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새로운 플라즈마 용접기술의 개발

전문가 제언: ○ 고속으로 분출되는 고밀도 열원인 플라즈마 젯을 이용하는 플라즈마 용접은 아크가 수축노즐에 의해 수축되어 원통형상을 가지기 때문에 노즐과 모재 사이의 거리가 변하더라도 아크열을 받는 모재부위의 면적은 거의 변하지 않는 특성을 지니고 있어 두꺼운 스테인리스강이나 알루미늄합금의 용접에 매우 효과적인 용접공정으로 사용된다.

○ 경량재료인 알루미늄합금은 열전도성이 우수하고 비강도가 커서 항공기, 건축재, 전기기기 등에 적용되고 있으며 특히 5000계 알루미늄합금은 다른 계열의 알루미늄합금에 비해 강도가 비교적 높고 용접성, 내식성, 성형가공성 및 저온특성 등이 우수하여 전력분야의 알루미늄 용기류와 LNG 저장설비, 선박, 철도, 해상컨테이너 및 저장용기 등에 폭넓게 사용되고 있다.

○ 알루미늄합금의 플라즈마 용접 시공에서는 용접속도, 보호가스, 용가와이어의 송급속도 등의 많은 영향을 받는다. 따라서 이들을 종합적으로 고려하여 최적의 용접시공 조건을 도출하는 것이 중요하다.

○ 플라즈마 용접, 레이저빔 용접과 같은 고밀도 열원방식을 사용하여 용접되는 알루미늄합금 용접부에 발생하는 주요 용접결함은 고온균열(hot cracking)과 기공(porosity)이므로 각 용접결함의 발생원인과 발생기구를 파악하여 방지기술을 마련하는 것이 필요하다.

○ 5000계 알루미늄합금의 레이저빔 용접시 용접속도가 느려지고 용접입열량이 증가됨에 따라 수지상간격(DAS, dendrite arm spacing)이 넓어져서 용접부의 기계적 성질이 떨어지며 레이저빔 용접금속의 고용 Mg량은 GTAW나 GMAW 용접금속의 고용 Mg량에 비해 많아 수지상에서 Mg의 편석이 일어나기 때문에 모재에 비해 용접금속의 경도가 높은 것으로 보고되고 있다. 새로이 개발된 플라즈마 용접에서도 용접부의 미세조직을 포함한 용접야금 현상을 분석하여 용접부의 기계적 성질을 높이는 것이 필요하다.

저자: Koichi Ito
자료유형: 학술정보