선진 장비 제조업이 발달한 선진국에서는 전체 생산액의 약 50%가 용접 관련 기업에서 발생합니다. 시장 경쟁력 강화를 위해 제조업체들은 생산 효율성 향상과 제품 원가 절감을 점점 더 요구하고 있습니다. 용접 효율을 높이기 위해 특수한 용접 매개변수 사용 등 다양한 접근 방식이 모색되고 있습니다.하이브리드 용접다중 와이어 또는 다중 아크 용접, 그리고 개선된 용접 와이어를 사용할 수 있습니다. 이러한 첨단 용접 공정은 용접 생산 효율을 크게 향상시키고, 널리 적용되어 중요한 기여를 하고 있습니다.용접 기술의 발전.

21세기에 접어들면서 과학 기술의 급속한 발전과 함께 고효율 용접이 주목받기 시작했으며, 국내외 용접 기술 연구 및 응용 분야의 발전 추세로 자리 잡았습니다. 과거에는 고효율 용접에서 용접 재료 개선이 주요 관심사였습니다. 그러나 최근에는 용접 자동화 기술의 발전이 고효율 용접 기술의 발전을 촉진했으며, 고속 용접 또는고속 증착 용접이는 미래 발전 방향으로 자리 잡았습니다. 소위 "고효율 용접 기술"이란 고속 용접, 고용착 속도 용접, 고효율 용접 등의 기술들을 총칭하는 용어입니다.

(1) 용접 효율 향상을 위한 접근법

용접 생산 효율 향상은 크게 두 가지 측면으로 나눌 수 있습니다. 첫째는 용접 재료의 용융 속도를 높이는 것을 목표로 하는 고용착 속도 용접으로, 단위 시간당 더 많은 용접 재료를 용융시켜야 합니다. 주로 후판 용접에 사용되며, 용착 속도는 최대 30kg/h에 달합니다. 둘째는 용접 속도를 높이는 것을 목표로 하는 고속 용접으로, 용접 열 입력은 거의 일정하게 유지하면서 용접 속도를 높이는 동시에 용접 전류를 증가시키는 것이 기본 원리입니다. 주로 박판 용접에 사용되며, 일반적인 CO₂ 가스 보호 용접보다 약 3~8배 빠른 속도로 용접할 수 있습니다.

현재 연구 개발 및 생산 적용 상황을 고려할 때, 용접 생산 효율을 향상시키기 위한 접근 방식은 다음과 같습니다.

보호 가스의 다양한 조합을 통해 최대 용접봉 용융 속도를 향상시켜 용접 증착 속도를 높입니다.
레이저-아크 하이브리드 용접, 레이저-플라즈마 아크 하이브리드 용접 등과 같은 하이브리드 열원을 사용하여 용접 효율을 향상시키십시오.
트윈 와이어(또는 멀티 와이어) 가스 차폐 용접, 멀티 와이어 서브머지드 아크 용접, 핫 와이어 가스 차폐 용접 등과 같은 멀티 와이어 공급 또는 핫 와이어 공급 방식을 채택하여 용접 생산 효율을 향상시키십시오.
활성 원소의 고유한 화학적 성질을 활용하여 아크 침투력을 향상시키고 용접 단면적을 줄이며 용접 효율을 개선합니다. 예를 들어 A-TIG 용접, A-레이저 공정 등이 있습니다.
용접 단면적을 줄이고 용착 금속량을 감소시키려면 홈 크기를 줄여야 합니다. 예를 들어 좁은 갭 용접이 있습니다.
용접 속도를 높이기 위해 용접 전원 장치의 특수 출력 파형을 채택하십시오.

현재 국제적인 정의는 다음과 같습니다.고효율 금속 활성 가스(MAG) 용접(DVS-No.0909-1 참조) 직경 1.2mm 와이어의 경우, 와이어 공급 속도가 15m/min을 초과하거나 용착 속도가 8kg/h를 초과하는 MAG 용접을 고효율 MAG 용접이라고 합니다. 일부 고효율 MAG 용접의 용착 효율은 20kg/h에 달할 수 있습니다.

(2) 고효율 MAG 용접 재료

현재 MAG 용접의 용착 효율을 향상시키는 방법 중 가장 널리 사용되는 것은 솔리드 와이어 대신 플럭스 코어드 와이어를 사용하는 것입니다. 철분말이 함유된 금속 코어드 와이어를 사용하면 솔리드 와이어에 비해 용착 효율을 50% 이상 향상시킬 수 있습니다. 또한, 보호 가스의 조성을 조절하는 것만으로도 와이어의 용착 효율을 크게 개선할 수 있습니다.

단선은 직경 1.0~1.2mm에 적합합니다. 너무 가는 선은 강성이 부족하여 고속 이송에 적합하지 않으며, 직경이 1.2mm보다 큰 선은 고전류에서도 안정적인 회전 아크 전달이 어렵습니다.
플럭스 코어드 와이어는 1.2~1.6mm의 직경을 사용할 수 있습니다. 금속 코어드 와이어와 슬래그 형성 플럭스 코어드 와이어 모두 넓은 용접 파라미터를 사용하여 고효율 MAG 용접이 가능합니다. 특히 금속 코어드 와이어의 경우, 금속 분말 충진율이 최대 45%에 달하기 때문에, 직경 1.6mm의 금속 코어드 와이어를 용접 전류 380A, 용접 전압 38V의 용접 파라미터로 사용할 경우, 와이어 용융 속도는 시간당 9.6kg에 이를 수 있습니다.

금속심선의 액적 이송은 솔리드 와이어와 유사합니다. 플럭스심선은 일반적인 스프레이 이송 방식과 고속 단락 이송 방식으로 용접할 수 있지만, 회전 아크 이송 방식은 사용할 수 없습니다. 루틸 플럭스심선의 최대 공급 속도는 30m/min에 달하며, 염기성 플럭스심선의 최대 공급 속도는 약 45m/min이고, 이때 와이어 용융 속도는 최대 20kg/h입니다.

(3) 고효율 MAG 용접에서의 용적 전달 유형

일반적인 MAG 용접에서 용접 전류가 증가함에 따라 용적 전달 형태는 단락 전달, 구형 전달에서 분무 전달로 변화합니다. 양호한 용접 형성을 보장한다는 전제 하에, 용적 분무 전달의 한계 전류는 약 400A입니다.

고용착 속도 MAG 용접에서는 다성분 보호 가스의 물리적 특성을 종합적으로 활용하고 와이어 연장 길이를 적절히 증가시킴으로써, 비전통적인 MAG 용접의 고전류·고전압 영역에서 와이어 용융 속도를 크게 향상시킬 수 있으며, 동시에 용적 이송 형태에도 근본적인 변화가 일어납니다. 용적 이송의 기본 형태는 일반 스프레이 이송, 고속 단락 이송, 회전 스프레이 이송, 고속 스프레이 이송 등이 있습니다.

일반 스프레이 전송 아크: 분야에서고속 용접스프레이 트랜스퍼 아크의 와이어 공급 속도는 15~20m/min 범위입니다.
고속 단락 전송 아크고속 단락 전이 아크는 용접 전압을 낮추고 와이어 공급 속도 범위 15~20m/min 내에서 건식 연장 길이를 늘림으로써 얻을 수 있습니다. 건식 연장 길이가 40mm까지 증가하면 와이어 끝부분이 연화되어 와이어 축에서 1~2mm 정도 벗어나 회전하기 시작합니다. 이 회전하는 와이어 끝부분이 용접부 양쪽에서 주기적인 단락 전이를 발생시킵니다.
회전식 스프레이 전달 아크고전류에 의해 와이어 끝단이 연화되고 아크력에 의해 휘어지면서 회전 아크가 발생합니다. 직경이 1~2mm인 와이어의 경우, 와이어 공급 속도는 25m/min 이상이어야 하며, 이에 상응하는 최소 용접 전류는 약 450A입니다. 와이어 끝단이 와이어 축에서 벗어나는 총 편차는 수 밀리미터에 달하며, 용접 중 육안으로 관찰할 수 있습니다.
고속 스프레이 전송 아크고속 스프레이 이송 아크는 20m/min 이상의 와이어 공급 속도로 액적들이 축 방향으로 이송되는 것이 특징이며, 액적 크기는 와이어 직경과 거의 같습니다. 아크 내에서 액적이 하나씩 이송되는 방식과 비교했을 때, 이 공정은 최상의 효과를 나타냅니다. 액적 분리 과정은 동일한 방식으로 반복되며, 좁고 집중된 눈부신 플라즈마 빔이 고속 스프레이 이송 아크의 특징입니다. 연화된 와이어 끝단이 하강할 때 아크 길이는 감소하고 플라즈마 아크 기둥은 넓어지며, 용융된 액적과 와이어 끝단 사이에 액체 브리지가 형성됩니다. 이 액체 브리지는 전자기 수축력에 의해 지속적으로 압축되어 아크를 더욱 넓힙니다. 와이어 끝단과 액적 사이의 브리지가 충분히 작아지면 브리지 주변에 플라즈마가 형성됩니다. 브리지가 파괴되는 순간 고속 스프레이 이송 아크가 다시 점화되어 좁고 집중된 플라즈마 제트가 재형성됩니다. 고속 스프레이 이송 아크는 깊지만 좁은 침투 형상 때문에 용접 루트가 용융 금속으로 완전히 채워지지 않을 수 있습니다.