공정 요인 외에도 홈 크기와 틈새 크기, 전극과 작업물의 경사각, 조인트의 공간적 위치 등과 같은 다른 용접 공정 요인도 용접 형성 및 용접 크기에 영향을 미칠 수 있습니다.
1. 용접전류가 용접형성에 미치는 영향
다른 특정 조건에서 아크 용접 전류가 증가함에 따라 용접의 침투 깊이와 잔류 높이가 증가하고 침투 폭이 약간 증가합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.
1) 아크용접의 용접전류가 증가함에 따라 용접물에 작용하는 아크력이 증가하고, 용접물에 대한 아크의 열입력이 증가하고, 열원의 위치가 아래로 이동하여 용융풀의 깊이까지 열전도에 도움이 되고 침투깊이가 증가합니다. 침투깊이는 용접전류에 대략 비례하는데, 즉 용접 침투깊이 H는 대략 Km×I와 같습니다. 이 공식에서 Km은 침투계수(용접전류가 100A 증가하여 용접 침투가 증가하는 밀리미터 수)이며, 아크용접 방법, 와이어 직경, 전류 종류 등과 관련이 있습니다. 표 1-1를 참조하십시오.
표 1-1 다양한 아크 용접 방법 및 매개변수에 대한 침투 계수 Km(용접 강재)
2) 아크용접의 코어 또는 와이어의 용융 속도는 용접 전류에 비례합니다. 아크용접의 용접 전류가 증가함에 따라 용접 와이어의 용융 속도가 증가하고 용접 와이어의 용융량은 대략 비례하여 증가하는 반면 용융 폭의 증가는 적기 때문에 용접 이음매 높이가 증가합니다.
3) 용접 전류가 증가하면 아크 기둥의 직경은 증가하지만 아크가 공작물 속으로 깊이 침투하여 아크 스폿의 이동 범위가 제한되어 용융 폭의 증가가 작습니다.
가스 실드 금속 아크 용접 시 용접 전류가 증가하고 용접 침투가 증가합니다. 용접 전류가 너무 크고 전류 밀도가 너무 높으면 특히 알루미늄을 용접할 때 손가락 모양의 침투가 발생할 가능성이 높습니다.
둘째, 아크전압이 용접형성에 미치는 영향
다른 특정 조건에서 아크 전압이 증가하면 아크 전력이 그에 따라 증가하고 용접물의 열 입력이 증가합니다. 그러나 아크 전압의 증가는 아크 길이를 증가시켜 달성됩니다. 아크 길이의 증가는 아크 열원의 반경을 증가시키고 아크의 열 발산이 증가하고 입력 용접물의 에너지 밀도가 감소하므로 침투 깊이가 약간 감소하고 침투 깊이가 증가합니다. 동시에 용접 전류가 변하지 않기 때문에 용접 와이어의 용융량은 기본적으로 변하지 않아 용접 높이가 감소합니다.
다양한 아크 용접 방법에 대해 러시아와 일본은 적절한 용접 형성을 얻어야 합니다. 즉, 적절한 용접 형성 계수 φ를 유지하고, 용접 전류를 증가시키면서 아크 전압을 적절히 증가시키고, 아크 전압과 용접 전류 사이의 적절한 일치 관계가 필요합니다. 이것은 용융 전극 아크 용접에서 가장 일반적입니다.
셋째, 용접속도가 용접형성에 미치는 영향
다른 특정 조건에서 용접 속도를 높이면 용접 열 입력이 감소하여 용접 폭과 침투 깊이가 줄어듭니다. 용접 단위 길이에 와이어 금속이 증착되는 양은 용접 속도에 반비례하므로 용접 높이도 감소합니다.
용접속도는 용접 생산성을 평가하는 중요한 지표입니다. 용접 생산성을 개선하기 위해서는 용접속도를 높여야 합니다. 그러나 구조 설계에 필요한 용접 크기를 확보하기 위해서는 용접전류와 아크전압을 그에 따라 증가시키면서 용접속도를 높여야 합니다. 이 세 가지 양은 서로 관련이 있습니다. 동시에 용접전류, 아크전압, 용접속도를 증가시키면(즉, 고출력 용접아크, 고용접속도 용접) 용융풀 형성과정과 용융풀 응고과정에서 갈링, 모서리, 균열 등의 용접결함이 발생할 수 있으므로 용접속도를 증가시키는 데 한계가 있습니다.
넷째, 용접전류의 종류 및 극성, 전극크기가 용접형성에 미치는 영향
1. 용접전류의 종류 및 극성
용접 전류의 종류는 DC와 AC로 구분된다. 그 중 DC 아크 용접은 전류 펄스의 유무에 따라 정전류 DC와 펄스 DC로 구분되고, 극성에 따라 DC 정전류(용접부가 양극에 연결됨)와 DC 역전류(용접부가 음극에 연결됨)로 구분된다. AC 아크 용접은 전류 파형의 차이에 따라 사인파 AC와 사각파 AC로 구분된다. 용접 전류의 종류와 극성은 아크가 용접물에 입력하는 열량에 영향을 미쳐 용접 형성에 영향을 미칠 수 있으며, 또한 모재 표면의 산화막 제거와 입자 전달 과정에 영향을 미칠 수 있다.
아르곤텅스텐 아크 용접을 사용하여 강철, 티타늄 및 기타 금속 재료를 용접할 때 DC를 연결할 때 형성되는 용접의 침투 깊이가 가장 크고 DC를 반전할 때 침투가 가장 작으며 AC는 두 가지 사이에 있습니다. DC 양전용접 중에 용접 이음매의 침투가 가장 크고 텅스텐 전극 연소 손실이 가장 작기 때문에 강철, 티타늄 및 기타 금속 재료를 용접할 때는 DC 양전용접을 사용해야 합니다. TIG 용접이 펄스 DC 용접을 채택하는 경우 펄스 매개변수를 조정할 수 있으므로 용접 이음매 형성 크기를 필요에 따라 제어할 수 있습니다. 아르곤텅스텐 아크 용접으로 알루미늄, 마그네슘 및 그 합금을 용접할 때는 아크의 음극 세척 작용을 사용하여 모재 표면의 산화막을 세척해야 합니다. AC를 사용하는 것이 좋습니다. 사각파 AC의 파형 매개변수를 조정할 수 있으므로 용접 효과가 더 좋습니다.
용융 전극 아크 용접에서 DC 역방향 연결의 용접 침투 깊이와 폭은 DC 양극 연결보다 크고 AC 용접의 침투 깊이와 폭은 두 가지 사이에 있습니다. 따라서 잠수 아크 용접에서는 DC 역방향 연결을 사용하여 더 큰 침투 깊이를 얻고 잠수 아크 표면 용접에서는 DC 순방향 연결을 사용하여 침투 깊이를 줄입니다. 가스 금속 아크 용접에서는 DC 역방향 연결이 침투 깊이가 클 뿐만 아니라 용접 아크 및 물방울 전달 프로세스가 DC 양극 연결 및 AC보다 안정적이며 음극 세척 효과가 있기 때문에 널리 사용됩니다. 통신은 일반적으로 사용되지 않습니다.
2. 텅스텐 전극 팁 형상, 와이어 직경 및 연장 길이의 영향
텅스텐 전극의 선단 각도와 형상은 아크 농도와 아크 압력에 큰 영향을 미치며 용접 전류의 크기와 용접물의 두께에 따라 선택해야 합니다. 일반적으로 아크가 더 집중되고 아크 압력이 클수록 침투 깊이가 커지고 그에 따라 침투 폭이 감소합니다.
가스 메탈 아크 용접에서 용접 전류가 일정할 때 용접 와이어가 얇을수록 아크 가열이 집중되고 침투 깊이가 증가하고 용융 폭이 감소합니다. 그러나 실제 용접 프로젝트에서 와이어 직경을 선택할 때는 전류 크기와 용융 풀의 모양도 고려하여 용접 형성이 불량해지는 것을 방지해야 합니다.
MIGAW 아크 용접의 용접 와이어의 연장 길이가 증가하면 용접 와이어의 연장 부분을 통한 용접 전류에 의해 생성되는 저항 열이 증가하여 용접 와이어의 용융 속도가 증가하여 용접 이음매의 잔류 높이가 증가하고 침투 깊이는 감소합니다. 강철 와이어의 비교적 큰 저항률로 인해 와이어 연장 길이가 용접 형성에 미치는 영향은 강철 및 얇은 와이어의 용접에서 분명합니다. 알루미늄 용접 와이어의 저항률은 비교적 작고 그 영향은 크지 않습니다. 용접 와이어의 연장 길이를 늘리면 용접 와이어의 용융 계수를 개선할 수 있지만 용접 와이어 용융의 안정성과 용접 이음매 형성을 고려할 때 용접 와이어의 연장 길이에는 허용 가능한 범위의 변동이 있습니다.
5. 기타 공정인자가 용접이음부 형성인자에 미치는 영향
위에 언급된 공정 요인 외에도 홈 크기와 틈새 크기, 전극과 작업물의 경사각, 조인트의 공간적 위치와 같은 다른 용접 공정 요인도 용접 형성 및 용접 크기에 영향을 미칠 수 있습니다.
1. 홈과 간격
아크용접으로 맞대기 접합을 용접할 때 일반적으로 틈새를 확보할지 여부, 틈새의 크기 및 홈의 형태는 용접판의 두께에 따라 결정됩니다. 특정 다른 조건에서 홈 또는 틈새의 크기가 클수록 용접 이음매의 잔류 높이가 작아지고 이는 용접 이음매의 위치 감소와 동일하며 이때 융합 비율이 감소합니다. 따라서 틈새 또는 베벨을 사용하여 오버행의 크기를 제어하고 융합 비율을 조정할 수 있습니다. 틈새가 있는 베벨과 틈새가 없는 베벨과 비교할 때 두 가지의 방열 조건은 다소 다릅니다. 일반적으로 베벨의 결정화 조건이 더 유리합니다.
2. 전극(용접와이어) 경사도
아크용접 중 전극 기울기 방향과 용접 방향의 관계에 따라 전극 전방 기울기와 전극 후방 기울기의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.용접 와이어가 기울어지면 아크 축도 그에 따라 기울어집니다.용접 와이어가 전방으로 기울어지면 아크 힘이 용융 풀 금속의 후방 배출에 미치는 영향이 약해지고 용융 풀 바닥의 액체 금속 층이 두꺼워지고 침투 깊이가 감소하고 아크가 용접물로 들어가는 깊이가 감소하고 아크 스팟의 이동 범위가 확장되고 용융 폭이 감소합니다.증가하고 잔류 높이가 감소합니다.와이어 전방 기울기 각도가 작을수록 효과가 더 분명합니다.와이어가 후방으로 기울어지면 그 반대입니다.전극 아크 용접에서는 전극 후방 기울기 방법이 주로 사용되며 기울기 각도는 65도에서 80도 사이가 더 적합합니다.
3. 용접각도
실제 생산에서 용접 경사가 자주 발생하는데, 이는 상향 용접과 하향 용접으로 나눌 수 있습니다. 이때 용융 풀 금속은 중력의 작용으로 경사면을 따라 아래로 흘러내리는 경향이 있습니다. 상향 용접 시 중력은 용융 풀 금속이 용융 풀의 꼬리로 배출되도록 돕기 때문에 침투 깊이가 크고 용융 폭이 좁으며 초과 높이가 큽니다. 상향 경사 각도가 6도-12도일 때 초과 높이가 너무 크고 양쪽에 언더컷이 발생하기 쉽습니다. 하향 용접 시 이 효과로 인해 용융 풀 금속이 용융 풀의 꼬리로 배출되지 않고 아크가 용융 풀 바닥에 있는 금속을 깊이 가열할 수 없습니다. 용접의 경사 각도가 너무 크면 용융 풀에서 침투가 불충분하고 액체 금속이 넘칩니다.
4. 용접재료 및 두께
용접 침투는 용접 전류, 재료의 열전도도 및 체적 열용량과 관련이 있습니다. 재료의 열전도도가 좋고 체적 열용량이 클수록 단위 체적당 금속을 녹이고 동일한 온도를 높이는 데 필요한 열이 더 많아집니다. 따라서 용접 전류와 같은 특정 조건에서 침투 깊이와 침투 폭은 감소합니다. 재료의 밀도나 액체의 점도가 높을수록 아크가 액체 용융 풀에서 금속을 제거하기 어렵고 침투 깊이가 얕아집니다. 용접물의 두께는 용접물 내부의 열 전도에 영향을 미칩니다. 다른 조건이 동일할 때 용접물의 두께가 증가하고 열 발산이 증가하고 융합 폭과 침투 깊이가 감소합니다.
5. 플럭스, 전극 코팅 및 보호 가스
플럭스 또는 전극 코팅의 구성이 다르기 때문에 아크 전압 강하와 아크 컬럼 전위 구배가 다르므로 용접 형성에 필연적으로 영향을 미칩니다. 플럭스 밀도가 작고 입자 크기가 크거나 스태킹 높이가 작을 때 아크 주변의 압력이 낮고 아크 컬럼이 확장되고 아크 스팟 이동 범위가 크므로 침투 깊이가 작고 용융 폭이 크고 잔류 높이가 작습니다. 고출력 아크 용접을 사용하여 두꺼운 부품을 용접할 때 경석과 같은 플럭스를 사용하면 아크 압력을 줄이고 침투 깊이를 줄이며 용융 폭을 늘릴 수 있습니다. 또한 용접 슬래그는 적절한 점도와 용융 온도를 가져야 합니다. 점도가 너무 높거나 용융 온도가 너무 높으면 슬래그의 환기가 잘되지 않고 용접 표면에 많은 압력 피트가 형성되기 쉽고 용접 표면이 열화됩니다.
아크용접에 사용되는 보호가스(Ar, He, N2, CO2 등)의 조성이 다르고, 열전도도 등의 물리적 성질도 다르므로, 아크극 압력강하, 아크컬럼 전위구배, 아크컬럼 전도단면적, 플라즈마 유동력, 비열흐름 분포 등이 모두 용접부의 형성에 영향을 미칩니다.
간단히 말해서, 용접 형성에 영향을 미치는 요인은 많습니다. 좋은 용접 형성을 얻으려면 용접물의 재료와 두께, 용접의 공간적 위치, 조인트 형태, 조인트 성능 및 용접 크기에 대한 작업 조건의 요구 사항에 따라 선택해야 합니다. 용접에는 적합한 용접 방법과 용접 조건이 사용되며 가장 중요한 것은 용접공의 용접에 대한 태도입니다! 그렇지 않으면 용접 형성과 성능이 요구 사항을 충족하지 못할 수 있으며 다양한 용접 결함이 발생할 수도 있습니다.
