GMAW 용접 (Gas Metal Arc Welding) - Part 1

 

GMAW 용접 (Gas Metal Arc Welding) - Part 1 에 대하여 포스팅합니다.

 

 

GMAW (Gas Metal Arc Welding)는 "MIG" Welding라고도 함

 - 주로 semiautomatic process로 사용됨 (물론 mechanized와 automatic 적용으로도 사용)

 - 그러므로 robotic welding에 매우 적합함

 

 

 주요 특징

1. GMAW는 welding gun를 통하여 계속적으로 공급되는 solid wire electrode가 특징

 

 

2. 용접에 필요한 모든 shilding gas는 welding gun으로부터 방출되는 보호가스로만 제공된다.

   - gas종류는 iner와 reactive type 둘 다 사용 

   - Inert gas : Ar, He (단독이나 혼합하여 사용 가능하며 reactive type인 oxgen이나 carbon dioxide와도 혼합하여 사용 가능)

   - GMAW의 적용은 단독 carbon dioxide shielding을 많이 사용 (inert gas에 비해 경제적인 이유로)

 

Electrode Designation (용접봉 지정 번호)

1. 사용되는 electrode는 solid wire

2. ER : 그냥 Wire

      → Electricity (electrode) and filler metal (rod)

 

3. trength : Deposited weld metal의 minimum tensile strength 

                PSI x 1000으로 표현

                      EX) ER70S-6 : at least 70 000 psi

                            ER120S-6 : at least 120 000 psi

 

4. Chemical Composition : 구동되는 특징 및 용착 금속의 성질

     (기공을 억제하기 위해 Mn, Si, Al과 같은 탈산제 주로 사용함)

 

용접봉 보관법

- GTAW의 wire가 flux를 포함하지 않더라도 적합하게 보관하는 것이 중요함

    → 미 사용 시 original plastic wrapping이나 shipping container에 보관

 

 

POWER SUPPLY

- SMAW : Constant current

- GMAW : Constant voltage나 constant potential 

     → 즉, 용접 전류를 너머 미리 맞춰진 전압을 사용하여 용접 수행됨

 

- GMAW는 일반적으로 DCEP 사용

   (이 power source를 사용 시 wire feeder를 결합하여 semiautomatic, mechanizied, fully automatic를 사용할 수 있음)

 

EQUIPEMENT 

- Equipment : SMAW에 비해 GMAW는 더 복잡함

  1. power source

  2. wire feeder

  3. gas source

  4. welding gun 

     (electorde와 gas가 운반되는 flexible cable에 의해서 wire feeder에 부착되어 있는)

- 용접을 설정하기 위해 power source에서의 전압을 조정하고 wire feeder에서의 feed speed를 조정

- wire feed speed가 증가될 시 용접 전류 또한 증가됨  

   → electrode의 녹는 속도는 arc current에 비례하므로 wire feed speed는 실제로 이 특징을 제어함

1. 정전압이지만 실제로는 약간 기울어져 있음

  → 이 특징은 GMAW가 semiautomatic type이 가능하게함 → 수동 SMAW처럼 welder가 filler metal의 feeding을 제어할 필요 없음

  → 이 system을 "Self-Regulating Constant Potential" 이라고도 함

 

- Workpiece에 대하여 gun의 위치의 조금의 변화도 아크 전류의 상당한 증가와 감소를 가져온다.

- Figure 3.12를 볼 때, gun을 workpiece로 점점 이동하면 전기적인 저항의 감소와 전류에서의 즉각적인 증가를 생산하게 된다.

  → 이 현상은 그에 따라 즉각적으로 추가적인 electorde를 용융한다. (to bring the arc length and current back to thire original values)

  → 그러므로 작업자에 조종에 따른 영향을 적어지며 GMAW가 less operator-sensitive 해짐에 따라 사용적인 면에서 배움이 용이함

- machine 조정이 변경될 때 operating characteristics은 극도로 변경되는 결과를 낳는다.

  주요한 우려는 electorde의 끝에서 녹은 금속이 arc 지역을 가로질러 모재로 이동되는 방식에 관련된다.

 

- Metal transfer의 주요인자

  ⓐ shielding gas

  ⓑ 전류 전압

  ⓒ power source characteristics

 

Workpiece에 열전달 세기 순위

Spray  → Pulsed arc → Globular → Short circuiting

 

1. Spray 

- 더 두껍고 완전용입용접의 조인트(heavier section and full penetration weld joint)에 적합

 

2. pulsed arc

  - 작업 동안 전류가 높은 pulse current와 더 낮은 pulse current 사이에서 변동됨 (이는 둘 다 machine control과 함께 설정될 수 있음)

 

 

3. globular

  - Globular transfer는 거의 용착금속의 heating만큼만 제공하지만 덜 안정적이어서 증가된 spatter를 야기한다.

 

4. short circuiting

 - base metal에 가장 약한열을 전달 → 박판(sheet metal) 용접이나 poor fit-up시의 과도한 gap를 가지는 joint에 적합

 -  만드는 모재에 접촉하면서 welding cycle의 부분에 short circuit을 만드는 electrode 때문에 더 차가운 특색을 보임

     → 그래서 아크는 간헐적으로 작동되었다가 소멸되었다가 함

     → 짧은 시간 동안의 아크 소멸이 약간의 cooling 효과를 주면서 박판 용접 시의 burn through 경향에 도움을 준다.

 

GMAW 용접 (Gas Metal Arc Welding) - Part 2

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