Q & A 내용

질문

아크길이 변화에 따라 전류 자동 보정이 필요한 용접 프로세스, 와이어 송급을 자동으로 하는 프로세스는 CV 정전압 용접기, manual welding process의 경우 아크 길이 변화에 전류 보정을 대응할 수 없기에 일정한 전류를 보냄으로써 품질을 안정되게 관리할 수 있는 CC 정전류 용접기, 이렇게 생각해도 될까요? CV-GMAW, FCAW, SAW, EGW, CC-GTAW, SMAW, 그럼 자동화된 GTAW는? 부가설명 부탁드립니다. 

설명

기본적으로는 이해하고 계신 것이 맞습니다. SMAW에서는 수동으로 용접을 진행하기 때문에 용접 중에 아크 길이가 변동이 발생하게 되지요. 이런 것을 수동으로 제어하는 기량은 매우 고난도 기량이니까 일반적으로 기대하기가 어렵기 때문에 용접 중에 어느 정도의 아크 길이 변화가 발생해도 전류 값의 변화가 크게 발생하지 않도록 용접기에서 제어되도록 설계, 제작된 용접기가 수하특성(drooping characteristic curve)을 갖는 용접기입니다. 일반적인 수하특성 곡선은 아래 그림의 오른쪽과 같이 전압 변화가 생기면 전압 변화보다는 적은 량의 전류 변화가 생기는 특성을 갖습니다. 최근에는 전기제어 기술의 향상으로 전압 변화가 생겨도 전류는 수직으로 거동하는 거의 일정한 전류을 공급하는 CCCC(표현 그대로 정전류 특성곡선) 용접기가 출시되어 있습니다.

수하특성 또는 정전류 특성곡선을 사용하는 이유는 용접봉이나 와이어의 지름이 굵은 경우 전류의 변화를 통해 아크 길이를 일정하게 유지하는 것이 어렵기 때문에 인위적으로 전압변화를 감지해서 일정한 전류를 사용할 수 있게 하는 것입니다. (아크 길이가 변화하면 용접 비드가 어떻게 변하는지를 이해하고 계셔야 합니다. 아크 특성을 포함한 이에 관한 보고서를 3월 20일까지 제출해 주시기 바랍니다.)

SAW의 경우는 CC와 CV를 모두 사용하기도 합니다. GTAW의 경우 자동 공정에서는 아크 길이 변화가 없기 때문에 어느 방식의 특성곡선을 사용해도 상관이 없을 것 같습니다. 

사용하는 와이어의 지름이 굵지 않을 경우는 약간의 전류 변화를 통해 와이어의 용융량을 쉽게 변화시킬 수 있기 때문에 정전압 특성곡선(CVCC)을 사용합니다. 앞의 그림에서처럼 

와이어의 송급속도는 일정한데 아크 길이가 변화면 전압이 조금만 변해도 전류값이 크게 변하게 되고 이에 따른 와이어의 용융량이 변하게 됩니다. 즉, A점에서 B점으로 변해서 아크 길이가 길어지면 전류값이 줄어들게 됩니다. 와이어 송급 속도는 일정한데 전류값이 낮아져서 와이어 용융 속도가 줄어들면 아크 길이는 다시 길어져서 원래 위치를 유지할 수 있게 되는 원리입니다. 

참고로 사용 조건이 아크 길이가 많이 변할 수 있는 조건이면서 와이어 굵기가 굵은 경우에는 CC를 선택하는 것이 정상이고 자동 공정과 같이 아크 길이가 변화가 없는 경우라면 어떤 방식의 특성곡선을 사용해도 용접에 지장은 없을 것 같은데 와이어의 지름을 고려해야 하겠지요. 굵으면 CC, 가늘면 CV로 이해하셔도 되겠습니다. 

정전압(CV) 특성곡선을 사용하는 용접법은 GMAW, FCAW, SAW, EGW, 정전류(CC) 특성곡선을 사용하는 용접법은 -GTAW, SMAW, SAW 등입니다.