판금 용접의 공정과 종류

용접 판금은 금속 가공의 중요한 구성 요소입니다. 용접 기술은 금속 부품을 접합하는 데 사용됩니다. 금속 물체를 접합하는 데 가장 널리 사용되는 기술 중 하나인 용접에는 상당한 수의 고유한 유형이 있습니다. 

 

1. 판금 용접이란?

용접 공정에는 열, 압력 또는 둘 다를 가하여 두 개 이상의 구성 요소를 융합하는 작업이 포함됩니다. 구성 요소가 냉각되면 이후에 결합됩니다. 용접은 가장 일반적으로 열가소성 수지 및 금속과 관련이 있지만 목재에도 적용할 수 있습니다.

 

연결된 구성요소를 "상위" 재질이라고 합니다. '필러'는 조인트를 형성하는 데 도움이 되도록 통합된 모든 물질입니다. 예를 들어 플레이트, 도관, 필러 와이어 및 전극이 있습니다. 이러한 충전제의 조성은 종종 1 차 물질의 조성과 유사하며 균일 한 용접의 형성에 합류합니다. 반대로, 깨지기 쉬운 주철로 작업할 때와 같이 대체 필러가 필요한 상황이 있습니다.

 

 

 

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2. 판금 용접 공정의 일반적인 유형

판금 용접을 위한 다양한 기술과 전략이 있으며 각각 특정 상황에서 고유한 응용 프로그램 세트가 있습니다.

 

다양한 판금 용접 기술은 다음과 같습니다. 

 

1) MIG 용접

MIG 용접(가스 금속 아크 용접)은 널리 알려진 기술입니다. 이 방법은 용접 기기에 단선 전극을 사용하여 용융 와이어 풀을 생성합니다. 이 와이어는 금속 부품의 연결을 용이하게 하는 충전재입니다. 또한 차폐 가스 층이 MIG 용접 기기에 통합되어 용융 흐름이 주변 대기에 의해 오염되는 것을 방지합니다.

 

MIG 용접은 자동차 및 주택 개조 부문을 포함한 수많은 산업 분야에서 일상적으로 사용됩니다. 그 주된 이유는 비용 효율성과 효율성의 조합입니다. 이 기술은 가장 일반적인 판금(스테인리스강 및 알루미늄 포함)에 적용됩니다. 고품질 용접을 생산하고 상대적으로 저렴하며 복잡한 장비가 필요하지 않습니다.

 

 

 

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2) TIG 용접

TIG 용접 기술은 아크 용접 원리에 따라 작동하지만 전류를 사용하여 비소모성 텅스텐 전극을 통해 용접 작업을 수행합니다. 불활성 차폐 가스를 사용하여 전극을 차폐하고 용접부의 대기 오염을 방지합니다. 헬륨과 아르곤은 가장 일반적으로 사용되는 차폐 가스의 변형입니다.

 

TIG 용접은 티타늄, 니켈, 마그네슘 및 알루미늄과 같은 비철금속으로 작업할 때 가장 효율적입니다. 피더, 오토바이 및 도어의 프레임을 제작하는 데 가장 자주 사용되는 방법 중 하나입니다. 비철금속을 조작할 수 있는 TIG의 능력은 항공우주 및 항공을 포함한 비행과 관련된 부문에 최적의 선택입니다.

 

TIG 용접은 공정에 대한 더 큰 제어를 제공하고 대체 기술에 비해 더 견고한 용접을 생성합니다. 그러나 더 높은 수준의 용접기 숙련도가 필요하고 때때로 더 많은 시간을 소비할 수 있습니다.

 

 

 

 

3) 레이저/전자빔 용접

레이저 및 전자빔 용접은 가장 비용이 많이 드는 공정일 수 있으며 그 응용 분야는 매우 제한적입니다. 레이저 또는 전자빔은 처음에 용접 공정에 필요한 열을 생성하는 데 사용됩니다. 그러나 둘 사이의 주요 차이점은 작동이 특수하고 복잡한 장치의 사용을 필요로한다는 것입니다.

 

이러한 방법은 특히 레이저 용접과 관련하여 매우 정밀합니다. 큰 복잡성을 요구하는 금속 부품을 제조하는 데 이상적입니다. 또한 탄소강, 스테인리스강 및 티타늄을 포함한 보다 내구성 있는 금속 품종을 가공할 수 있으며 용접의 전반적인 미적 매력을 손상시키지 않습니다.

 

전자빔과 레이저는 열가소성 수지 및 알루미늄을 포함하여 더 널리 사용되는 물질에도 적용할 수 있습니다. 그러나 가장 경제적인 방법이 아닐 수 있습니다.

 

 

 

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4) 스틱 용접

스틱 용접은 플럭스 코팅 스틱을 전극으로 사용합니다. 중요한 차이점은 스틱 용접에는 차폐 가스의 적용이 포함되지 않는다는 것입니다. 그럼에도 불구하고 이는 대기 오염으로부터 용접 결과를 보호할 수 있는 대체 방법이 없다는 것을 의미하지는 않습니다. 이를 위해 전극 스틱은 플럭스로 코팅됩니다.

 

용접 공정에서 생성된 열에 반응하여 분해됨으로써 이 플럭스는 의도하지 않은 중단으로부터 용접을 보호하는 층으로 용접을 코팅할 수 있습니다. 이 기술은 본질적으로 레이저 용접을 직접 대체합니다. 정확하지 않고 특히 매력적인 용접을 생성하지는 않지만 효율적이고 합리적인 가격입니다. 조선, 건설 및 일반 철강 제조와 같은 산업에서도 휴대성의 이점을 누릴 수 있습니다.

 

 

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5) 플라즈마 아크 용접

플라즈마 아크 용접 공정은 용접 기기에 텅스텐 전극도 포함되어 있다는 점에서 위에서 언급 한 TIG와 비슷합니다. 그러나 플라즈마 아크 용접은 감소된 아크 크기를 사용하고 전극이 용접 도구의 본체와 접촉할 수 있도록 합니다. 가압 가스에서 플라즈마를 생성하여 다양한 금속 부품을 함께 녹일 수 있습니다.

 

플라즈마 아크 용접은 충전재가 필요하지 않으며 용접 후 청소를 최소화하여 고품질 용접을 생성합니다. 또한 상당한 강도가 부족하고 놀라운 정밀도를 가진 비교적 빠른 방법입니다. 따라서 항공 우주 및 해양 산업에서 널리 퍼져 있습니다.

 

 

 

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6) 가스 용접

용융된 판금 부분을 접합하는 또 다른 접근 가능한 방법은 기체 연료, 산소 또는 산소 아세틸렌을 사용하여 금속을 점화하고 함께 용접하는 것입니다. 적응성과 효능 때문에 금속 가공 산업에서 가장 널리 사용되는 방법 중 하나로 남아 있습니다. 금속 가공인은 환기 샤프트, 파이프라인, 튜브, 공조 시스템 등에 이 방법을 사용합니다. 가스 용접은 철금속과 비철금속 모두에 적용되고, 전기 없이 작동하며, 휴대가 가능하고, 가격이 합리적이며, 작동하는 데 전문 지식이 거의 필요하지 않습니다.

 

 

 

 

아래 표에는 각 프로세스의 장점과 단점입니다. 

 

용접 기술	묘사	장점	단점
MIG 용접	단선 전극을 사용하여 용융 금속 풀을 생성합니다.	효율적이고 비용 효율적이며 고품질 용접을 생성합니다.	차폐 가스 필요, 두꺼운 금속에는 적합하지 않음
TIG 용접	비소모성 텅스텐 전극과 불활성 차폐 가스를 사용하여 정밀한 고품질 용접을 생성합니다.	비철금속에 적합한 우수한 제어	다른 기술보다 더 많은 기술이 필요하고 속도가 느립니다.
레이저/전자빔 용접	레이저 또는 전자 빔을 사용하여 용접을 위한 열을 생성합니다.	매우 정밀하고 두꺼운 금속을 용접 할 수 있습니다.	매우 비싸고 특수 장비가 필요합니다.
스틱 용접	플럭스 코팅된 스틱 전극을 사용하여 용접을 생성합니다.	간단하고, 휴대가 간편하며, 저렴합니다.	다른 기술만큼 정확하지 않고 덜 매력적인 용접을 생성합니다.
플라즈마 아크 용접	작은 아크와 플라즈마를 사용하여 금속을 함께 녹입니다.	빠르고, 고품질 용접을 생산합니다.	특수 장비 필요
가스 용접	기체 연료를 사용하여 금속을 함께 녹입니다.	다용도, 전기 없이 사용 가능	다른 기술만큼 정확하지 않음

 

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3. 판금 제조에 사용되는 금속

 

 판금 제조에 사용되는 가장 일반적인 금속은 다음과 같습니다.

 

1) 탄소강

탄소강은 다양한 용접 공정에 적합하며 단파장 또는 장파장 기계를 사용하여 용접할 수 있습니다. 레이저 용접 중 재료 축적이 최소화되기 때문에 강철 부품을 후속 청소를 최소화하거나 전혀 하지 않고 페인트 라인에 직접 부착할 수 있습니다.

 

2) 스테인리스

스테인리스강은 다양한 형태의 용접 및 기계와 호환됩니다. 제품의 용도에 따라 열 착색을 제거하기 위해 용접 후 절차가 필요할 수 있습니다. 브러시 마감 처리된 스테인리스강을 용접할 때 재그레인 및 블렌딩이 필요하지 않습니다.

 

3) 알루미늄

알루미늄을 효율적으로 용접하려면 반사되는 빛의 양이 줄어들기 때문에 단파장 기계를 사용해야 합니다. 알루미늄 용접은 미적 및 기능적 목적 모두에 적합합니다.

 

4) 구리와 철

구리와 철은 각 금속에 대해 고유한 분류를 사용하기 때문에 용접하기가 약간 더 어렵습니다. 구리 레이저 용접에서 성공은 힘과 속도를 모두 조절하여 달성됩니다. 일반적으로 MIG 및 TIG 용접 기술은 모두 구리와 그 합금에 적용됩니다. 다양한 등급의 주철은 다양한 결과를 가진 용접을 생성합니다.

 

4. 판금 용접 변형 완화하는 방법

판금 용접은 때때로 뒤틀림이 있을 수 있습니다. 용접 절차와 설계의 매개변수를 조정하여 용접 변형을 줄일 수 있습니다. 다음은 용접 변형을 완화하기 방법입니다.

 

 

• 용접 크기 조정: 변형을 최소화하는 것 외에도 용접 크기를 적절하게 조정하여 노동력과 용접 재료를 절약할 수 있습니다.
• 주기적 용접: 하나의 긴 용접에 대한 간격을 선택합니다.
• 용접 패스 수 감소: 용접 패스 수를 줄이려는 시도를 해야 하며, 이는 재료 수축 가능성을 높입니다.
• 용접 위치: 용접은 판금의 중립 축 또는 중심 근처에서 이루어져야 합니다. 용접 설정은 판금을 용접할 때 왼쪽에서 오른쪽으로 해야 합니다.
• 클램프 사용: 이것은 어셈블리 및 소형 부품에서 용접 변형을 조절하기 위해 널리 사용되는 방법입니다. 지그, 클램프 및 고정 장치는 구성 요소를 원하는 위치에 고정하는 데 도움이 됩니다.
• 용접 기간 단축: 판금 패널을 용접하는 데 필요한 시간에 비례하여 변형 가능성이 증가합니다. 가능하면 용접 기간을 줄여야 합니다. 

 

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5. 판금 용접에서 번스루를 방지하는 방법

번스루(burn-through)는 용접 전극이 용접 루트에 도달할 수 있을 만큼 충분히 깊숙이 침투할 때 발생합니다. 본질적으로 모재의 전체 두께를 실수로 녹일 수 있습니다. 결과적으로, 번스루(burn-through)는 구멍 형태의 최종 용접 접합에 영향을 미칩니다. 이 결함은 용접 접합 위 또는 용접 접합 근처에서 자주 발생합니다.

 

 

 

다음은 번스루(burn-through)를 방지하기 위한 판금 용접 전략 및 권장 사항입니다.

• 감소된 전류 수준 채택
• 더 빠른 용접
• 모재 금속 마진의 과도한 연마를 피하십시오.
• 용접 전에 표면 청소를 확인하십시오.
• 적당한 호 길이 유지
• 전체 용접 연결에서 올바른 경사를 유지합니다.
• 불필요한 패턴 방지
• 가능한 경우 MIG 또는 TIG와 같은 저강도 기술을 사용합니다
• 사전 용접 장비 구성 검증의 구성을 확인합니다.