용접의 종류, 특징 및 용접기호 이해ㅣ 철골공사 실무

출처: NCS학습모듈, " 강구조시공 부재제작",교육부(20??)

 

용접의 종류, 특징 및 용접기호 이해

 

1) 용접의 원리

       접합하고자 하는 두 금속 부재 즉 모재의 접합부를 국부적으로 가열 용융시키고 이에 제3의 금속 즉 용가재를 녹여 첨가시켜 접합한다. 용접할 때 모재와 용가재가 응고된 부분을 용착 금속이라 하고, 이로 인해 만들어진 것을 비드(bead)라고 하며, 표면에 생긴 물결 모양을 리플(ripple)이라 부른다.

 

2) 용접의 종류

강구조물 제작 공장이나 현장에서 많이 사용되고 있는 용접 방법 위주로 기술하면 다음과 같다.

용접종류	구분	내용
피복 아크 용접 (shield arc welding)	접합 방법	● 설비가 간단하고 조작이 용이하여 가장 많이 사용되는 용접법으로, 강심선에 피복재를 도포하여 용접봉과 피 용접물과의 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 용접봉과피 용접물이 녹아서 접합되는 방법이다.
	특징	● 용접품질이 작업자의 기량에 좌우되는 단점이 있고 용접 능률의 향상에 한계가 있다. ● 용접봉에 도포되는 피복재(flux)는 산화물, 규산염, 탄산염, 유기물, 무기염류, 철합금 등 목적에 따라 여러 종류로 이루어지며, 이러한 피복재로 인한 효과는 아래와 같다. ▷ 피복재가 분해되어 발생하는 가스로 인해 대기 중의 산소와 질소가 용착 금속 내에 침입하는 것을 막아준다. ▷ 용착금속 표면에 점성이 작은 슬래그를 형성하여 용착 금속이 급랭하지 않도록 한다. ▷ 아크가 생기기 쉽도록 안정시킨다. ▷ 용착 금속의 성질을 향상시킨다.
가스 금속 아크 용접 (gas metal arc welding)	접합 방법	● 불활성 가스(알곤, 헬륨) 또는 활성 가스(탄산가스, 산소)로 대기와의 접촉을 단절한 상태에서 전극 와이어와 피 용접물과의 사이에 아크를 발생시켜 그 열로 와이어와 피 용접물을 녹여서 접합하는 방법이다.
	특징	● 불활성 가스를 사용하는 것을 MIG 용접, 활성 가스를 사용하는 것을 MAG 용접이 라 하며, 탄산가스(CO₂)만을 사용하는 것을 탄산가스 아크 용접이라 말한다.
		●  MIG 용접, MAG 용접 ▷ 실드 가스로서 알곤(Ar)이 100%인 것을 MIG(metal inert gas)용접,  알곤(Ar) 80%, CO₂20%인 것을 MAG(metal active gas)용접이라 한다.  ▷용접 스패터(spatter) 양의 감소, 비드 외관의 개량, 인성의 확보 등을 목적으로 사용되며, 비용이 많이드는 알곤 가스와 용접기를 사용해야 하는 단점이 있다.
		● 탄산가스 아크 용접 ▷ 반자동 아크 용접의 대표적인 방법으로 실드 가스로서 효율이 높고 비용이 저렴하여 널리 사용되며, 용착 속도가 빠르고 슬래그가 적은 장점과 스패터가 많아 비드 외관이 좋지 않고 바람에 약해 옥외에서는 방풍 대책이 필요한 단점이 있다.
서브머지드 아크 용접(submerged arc welding)	접합 방법	● 자동 용접 방법 중 가장 널리 이용되고 있으며, 와이어의 공급, 플럭스의 살포 등 용접의 진행이 모두 자동적으로 이루어진다.
	특징	● 자동 용접이므로 용착 금속의 품질이 균일하고 양호하며 고효율인 반면 설비비가 고가이며 정밀한 개선정도가 필요하며 용접 자세가 하향 및 수평으로 제한되는 단점이 있다.

 

3) 용접 용어정리

용어	정의
용접 개선 (groove)	● 효율적으로 용접하기 위하여 모재 사이에 만들어진 가공 부위를 말한다. 개선은 기계가공 등에 의하여 가공하며 맞대어 진 형태에 따라 I형, V형, U형, X형, Y형 등이 있다
루트(root) 및  루트 간격	● 용접 이음 부위의 제일 낮은 부분을 루우트라 하며, 양쪽 모재의 루트와 루트 사이의 간격을 루트 간격이라 한다.
각장(leg) 및 목두께	● 용접 단면의 가로 또는 세로의 길이를 각장이라 하며, 용접 비드 쌓이는 높이를 목두께 라고 한다.
맞댐 용접 (butt welding)	● 두 모재가 서로 마주 보고 있는 상태에서 끝 단면을 비스듬히 절단하여 실시하는 용접을 말한다.
모살 용접 (fillet welding)	● 용접하고자 하는 모재를 겹쳐(lap) 부재의 표면과 두께면에 실시하는 용접과 두 모재를 T형으로 맞대어 생기는 우각부에 실시하는 용접을 말한다.
가 용접 (tack welding)	● 부재의 휨이나 비틀림을 방지하기 위해 모재의 양단 또는 뒷면에 임시로 용접하는 것을 말하며, 가 용접 후 본 용접이 실시되는 경우가 많으므로 본 용접과 똑같이 관리하여야 한다.
가우징 (gouging)	● 금속판의 뒷면 깍기, 용접 결함부의 제거 등을 위해 금속 표면에 골을 파는 것을 말한다.

 

4) 용접결함의 종류

용접결함

• 언더컷(undercut): 용접 끝단에 생기는 작은 홈
• 오버랩(overlap): 용융된 금속이 모재 면에 덮쳐진 상태
• 용접 균열(crack): 용접 표면이 갈라지는 현상으로 가장 치명적인 용접 결함
• 슬래그 혼입(slag inclusion): 슬래그가 완전히 부상하지 못하고 용착 금속 속에 섞여 있는 상태로 용접 균열의 주원인이 된다.
• 기공(blow hole): 용접부에 작은 구멍이 산재되는 현상
• 용입 불량(incomplete fusion): 모재의 한 부분이 용착 되지 못하고 남아 있는 현상
• 스패터(spatter): 용융 금속의 일부 입자가 용접부를 이탈해 용착 되는 현상
• 피트(pit): 기공, 스패터 등으로 인해 용접부의 바깥 면에 나타나는 작고 오목한 구멍

 

5) 용접 기호 이해하기

       부재의 정확한 제작을 위해서는 공작도에 표현되는 용접 기호를 이해하여야 한다. 용접기호에 대한 자세한 표현과 설명은 KS 규격(KS B 0052)을 참고하고 용접 기호 표기 방법과 주요 용접 기호에 대해서만 간략히 알아보기로 한다.

명 칭	기 호	용접형태
맞댐 용접 (I형)
맞댐 용접 (Y형)
완전 용입 용접 (K형)
모살 용접

기 호	용접 형태	설 명
		지시면 용접
		지시 반대면 용접
		지시면 및 지시 반대면 용접