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스위치백 용접법을 이용한 원주용접기술

전문가 제언: ○ 기계류부품과 구조물의 생산에 핵심적으로 사용되고 있는 용접․접합가공기술은 부가가치 창조기술로서 해외 기술선진국에서는 연이어 신기술을 발표되고 있다. 건축, 각종 플랜트, 조선 등과 같은 후판 대형구조물의 용접에 폭넓게 사용되고 있는 가스실드 아크용접법을 활용하는 스위치백 용접법은 루트간격이 4㎜인 이음부에서 받침대를 사용하지 않아 로봇을 이용하는 용접자동화 분야에서 많은 기대를 받고 있다.

○ 스위치백 용접법을 실용화하기 위해서는 용접이음부의 그루브 형상과 루트간격의 변화 등 외적인 변동에 따른 용접전류, 와이어 송급속도, 용접속도, 위빙을 포함한 토치위치 등의 시공조건을 효과적으로 제어하는 것이 중요하다.

○ S. Yamane 등이 보고한 스위치백 용접법(V형 그루브, 루트간격 4㎜)의 용접속도는 약 200㎜/min로서 (日本溶接學會論文集, 20(4), 2002, pp.499~505) GMAW법의 용접속도 600㎜/min와 비교할 때 개선의 여지가 많다. 특히 스위치백 용접법을 생산현장에 투입하려면 고속전진→고속후퇴→저속전진에 따른 생산성의 확보가 필수적이다.

○ 스위치백 용접법에서는 안정된 백 비드를 얻을 수 있도록 용접 중에 루트간격을 추정하는 것이 매우 중요하다. 따라서 시각센서를 지닌 로봇용접시스템을 사용하여 스위치백 용접을 하는 경우에는 로봇전용 용접시스템에서 나타나기 쉬운 단락초기와 단락말기에 발생하는 스패터를 줄이거나 방지하는 기술을 함께 개발하는 것이 필수적이다.

○ 용접 중에 발생하는 입열량이 주기적으로 변하는 펄스전류시스템을 스위치백 용접법에 도입하면 펄스전류 최고점에서 용접입열량이 최대가 되고 펄스전류가 흐르는 동안 모재와 용가재의 용융이 진행되며, 바탕전류에 이르면 용융되었던 용접부가 냉각되어 응고가 진행되는 특성을 최대로 활용할 수 있으므로 열영향부의 크기를 줄일 수 있고 입자미세화 효과도 얻을 수 있다.

저자: YAMANE Satoshi, TANAKA Akito, YAMAMOTO Hikaru, KANEKO Yasuyoshi, OSHIMA Kenji
자료유형: 학술정보