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프로세스

용접 원리

용접이란? 용접은 금속 또는 비금속을 접합하는 방법 중 하나로 2개 이상의 재료를 냉간, 반용융 또는 용융 상태로 직접 집합시키거나 간접적으로 용가재를 추가적으로 용융시켜 결합시키는 것을 일컫습니다. 뉴턴의 만유인력의 법칙에 따라 접합하고자 하는 두 물체간의 간격이 1억분의 1cm정도 (10-8cm) 접근했을 때 인력이 작용되어 접합됩니다. 수동 및 자동 MIG/MAG 용접기는 직류 역극성, 즉 와이어가 양극, 모재가 음극인 직류로 용접을 합니다. 크게는 GMAW (Gas Metal Arc Welding), 더 넓은 의미로는 보호 가스 용접에 속하는 MIG/MAG는 용극식 용접법으로써, 용가재로 사용되는 와이어가 비/금속 표면에 닿을 때 아크를 점화시켜 용접합니다. 보호가스는 용융된 비/금속을 대기 산소와의 접촉으로부터 산화되는 것을 방지합니다. 사용하는 보호가스가 활성화 가스인지 비활성화가스인지에 따라서 MIG와 MAG로 나누어 집니다.

MAG (Metal Active Gas)

  • 보호가스
    CO2, O2와 같은 활성화 가스 사용 또는 아르곤과 같이 비활성화가스와 혼합하여 사용
  • 모재
    순수강, 저합금강, 고합금강

MIG (Metal Inert Gas)

  • 보호가스
    아르곤, 헬륨과 같은 비활성화 가스 또는 비활성화 혼합 가스 사용
  • 모재
    알루미늄, 구리, 마그네슘, 티탄

장점 및 단점

장점

  • 높은 용접 속도
  • 높은 용착 속도
  • 모재두께가 달라저도 동일한 와이어 직경
  • 간단한 용접 점화
  • 자동화 가능
  • 슬래그 형성하지 없음
  • 높은 생산성 및 경제성

단점

  • 야외 용접 불가
  • 부식과 습기에 약함
  • 무거운 용접 시스템
  • 용접 조건 설정을 위한 용접 경험 필요
  • 스패터

용접 패키지

용접 패키지는 TPS/i에서 설치하여 사용할 수 있는 용접 소프트웨어입니다. 동일한 TPS/i 용접기에서 필요에 따라 용접 패키지를 설치하여 용접기를 쉽게 PMC, CMT, LSC로 업그레이드하여 사용할 수 있습니다. TPS/i 테스트 라이선스를 통해 아크 50시간동안 모든 용접 패키지를 테스트해볼 수 있습니다.

용접패키지 스탠다드

스탠다드 용접 패키지에는 용융 금속 이행 형태로 단락형과 스프레이형으로 이루어져 있습니다.

단락형 :
와이어가 모재에 접촉하는 순간 단락 아크가 점화합니다. 이때 와이어를 용융시켜 용적 이행을 시키는 단락 전류가 발생합니다. 단락 이후 아크는 새로 점화합니다. 단락 아크는 박판에 낮은 전류대에서 주로 사용하며, 거의 모든 자세로 용접이 가능합니다. 루트 용접에도 주로 단락 아크를 사용합니다.

스프레이형 :
스프레이 아크는 단락없이 높은 전류대에서 계속 점화하여 와이어가 미세한 입자로 되어 빠른 속도로 용접부에 이행됩니다. 높은 용착 속도와 깊은 용입으로 주로 두꺼운 모재 용접에 적합합니다.

용접패키지 펄스

펄스 아크는 베이스 전류 구간과 펄스 전류 구간으로 나누어져 있습니다. 베이스 전류 구간에서는 아크가 어느정도 안정적이고 모재 표면이 예열될 수 있는 정도까지 전류가 감소됩니다. 펄스 전류 구간에서는 정확히 계산된 전류 펄스로 제어된 용적 이행이 이루어집니다. 펄스 아크는 용적 폭발과 동시에 의도치 않은 단락과 제어되지 않은 스패터를 거의 없게 이행됩니다.

싱크로 펄스 (3-10Hz)는 펄스를 기반으로 한 기능으로 와이어 송급 속도, 주파수, 베이스 전류와 펄스 전류 구간의 아크 길이 수정 등 여러 파라미터를 조정하여 비늘 모양의 비드를 만들 수 있으며, TPS/i 펄스 용접 패키지안에 포함되어 있습니다.

용접패키지 PMC

PMC는 개선된 펄스 아크로 새로운 추가 제어 기능 용입 안정화와 아크길이 안정화를 통해 더욱더 제어된 펄스 이행을 가능하게 합니다.

추가적인 와이어 송급 제어로 용입 안정화는 용접 토치와 모재사이 거리가 변하더라도 전류와 용입을 일정하게 유지되도록 제어합니다. 용입 안정화 기능 없이는 일반적으로 용접 토치와 모재사이 거리가 변하면 용접 전류가 낮아져 용입 부족으로 접합이 잘 되지 않거나 높은 전류로 용입이 너무 깊어 박판일 경우 용락이 발생할 수 있습니다.

아크길이 안정화는 단락 전류 제어를 통해 짧으면서 용접 기술에 유용한 아크를 만들어 스틱아웃 길이가변하거나 외부 간섭에도 아크를 안정적이게 유지합니다. 신속한 제어가 단락 구간을 최소화하여 전압을 감소시켜 외부 간섭에 대해 사용자가 수동적으로 조정할 필요가 없으며 특히 로봇 자동화 용접에서 Job(사용자 지정 용접 프로그램)이 많을 경우 티칭 시간을 절약할 수 있습니다.

필수 용접 패키지 : 펄스

용접패키지 CMT

CMT는 적은 입열을 가진 단락 아크를 기반으로 한 저온 용접으로써, 디지털 프로세스 제어가 단락을 인식하여 와이어를 역인칭할 때 용적 이행이 이루어집니다. 용접 중 와이어가 인칭하여 단락이 발생하면 와이어가 바로 뒤로 인칭하여, 아크가 점화 구간에 아주 적은 입열을 전달합니다. 단락이 제어되고 전류는 작게 유지되어 거의 스패터가 없는 안정적인 용적 이행을 가능하게 합니다.

필수 용접 패키지 : 스탠다드, 펄스 

CMT Advanced는 정극 CMT (와이어-)와 역극 CMT (와이어+) 또는 정극 CMT (와이어-)와 역극 펄스 (와이어+) 구간으로 이루어져 집중된 입열, 높은 용착 속도, 갭 브리징, 정확한 용적 이행, 안정적인 아크를 가능하게 합니다. CMT Advanced를 이용하기 위해 전용 용접기 CMT4000 Advanced가 필요합니다.

MIG 브레이징은 910-1040ºC 낮은 용융점과 내식성을 가진 구리합금 와이어를 사용하여 모재를 용융시키지 않고 접합합니다. 적은 입열로 변형을 줄이고 아연이 타는 것을 감소시킵니다. CMT 프로세스를 사용하여 주로 자동차산업에서 얇은 아연도금강판에 적용됩니다.

용접패키지 LSC

LSC는 개선된 단락 아크로 최소화된 스패터로 높은 아크 안정성을 제공합니다. 단락 중단으로 단락이 기존보다 더 낮은 전류대에서 발생하도록 하여 부드러운 점화와 안정된 프로세스가 가능합니다. 제어되지 않은 단락 아크와 차별화되어, 제어된 단락 아크로 최소화된 스패터로 높은 용착 속도로 최적의 용접 결과를 가능하게 합니다.

LSC로 사용할 수 있는 추가 제어 기능 용입 안정화로 용접 토치와 모재사이 거리가 변하더라도 전류와 용입을 일정하도록 제어할 수 있습니다. 용입 안정화 기능 없이는 일반적으로 용접 토치와 모재사이 거리가 변하면 용접 전류가 낮아져 용입 부족으로 접합이 잘 되지 않거나 높은 전류로 용입이 너무 깊어 박판일 경우 용락이 발생할 수 있습니다.

필수 용접 패키지 : 스탠다드

LSC Advanced는 LSC의 원리를 이용하여 용접 케이블이 길고 유도성 인덕턴스가 높아도 단락 전류를 감소를 촉진시키는데 영향을 미치지 않도록 합니다. LSC Advanced를 이용하기 위해서는 전용 용접기 TPS 400i LSC ADV가 필요합니다.