아르곤 가스를 사용하여 산화를 방지하는 것이 중요합니다.

2. 모재의 표면에 산화 피막을 제거한다

알루미늄의 특성 상 공기 중에 방치하면 산화 피막이 생성됩니다. 

이 산화 피막은 융점이 약 2000 ℃의 때문에 제거하지 않으면 용접이 잘되지 않고 정확도가 떨어집니다. 

따라서 용접 가공하기 전에 제거 작업을 실시하여 피막을 제거하지 않으면 안됩니다.

3. 융점이 낮다

알루미늄은 융점이 660 ℃이며, 다른 금속에 비해 상당히 낮습니다. 

또한 열전도율이 매우 좋기 때문에 용접 가공을하면 열이 모재에 바로 전달되어, 

모재 자체가 녹아버립니다. 

따라서 모재에 대한 입열 관리를 철저히 하는 것이 중요합니다.

4. 블로우 홀이 생기기 쉽고 변형하기 쉽다

알루미늄은 블로우 홀이 생기기 쉬운 금속입니다. 

블로우 홀은 용접 금속의 가스가 발생하여있는 구멍입니다. 

이 블로우 홀이 생기면 용접 부분이 약화되어, 파손의 원인이되어 버립니다. 

블로우 홀을 발생시키지 않기 위해서는, 

모재와 필러 금속의 관리 및 용접에 적합한 환경을 만드는 것이 중요합니다.

5. 용접 균열의 발생하기 쉽다

알루미늄 용접 균열의 경향이 큰 소재입니다. 

용접 균열은 용접 부분의 주변에 생기는 균열입니다. 

이 용접 균열이 일어나 버리면, 용접 부분이 약하게되어 버립니다. 

따라서 모재와 필러 금속의 조합에 세심한 주의를 도모할 필요가 있습니다.

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알루미늄 용접 방법

용접 가공에는 여러 가지 방법이 있지만, 

알루미늄 용접에는 주로 TIG 용접기를 사용합니다.

TIG 용접은 불활성 가스 텅스텐 전극을 이용한 용접 방법입니다. 

아크의 열로 재료를 녹여 접합하는 점은 다른 가공과 비슷하지만, 

텅스텐은 전극 역할을하는 것이고, 다른 필러 금속을 아크 열로 용융시키는 

비소모 전극식 용접이라는 점에서 크게 다릅니다.

또한, 아르곤 등의 불활성 가스를 차폐 가스로 사용하는 것도 TIG 용접기의 특징 중 하나입니다.

TIG 용접의 4 가지 장점

① 다양한 두께의 용접이 가능

텅스텐은 녹는 점이 매우 높기 때문에 전극으로 사용하여 

안정된 아크를 발생시킬 수 있습니다. 

따라서 박판에서 후판까지 폭 넓은 용접을 할 수 있습니다.

② 용접면을 반반하게한다

헬륨이나 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 차폐 가스로 사용하기 때문에 

다른 아크 용접을 이용한 가공과 비교하면 용접면을 부드럽고 깨끗하게 마무리합니다.

③ 산화하기 어려운

TIG 용접을 실시하여 금속의 표면이 산화하지 않으며, 

슬래그가 발생하지 않습니다. 

따라서 스테인리스 및 탄소 구리 등 다양한 합금 구리 용접에 사용할 수 있습니다.

④ 품질의 제품으로 완성

TIG 용접은 용접면의 결함 발생이 적습니다. 

또한 인성 및 내식성도 높기 때문에 다른 용접과 비교해도 질 높은 제품으로 완성 할 수 있습니다.

반자동 용접

또한 반자동 용접하는 방법도 있습니다.

반자동 용접은 가열기구를 사용하여 용접 금속을 녹여 소재끼리 접합하는 방법입니다. 

이 반자동 용접의 용접 방법은 기본적인 용접 기술의 응용이지만, 

다른 용접과 크게 다른 특징이 있습니다. 

그것은 가열기구에 의해 용해 와이어가 자동 공급된다는 점입니다.

그러나 용접 가공 작업 자체는 자동이 아니므로 기술자가 필요없다는 것은 아닙니다.

또한 반자동 용접은 금속을 가열할 때 가스를 사용합니다. 

이 가스는 다양한 종류가 있으며, 

사용하는 가스에 의해 반자동 용접의 명칭도 변경됩니다. 

반자동 용접 가공은 가스에 의해 적합한 금속이나 가공 방법이 다르기 때문에 주의가 필요합니다.

주로 반자동 용접 가스로 사용되는 것은 3가지가 있습니다.

① CO2 용접

반자동 용접에 사용하는 가스가 이산화탄소일 경우 "CO2 용접"이라고 합니다.

이 CO2 용접은 철의 용접 등으로 이용되고 있습니다.

② MAG 용접

용접에 사용되는 가스가 아르곤 80% 탄산 가스 20% 비율의 

혼합 가스를 사용하는 경우의 용접 방법을 "MAG 용접"라고합니다. 

MAG 용접은 주로 철이나 스테인레스의 용접에 이용되고 있습니다.

③ MIG 용접

아르곤 가스를 이용하여 용접하는 경우 "MIG 용접"라고합니다. 

MIG 용접은 주로 알루미늄이나 스테인레스의 용접에 적합합니다. 

그러나 기술력으로 정밀도가 크게 변화하기 때문에 주의가 필요합니다.

이상이 알루미늄 용접 방법입니다.

용접 방법은 각각 특징이 있기 때문에 용도에 따라 의뢰처를 고려하는 것이 좋습니다. 

그러나 금속 가공 업체 중에는 TAG 용접 및 반자동 용접을 할 수 없는 업체도 있으므로 의뢰 시 주의가 필요합니다.

알루미늄 용접 사례

알루미늄의 용접의 정리

이번에는 알루미늄의 용접에 대해 소개했습니다.

알루미늄은 그 특성에서 용접 가공이 매우 어려운 이미지가 있습니다. 

그러나 알루미늄의 특성과 성질을 이해하고 있는 업자에게 의뢰 할 수 있다면, 

양질의 제품을 완성 해줍니다

알루미늄 용접 가공을 의뢰 할 때 업체의 실적 등을 참고로 하여 의뢰하는 것을 추천합니다.

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