용접입열과 사례

 

  용접입열이란 용접부에 외부에서 주어지는 열량을 말하며, 아크 용접에서 용접의 단위 길이당 발생하는 전기적 에너지 H는 다음과 같이 계산한다.

 용접입열(H)=60EI/V 

         E : 아크 전압(V)        I  : 아크 전류(A),        V :  용접 속도(cm/min)

  상기의 입열 식에 의해 발생한 열은 열 복사와 열 전도에 의하여 50%는 손실되고 나머지

  50%의 열이 용접열에 사용된다.

  잠호용접(SAW)에서 용접 전류가 800A, 전압이 35V, 용접 속도가 35cm/mm인 경우에 용접

  입열은 다음과 같다.

                     H=60×35×800/35=48,000 Joule/cm

  용접은 이 입열에 의하여 접합할 모재를 용융하여 접합하는 것이며, 입열 방식은 발생하는 열에 따라 1) 전기적인 것, 2) 화학적인 것, 3) 기계적인 것으로 나눌 수 있다.  입열이 많다든지, 적다든지 하는 것은 곧 용접부의 온도가 그 만큼 영향을 받는 것으로 철강의 상태도에서 보는 바와 같이 용접부의 물리 화학적 성질에 큰 영향을 끼치게 되기 때문이다.

  고장력강이나 스테인리스강의 경우는 입열량의 상한치를 설정하는 경우가 있다.  즉 고장력강의 경우 입열량 상한치를 50,000 Joule/cm로 하면, 이에 따라 전류와 용접 속도가 자연히 제한되어야 할 것이다.  즉 이러한 경우에는 전류와 용접 속도는 엄격한 관리 사항이 되어야 한다. 

 예) 판 두께 13mm의 연강판에 피복봉 E 6010, E 6015, E 6020으로 비드를 용착한 경우의 측정한 결과에 의하면 아크의 전 에너지 입력(전압×전류×시간)은 다음과 같은 비율로 소비되고 있다.

   ㅇ 용접봉의 용융 ; 약 15%               ㅇ 용접금속의 생성 ; 20 ∼ 40%

   ㅇ 모재의 가열, 피복제의 용해, 대류, 복사, 스패터 ;  60 ∼ 85% 

  또한, 모재에 흡수된 열량은 입열의  75∼85% 정도임.

  피복 아크 용접으로 보통 사용하는 아크 전류는 50∼400A, 아크 전압은 20∼40V, 아크 길이

  는 1.5∼4mm, 용접속도는 8∼30cm/min 이다.