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플라즈마 아크용접에서 키홀의 제어

전문가 제언: ○ 조선？해양을 포함한 산업현장에서 많이 활용하고 있는 아크용접법 중에서 고밀도 열원을 사용하는 플라즈마 아크용접은 장비가격과 용접시공 측면에서 레이저빔 용접이나 전자빔 용접에 매우 비해 유리하다. 그리고 인버터 제어식 교류/직류 겸용의 하이브리드 용접전류파형을 사용하면 외부신호에 의해 교류기간과 직류기간을 임의의 타이밍에서 바꿀 수 있어서 후판재의 용접시 종래의 아크용접법과 비교하여 각변형량을 1/10 이하로 낮출 수 있으며, 특히 두께 15mm 판재의 개선부를 가공하지 않은 상태에서 1회의 패스로 키홀 용접을 할 수 있어서 선박？해양구조물의 후판재 용접에 경제적으로 활용할 필요가 있다.

○ 플라즈마 아크용접이나 전자빔 용접 또는 고출력 레이저 용접에서 용융지에 증기압 등의 작용으로 작은 구멍을 만들면서 용접이 진행되는 키홀 용접은 용접비드의 깊이가 넓이에 비해 큰 특징을 갖는다. 용융금속에 작용하는 중력과 표면장력의 균형에 의해 키홀을 유지하는 후판의 플라즈마 키홀 용접에서는 판 두께가 두꺼워질수록 용융금속의 단면적이 커지기 때문에 중력과 표면장력의 균형을 유지해 주는 것이 매우 중요하다.

○ 종래의 GTAW 용접법으로 67분, GMAW 용접법으로 50분이 소요되는 구조물의 제작에 인버터 제어식 교류/직류 겸용의 하이브리드 용접전류파형을 사용하는 플라즈마 아크용접법으로는 16분 정도만 소요되어 종래의 아크용접법과 비교하여 용접 작업시간을 대폭적으로 줄일 수 있다. 고품질？고속용접 시스템을 설계 및 제작하는 용접기술자들은 URL에 접속하여 키홀 출구 이미지에 바탕을 둔 펄스 제어형 키홀링 플라즈마 아크용접시스템을 설계하는 “펄스의 제어를 통한 키홀링 전략”의 이해와 응용에 매우 유용한 자료인 전문을 입수하여 활용할 것을 권장한다.

○ 우리나라의 조선？해양, 화학장치, 에너지설비, 항공우주 산업 등 고부가가치 중화학 설비의 수출을 촉진하고 스테인리스강을 포함한 고합금재 후판구조물의 현장 조립용접을 효과적으로 수행할 수 있도록 고품질 플라즈마 아크용접시스템의 기술개발에 주력해야 할 것이다.

저자: Z.M. Liu, Y.K. Liu, C.S. Wu, and Z. Luo
자료유형: 니즈학술정보