GMAW 용접 (Gas Metal Arc Welding) - Part 2

 

GMAW 용접 (Gas Metal Arc Welding) - Part 2에 대하여 알아보겠습니다.

 

GMAW

Shielding Gas (보호가스)

- Shielding Gas는 용접 이행(metal transfer)에 상당한 영향을 준다.

- Spray trasfer는 가스 혼합에 최소한 80%의 아르곤 가스(Ar gas)가 포함되어야 한다.

- Ar-CO2는 탄소강의 GMAW의 가장 대중적인 보호가스

 

GMAW 용접봉: Metal cored electrode (금속이 중심이 되는 용접봉)

- Metal cored wire는 원통형의 용접봉(tubular electrode)으로서 금속 외장(metal sheath)과 다양한 분말 재료(powerd material(주로 iron)로 된 중심부를 포함한다.

- Metal cored wire에서 전류는 바깥면(outside sheet)에 집중되고 내부의 금속 파우더(metal powder)는 분말형의 습성(glanular nature) 때문에 전도성이 더 약하다.

- 전류가 outer diameter에 집중은 되고 bowl 형상의 아크콘(arc cone) 형태를 만든다.

- 이는 더 미세한 용접 물방울(finer molten droplets)과 덜 대류하는 용접 물덩이(less turbulent weld pool)를 만든다.

 

- Metal cored wire의 장점

   ⓐ 높은 용착 속도(high deposition rate)

   ⓑ 슬래그와 스패트가 없음(no slag and no spatter)

   ⓒ 용락(burn through) 없이 브리지 간격(bridge gap)의 능력

   ⓓ  용접되는 옆 면의 뛰어난 용접과 루트 부위의 용입이 좋음(excellent side wall fusion and root penetration)

 

- E70C-6M : Metal cored wire 

  ⓐ E - Electrode

  ⓑ 70 - 70 000 psi

  ⓒ C - Composite Metal Cored Electrode

  ⓓ 6 - category for the wire

  ⓔ M - Mixed gas

 

GMAW 특징

- GMAW가 제공하는 다양성에 따라 많은 산업체에 적용되고 있음

- 철(ferrous)과 비철(nonferous meatal)의 join와 overlay시에 효율적으로 사용할 수 있음

- 오염될 수 있는 flux 대신에 gas shielding을 사용함에 따라 용접부의 hydrogen 유입을 막을 있음

  그래서 hydrogen이 문제를 야기할 수 있는 상황에서 성공적으로 사용될 수 있음

 

 

- 용접 후에 slag coating을 제거하여야 하는 slag coating이 미포함되어 있음에 따라 

   automatic, robtic 용접 (또는 높은 생산성이 필요한 경우)에 매우 적합함

- 용접 후에 요구되는 cleaning 작업이 거의 요구되지 않음에 따라 전체적인 생산성이 상당하게 증가됨

- SMAW에 사용되는 개별 용접봉에 비해 continuous spool의 wire의 교체 시간이 필요하지 않으므로 또한 생산성에 도움을 줌

 

GMAW

 

GMAW 장점

  1. 시간 대비 용접량 효율 고 → 노동비 절감

  2. Clean process (no flux)

  3. 다양한 type의 electrode가 있으며 더 휴대성이 강한 장비

  4. 좋은 시야성(no slag로 인한) → 용접사 용접 도중에 아크의 움직임 및 용접물(moten puddle)을 관찰하기 쉬움

 

GMAW 단점

  1. Flux 대신에 shielding gas가 사용되는데 base metal이 극도록 오염되어 있다면 

      porocity를 방지하기 위해 보호가스를 단독으로만 사용하는 것은 충분하지 않을 수 있음

 

  2. GMAW는 보호가스를 날리고 metal을 보호되지 않게 하는 외풍이나 바람에 매우 민감

      → 이러한 이유로 GMAW는 사이트 현장 용접(field welding)에 적합하지 않음

 

  3. 요구되는 equipment가 SMAW보다 복잡함 →  mechanical 문제가 용접 품질에 영향을 줄 수 있는 가능성을 높힘

      (낡은 gun liner나 contact tube는 결함 용접부를 생산할 수 있는 feeding과 전기적 특성에 변동을 줄 수 있음)

 

  4. Porocity : 오염이나 보호가스의 손실

      → 기공 가능성을 감소시키기 위하여 용접 전에 parts는 clean 하게 하고 weld zone은 울타리로 바람으로부터 보호하여야 함

      → 만약 기공이 계속된다면 과도한 moisture가 존재하지 않는지 확인

          Incompleted fusion : heavy section에 short circuiting 사용

          Arc instability : 낡은 liner와 contact tips

 

  5. 가장 문제 되는 결함은 incompleted fusion (특히 short circuiting transfer)

       원인 : "open arc"

         → no flux가 사용됨에 따라 heat를 가리는 보호층이 없어 증가된 heat intensity로 

             welder가 모재에 상당한 양의 열이 있다는 것으로 믿게 만듦

 

  6. Equipment는 불완전한 wire feeding과 관련된 문제를 완화시키기 위하여 잘 유지 보수되어야 함

      → wire roll이 교체될 때마다 jamming을 일으킬 수 있는 입자들을 제거하기 위하여 에어로 불어 내서 청소해야 한다.

 

GMAW 주의점

- 단지 gas flow rate를 추천되는 한도 위로 올린다고 적절한 보호가 제공되는 것을 보장받지 못함

   → 실제로 high flow rates는 turbulence를 만들며 기공의 가능성을 높임

         (증가된 flow rate는 실제로 대기의 가스를 weld zone으로 떨어트리기 때문에)