개념 한 쪽
아크용접은 전기 아크의 열을 이용해 금속을 용융 결합하는 공법으로, 전극의 종류와 보호가스에 따라 여러 방식으로 분류된다는 점을 이해해야 한다. 또한 용접기의 사용률과 실제 사용 전류의 관계처럼 전류와 열발생 비례 관계를 이용한 계산 문제가 자주 출제된다는 점을 숙지한다.
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출제기준 단원 「아크용접」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 사용률 계산 문제 | 1 | 정격전류·정격사용률로 사용전류 시 허용 사용률을 계산하도록 요구 |
| 용접법 분류 문제 | 1 | 전극과 보호가스 조합으로 MIG/TIG 구분을 판별하도록 요구 |
| 대경 자동용접 공법 선택 | 1 | 대경 관 자동 용접에 적합한 아크용접 공법을 고르도록 요구 |
아크용접은 전기 아크가 만들어내는 고열로 모재를 녹여 접합하는 방법으로 TIG, MIG(또는 MiG), 피복아크 등 여러 방식이 아크 용접에 속한다. TIG는 텅스텐 전극을 사용하여 전극이 소모되지 않는 비소모성 전극 방식이고, MIG는 금속 와이어 전극을 지속 공급하는 소모성 전극 방식으로 불활성 가스를 쉴드 가스로 사용하는 방식이 해당한다.
보호가스 종류와 전극의 소모 여부는 용접법의 성격을 결정한다. 불활성 가스를 사용하고 소모성 금속 전극을 사용하는 것은 MIG 용접의 특징이며, CO2 용접은 활성 가스를 사용하는 방식으로 구분한다. 각각의 용접법은 적용 가능한 판두께, 용입 특성, 자동화 적합성 등에서 차이를 나타낸다.
대경(지름 큰) 강관의 자동 용접은 용착률과 용입 깊이, 연속 공급의 유리함을 고려하여 공법을 선택해야 한다. 서브머지드 아크용접은 아크가 플럭스 아래에서 발생하여 스패터가 적고 용입이 깊으며 심선 공급이 연속적이어서 대경 관의 자동 용접에 적합하다고 판단한다. 반면 TIG는 속도가 느리고 자동화에 부적합한 면이 있으며, 피복아크는 자동화에 적합하지 않거나 용착률이 낮아 대경 자동 용접의 주력 공법이 되기 어렵다고 판단한다.
용접기 사용률은 기기가 허용되는 연속 사용 시간 비율을 나타내며, 정격 전류와 실제 사용 전류의 제곱 관계를 이용해 변경 사용률을 계산한다. 열발생량이 전류의 제곱에 비례한다는 원리로부터 새로운 허용 사용률을 구하는 공식은 (정격전류 ÷ 사용전류)² × 정격사용률이다. 전류를 적게 사용하면 열발생이 줄어들어 허용 사용률이 증가한다는 점을 기억한다.
대표 계산 1 — 정격 200A, 정격 사용률 40%일 때 사용전류 175A로 운전할 경우: 새로운 사용률 = (200 ÷ 175)² × 40% = (1.1428...)² × 40% ≈ 1.306 × 40% ≈ 52.24%로 약 52.24%의 사용이 허용된다는 결론을 얻는다.
대표 계산 2 — 정격 200A, 정격 사용률 40%일 때 사용전류 150A로 운전할 경우: 새로운 사용률 = (200 ÷ 150)² × 40% = (1.3333...)² × 40% ≈ 1.777... × 40% ≈ 71.11%로 약 71%의 사용이 허용된다는 결론을 얻는다.
정격 2차전류가 200A, 정격 사용률은 40%인 아크용접기로 175A의 용접전류로 용접할 경우 허용 사용률은?
정답 ③ · 용접기의 허용 사용률을 구하는 공식은 (정격전류/사용전류)² × 정격사용률 입니다. 따라서 (200/175)² × 40 = (1.1428)² × 40 = 1.306 × 40 = 52.24% 입니다.
용접기 사용률 변경 공식은 (정격전류/사용전류)² × 정격사용률이며, 이를 대입하여 계산합니다.
다음 중 불활성가스 금속 아크용접은?
정답 ③ · 불활성 가스를 쉴드 가스로 사용하여 아크를 발생시키는 용접 방법에는 대표적으로 TIG 용접과 MIG 용접이 있습니다. TIG(Tungsten Inert Gas) 용접은 텅스텐 비소모성 전극을 사용하고, MIG(Metal Inert Gas) 용접은 금속 와이어 소모성 전극을 사용하는 불활성 가스 금속 아크 용접(Metal Inert Gas Arc Welding)에 해당합니다.
불활성 가스를 쉴드 가스로 사용하고 금속 전극(소모성)을 사용하는 용접법은 MIG 용접이며, TIG는 비소모성 텅스텐 전극을 사용한다.
지름이 350A 이상의 큰 지름의 강관을 만들 때 띠강판의 측면을 용접에 적합하도록 베벨(Bevel) 가공하여 프레스 또는 벤딩롤러로 원통형으로 만든 다음 자동용접을 하여 만든다.이 용접에 다음 중 가장 적합한 것은?
정답 ② · 문제는 지름이 큰 강관을 자동용접으로 제조할 때 적합한 용접법을 고르라는 것이다. 대형 강관의 자동 연속용접에는 용착률이 높고 용입이 깊으며 연속 작업에 유리한 서브머지드 아크용접이 가장 적합하다.
대경 강관의 자동 용접에는 용착률이 높고 심선 공급이 안정적인 서브머지드 아크용접이 가장 적합하다.
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