[펌글]저항용접 / 아크용접 / 심용접 / 레이저용접

●저항용접 / Electric Resistance Welding

* 원리: 용접모재 자신에 큰 전류를 통하며 용접모재 자신의 접촉저항에 의한 발열을 이용.

* 전원은 주로 교류를 사용하며 저전압 대전류를 통하게 하는 특수 변압기를 사용한다.

* 전류의 조정은 변압기 1차 코일에 탭을 만들어 탭의 전환에 의해 목적에 적합하도록 전류를 조정한다. 

* 특징 : 아크 용접에 비해 대체로 온도가 낮으므로 가열에 따른 영향이 적고 용접 후 금속 조직에 주는 변화가 적다. 또한 별로 변형되지 않는 특징이 있으므로 정밀공작에 쓸 수 있다.

* 종류 : 맞대기 용접, 점 용접, 심(seam)용접, 프로젝션 용접 등. 

●아크용접

아크 방전에 의한 아크의 발열을 이용한 용접 

* 특징 : 용접하려는 모재와 용접봉 사이에 아크를 발생시킨다. 이때 발생하는 열에 의해 모재와 용접부의 표면을 녹이고 용접부에 용접봉의 금속을 용입하여 용접한다. 또 용접봉 대신 탄소전극이나 텅스텐 전극을 사용할 때도 있다.

* 응용 : 원저수소용접, 유니온 용접. 

●아크 방전(電弧放電, でんこほうでん, electric arc)

전극에 전위차가 발생하여 전극 사이의 기체에 지속적으로 발생하는 절연 파괴의 일종이다. 

아크 방전이 글로 방전 전압보다 낮은 것을 특징으로 하고, 아크를 지지하는 전극으로부터 전자의 열전자 방출에 의존한다. 

문구"동 전기 아크 램프"에서 사용된 구식 용어는 동 전기 아크이다.

전기 아크는 가장 높은 전류 밀도와 방전의 형태이다. 

아크 양쪽 끝의 전압은 그것을 동적 부성 저항 특성을 주는 전류가 증가함에 따라 감소한다. 

전극을 통해 전류가 증가함에 따라 두 전극 사이의 아크는 이온화 및 클로우 방전으로 초기화될수 있다. 

전극 간극의 내압은 압력 및 전극을 둘러싸는 가스 형태의 함수이다. 

아크가 시작되면, 그 단자 전압이 글로우 방전보다 훨씬 덜하며, 전류는 높다. 

대기압 근처에서 가스 아크 가시 발광, 높은 전류 밀도 및 높은 온도로 특징된다. 

아크는 부분적으로 전자와 양이온 모두 거의 동일한 효과가 온도에 따라 글로우 방전에서 구별된다.  글로우 방전에서, 이온은 전자보다 훨씬 적은 열 에너지가 있다.

●Seam Welding / 심용접​

저항용접의 일종으로 원판상의 전극사이에 피용접물을 끼우고 가압한 상태에서 전극을 회전시키면서 연속적으로 점용접을 반복하는 방법을 말한다.

기본적인 기술은 점용접과 같지만 점용접보다 용접전류는 1.5~2.0배, 전극가압력은 1.2~1.6배 정도 높다.

주로 기밀성이 요구되는 이음부의 저항용접에 사용된다.

이러한 심용접에는 겹치기 심용접이 대표적인 방법이지만, 매쉬 심용접, 와이어 심용접(wire seam welding), 맞대기 심용접, 포일 심용접(foil seam welding) 등 많은 종류가 있다.

●Seam Welding Machine / 심용접기

롤러전극에 의하여 심용접을 하는 장치를 말한다.

심용접기는 롤러전극이 전극 암에 부착되는 방향에따라 횡 심용접기(Circular Seam Welding Machine)와 종 심용접기(Longitudinal Seam Welding Machine)로 구분한다.

전자는 롤러전극이 전극 암에 대하여 직각으로 부착되어 길이방향 이음부의 용접에 사용되며, 후자는 평행하게 부착되어 폭방향 이음부의 용접에 사용된다.

※ Seam 

1. 솔기

   a shoulder seam 어깨솔기

2. (석탄 같은 광물질의) 층; (지하 암반층의) 경계선

   They struck a rich seam of iron ore.

   그들은 풍부한 철광층을 발견했다.

   The book is a rich seam of information.

   그 책은 풍부한 정보의 보고이다.

3.(판자 따위의) 이음매[접합선]

※ 솔기

옷이나 이부자리 따위를 지을 때 두 폭을 맞대고 꿰맨 줄. 

[비슷한 말] 봉목(縫目)ㆍ봉합선ㆍ솔

터진 바지 솔기를 꿰매다

홈질한 솔기의 시접을 한쪽으로 꺾어 놓는다.

● 레이저 용접 및 레이저 솔더링

레이저 빔은 금속 접합의 새로운 가능성을 제공합니다. 

빔은 자재의 표면을 서로 결합하거나 또는 깊은 용접심을 형성할 수 있습니다. 

레이저는 종래 방식의 용접 방법과 조합이 가능하며 솔더링 작업에도 사용할 수 있습니다.

레이저를 통해 높은 융점의 소재 뿐만 아니라 높은 열전도율의 소재도 용접이 가능합니다. 적은 용융물 및 제어 가능한 짧은 용융 기간으로 인해 레이저는 다른 기술로는 용접이 불가능한 일부 소재도 접합할 수 있습니다. 필요 시 용가재가 사용됩니다.

레이저 납땜 시 접합 대상은 용가재 또는 땜납에 의해 결합됩니다. 납땜 심의 인터페이스는 매끈하고 깨끗하며 자재에 대해 완만한 곡선의 천이부를 형성하므로 더 이상 후가공이 필요하지 않습니다. 레이저 납땜은 자동차 산업 분야의 트렁크 리드 또는 선루프 제조에 사용됩니다. 연속 레이저 빔을 이용한 심 용접에서도 컴포넌트의 전체 가열 및 열 영향 구역이 아크 또는 플라즈마 용접에서보다 현저히 작습니다. 에너지 공급량은 매우 정확하게 모니터링하거나, 조절 또는 일정하게 유지할 수 있으며 미세한 제어도 가능합니다.

● 레이저 솔더링

용가재 또는 땜납이 접합 대상을 결합시킵니다. 

땜납의 융점은 컴포넌트 재료의 융점보다 낮습니다. 따라서 가공 시 땜납만 용융됩니다.

접합 대상만 가열됩니다. 땜납이 유동 상태가 되며 접합 틈새로 유입되고 공작물의 표면과 결합됩니다(확산 접합). 심을 납땜하기 위해서는 그 일측면만 접근이 가능해야 합니다. 컴포넌트 사이의 얇은 틈새는 모세관과 같은 역할을 합니다. 액상 땜납이 틈새 사이로 당겨집니다.

솔더링 시 품질은 접합 대상의 온도에 따라 결정됩니다.

자동차 트렁크 리드의 레이저 솔더링 (그림: Photon AG, 베를린)

솔더링 결합부의 강도는 땜납의 강도에 따라 결정됩니다. 예를 들어 구리 및 아연을 이용한 경납땜은 용접 시와 유사한 높은 강도를 달성합니다. 납땜 심의 표면은 매끄럽고 깨끗하며 공작물에 대해 만곡형태의 가공부를 형성하므로 후작업이 필요하지 않습니다. 이런 이점은 자동차 산업에서 활용됩니다. 납땜 심은 자동차 트렁크 리드 또는 루프에서 찾아 볼 수 있습니다. 도장 전에 차체를 청소하는 것 외에 다른 작업은 필요하지 않습니다.

다른 어플리케이션 영역으로 복합 구조물 분야를 들 수 있습니다. 서로 다른 소재의 컴포넌트는 용접이 어렵거나 또는 불가능한데, 그 이유는 융점이 서로 다르기 때문입니다. 이러한 예시로서 알루미늄과 스틸의 결합을 들 수 있습니다. 납땜은 이러한 경우에 적합한 대안입니다

출처(저항용접/아크용접/심용접/레이저용접) : https://blog.naver.com/lgnamhs/220902009410

작성자 해리슨남님