용접 기술사관련
자동용접(오비탈용접)
dansseam
2008. 2. 10. 01:15
자동용접(오비탈용접)에 관하여...
(What is Orbital Welding)
1. 정의
Orbital-Welding이란 용어는 라틴어 ORBIS = circle (원형) 이란 용어에서 유래 하였다. 이것은 주로 우주공학에서 주로 적용이 되어 왔으며 명사로 Orbit (n.) 또는 형용사의 Orbital (adj.)의 용어로 사용이 되었으며 인공위성이나 탄도 로켓 몸체의 궤적등의 용어에 사용이 되었다.
Orbital 과 Welding의 조합은 통싱적으로 튜브나 파이프의 주위를 따라 돌며 행해지는 용접을 가리키는 말로 쓰인다.
Orbital Welding은 기본적으로 ARC 가 장애없이 작업되는 파이프 주위를 360도 이상 회전하며 용접되는 과정을 가리키는 용어다.
따라서 종종 MIG/MAG 용접에서 2개의 반원형으로 용접되는 과정 즉 360도 용접 과정의 방해를 받는 용접은 엄밀한 의미에서 orbital welding이라 할 수 없다.
2. 가용성 및 제한성
용접 용어에서 Orbital-Welding은 semi-mechanized (TIG-) 용접에 속한다.
용접 과정의 정확한 제어가 필요하기 때문에, Orbital-Welding 과정은 TIG 및 특정 재질의 용접성, 가스의 선택과 같은 연관성 및 강도 및 벤딩 로딩과 같은 특정 기계적 강도가 필요한 중요한 과정에 사용된다.
Orbital-welding은 최근까지도 가장 중요한 용접부의 고품질이 필요한 곳에서 사용이 되며 이러한 요구는 기계적 강도와 X-ray 품질 뿐만이 아닌 용접 부위의 외관도 중요한 산업에서 역시 적용되며, 일정하고 균일하며 우수한 용접 부위를 필요로 하는 사용자의 필요에 의해 사용이 된다.
따라서 다음과 같은 분야에서 적용성이 뛰어나다:
* 화학 산업
* 제약 산업
* 바이오 산업
* 고 순도 물 또는 가스 순환 시스템
* 반도체 산업
* 항공, 우주산업 및 조선소 외 고품질을 요하는 용접산업
최근 한국의 적용분야는 반도체산업, 제약산업(사니타리배관), 보일러산업, 고품질을 요하는 산업에서 활발한 사용의 증가를 보이고 있고 원자력산업의 Heavy Wall용접에 적용되고 있다. 특히 고리, 월성등 핵 발전소의 디커미션 분야에도 적용될 것으로 알려졌다.
한국에 공급되는 장비류는 미국산의 장비와 유럽의 장비들이 있고 각 제조사 별로 특징이 있는데
Tube의 두께, 크기, 가스선택등의 입력만으로 기본 프로그램이 완성되는 간편한 시스템이 공급되고 있다. 이는 고기능 용접사가 아니어도 시스템을 사용할수 있는 장점과 함께 소비자들이 선호하는 방식이며 이유이다.
시스템을 오래 사용한 숙련자들의 경험상 용접 부위의 품질은 적어도 50%이상은 용접 부위의 오차를 줄이는 것에서부터 시작된다. 정확한 치수 대로 오차를 줄인 상태에서 용접 하는 것이 품질에 많은 영향을 미치며 공차를 벗어나 용접을 하게 되면 의도한 용접 결과와는 다른 용접 결과를 얻을 수 있다.
DIN이나 ASME표준들은 이러한 결과를 만족 시킬 만큼 용접 튜브나 파이프들을 규정 하고 있지 않다. 이러한 표준들은 오비탈 용접 과정에 사용되는 용접성을 규정하는 것이 아닌 압력 하중에 근거한 두께의 공차에 대한 품질을 규정하기 때문이다.
복잡한 어플리케이션에서는 더 정밀한 공차가 요구 되어야 한다. 이 의미는 스테인레스 튜브 53X1.5mm, 얼라이먼트 오차 0.5mm (약 30% 두께)의 간단한 용접의 경우는 기존의 표준 규격이 만족될 수 있으나 카본 스틸 파이프 114.3 X 3.6mm 같은 공차의 오차를 가진 경우와 같은 더욱 정밀한 경우는 용접 품질이 의도한 바대로 나오지 않는 결과를 가져 올수 있기 때문이다.
따라서 각각의 용접 어플리케이션별로 요구되는 적정 공차값들에 대한 연구가 필요하다.
오비탈 용접은 꾸준한 사용자의 증가로 알 수 있듯이 성공적인 용접 과 경제적인 용접으로 사용 될 수 있음이 증명 되고 있다.
현장의 경험에서도 오비탈 용접은 경제적인 이유만으로도 적용될 수 있다는 것을 보여 주고 있으며 디지털 용접 시스템으로 두께 4mm까지, 낮은 용량의 경우 3mm까지 (레벨 제한, 와이어 공급 없이) 용접이 가능하다는 것을 알수있다.
용접부위는 간단하지만 튜브 파이프 축에서 정확히 90도의 각으로 고도의 정확성이 요구되어 고 품질 절단기가 통상적으로 사용된다. 물론 절단면의 버가 없어야 하며 마찰이 없이 깨끗하여야 하며 오일이나 불순물에 의한 오염등이 없어야 한다. 고순도 용접에서 요구되는 것 처럼 이것은 일반 수동 용접에서도 요구되는 사항 들이다.
용접부는 눈으로 보이는 갭이 없이 서로 딱 맞아야 하고 이것은 태그 용접이나 내부나 외부 클램핑 도구 같은 것으로 고정이 되어야 한다.
두꺼운 재질의 경우 용접부의 베벨이 필요하며 정밀하고 균질한 루트 패스의 확보가 중요하기 때문에 내경 쪽이나 고정된 베벨링 장비가 사용 되며, 수동 그라인딩이나 베벨링 절단기의 사용은 균일한 용접 품질을 얻기가 매우 어렵다.
오비탈 용접은 일반적으로 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 오비탈 멀티 패스가 있는 용접은 자주 사용 되지 않으며, 품질의 요구가 엄격하게 지켜져야 하는 곳에서 사용이 된다. 이 이유는 숙련된 용접 작업자가 대부분의 경우 오비탈 용접 장비보다 속도가 더 빠르며 멀티 패스 용접용 오비탈 용접 장비는 더 비싸고 이러한 옵션이 없는 것보다 더욱 복잡하기 때문이다.
또한 특정 재질의 알로이 함유량도 그 영향을 미치는데 비록 같은 코드의 같은 이름을 가진 재질이라도 성분 함유도가 틀리면 아주 다른 용접 결과를 가져 올수있다.
대부분 스테인레스 스틸 재질의 경우 용접 와이어 공급 없이 3mm 두께까지 용접 할 수 있으며 더 두꺼운 재질의 경우에는 케이스별로 결정을 내려야 하는데 그 이유는 얇은 두께의 카본 스틸이 와이어 공급 용접을 하도록 권고되어도 때로는 더 두꺼운 카본 스틸도 와이어 공급 없이도 용접이 가능하기 때문이다.
(What is Orbital Welding)
1. 정의
Orbital-Welding이란 용어는 라틴어 ORBIS = circle (원형) 이란 용어에서 유래 하였다. 이것은 주로 우주공학에서 주로 적용이 되어 왔으며 명사로 Orbit (n.) 또는 형용사의 Orbital (adj.)의 용어로 사용이 되었으며 인공위성이나 탄도 로켓 몸체의 궤적등의 용어에 사용이 되었다.
Orbital 과 Welding의 조합은 통싱적으로 튜브나 파이프의 주위를 따라 돌며 행해지는 용접을 가리키는 말로 쓰인다.
Orbital Welding은 기본적으로 ARC 가 장애없이 작업되는 파이프 주위를 360도 이상 회전하며 용접되는 과정을 가리키는 용어다.
따라서 종종 MIG/MAG 용접에서 2개의 반원형으로 용접되는 과정 즉 360도 용접 과정의 방해를 받는 용접은 엄밀한 의미에서 orbital welding이라 할 수 없다.
2. 가용성 및 제한성
용접 용어에서 Orbital-Welding은 semi-mechanized (TIG-) 용접에 속한다.
용접 과정의 정확한 제어가 필요하기 때문에, Orbital-Welding 과정은 TIG 및 특정 재질의 용접성, 가스의 선택과 같은 연관성 및 강도 및 벤딩 로딩과 같은 특정 기계적 강도가 필요한 중요한 과정에 사용된다.
Orbital-welding은 최근까지도 가장 중요한 용접부의 고품질이 필요한 곳에서 사용이 되며 이러한 요구는 기계적 강도와 X-ray 품질 뿐만이 아닌 용접 부위의 외관도 중요한 산업에서 역시 적용되며, 일정하고 균일하며 우수한 용접 부위를 필요로 하는 사용자의 필요에 의해 사용이 된다.
따라서 다음과 같은 분야에서 적용성이 뛰어나다:
* 화학 산업
* 제약 산업
* 바이오 산업
* 고 순도 물 또는 가스 순환 시스템
* 반도체 산업
* 항공, 우주산업 및 조선소 외 고품질을 요하는 용접산업
최근 한국의 적용분야는 반도체산업, 제약산업(사니타리배관), 보일러산업, 고품질을 요하는 산업에서 활발한 사용의 증가를 보이고 있고 원자력산업의 Heavy Wall용접에 적용되고 있다. 특히 고리, 월성등 핵 발전소의 디커미션 분야에도 적용될 것으로 알려졌다.
한국에 공급되는 장비류는 미국산의 장비와 유럽의 장비들이 있고 각 제조사 별로 특징이 있는데
Tube의 두께, 크기, 가스선택등의 입력만으로 기본 프로그램이 완성되는 간편한 시스템이 공급되고 있다. 이는 고기능 용접사가 아니어도 시스템을 사용할수 있는 장점과 함께 소비자들이 선호하는 방식이며 이유이다.
시스템을 오래 사용한 숙련자들의 경험상 용접 부위의 품질은 적어도 50%이상은 용접 부위의 오차를 줄이는 것에서부터 시작된다. 정확한 치수 대로 오차를 줄인 상태에서 용접 하는 것이 품질에 많은 영향을 미치며 공차를 벗어나 용접을 하게 되면 의도한 용접 결과와는 다른 용접 결과를 얻을 수 있다.
DIN이나 ASME표준들은 이러한 결과를 만족 시킬 만큼 용접 튜브나 파이프들을 규정 하고 있지 않다. 이러한 표준들은 오비탈 용접 과정에 사용되는 용접성을 규정하는 것이 아닌 압력 하중에 근거한 두께의 공차에 대한 품질을 규정하기 때문이다.
복잡한 어플리케이션에서는 더 정밀한 공차가 요구 되어야 한다. 이 의미는 스테인레스 튜브 53X1.5mm, 얼라이먼트 오차 0.5mm (약 30% 두께)의 간단한 용접의 경우는 기존의 표준 규격이 만족될 수 있으나 카본 스틸 파이프 114.3 X 3.6mm 같은 공차의 오차를 가진 경우와 같은 더욱 정밀한 경우는 용접 품질이 의도한 바대로 나오지 않는 결과를 가져 올수 있기 때문이다.
따라서 각각의 용접 어플리케이션별로 요구되는 적정 공차값들에 대한 연구가 필요하다.
오비탈 용접은 꾸준한 사용자의 증가로 알 수 있듯이 성공적인 용접 과 경제적인 용접으로 사용 될 수 있음이 증명 되고 있다.
현장의 경험에서도 오비탈 용접은 경제적인 이유만으로도 적용될 수 있다는 것을 보여 주고 있으며 디지털 용접 시스템으로 두께 4mm까지, 낮은 용량의 경우 3mm까지 (레벨 제한, 와이어 공급 없이) 용접이 가능하다는 것을 알수있다.
용접부위는 간단하지만 튜브 파이프 축에서 정확히 90도의 각으로 고도의 정확성이 요구되어 고 품질 절단기가 통상적으로 사용된다. 물론 절단면의 버가 없어야 하며 마찰이 없이 깨끗하여야 하며 오일이나 불순물에 의한 오염등이 없어야 한다. 고순도 용접에서 요구되는 것 처럼 이것은 일반 수동 용접에서도 요구되는 사항 들이다.
용접부는 눈으로 보이는 갭이 없이 서로 딱 맞아야 하고 이것은 태그 용접이나 내부나 외부 클램핑 도구 같은 것으로 고정이 되어야 한다.
두꺼운 재질의 경우 용접부의 베벨이 필요하며 정밀하고 균질한 루트 패스의 확보가 중요하기 때문에 내경 쪽이나 고정된 베벨링 장비가 사용 되며, 수동 그라인딩이나 베벨링 절단기의 사용은 균일한 용접 품질을 얻기가 매우 어렵다.
오비탈 용접은 일반적으로 많은 시간과 비용이 필요하기 때문에 오비탈 멀티 패스가 있는 용접은 자주 사용 되지 않으며, 품질의 요구가 엄격하게 지켜져야 하는 곳에서 사용이 된다. 이 이유는 숙련된 용접 작업자가 대부분의 경우 오비탈 용접 장비보다 속도가 더 빠르며 멀티 패스 용접용 오비탈 용접 장비는 더 비싸고 이러한 옵션이 없는 것보다 더욱 복잡하기 때문이다.
또한 특정 재질의 알로이 함유량도 그 영향을 미치는데 비록 같은 코드의 같은 이름을 가진 재질이라도 성분 함유도가 틀리면 아주 다른 용접 결과를 가져 올수있다.
대부분 스테인레스 스틸 재질의 경우 용접 와이어 공급 없이 3mm 두께까지 용접 할 수 있으며 더 두꺼운 재질의 경우에는 케이스별로 결정을 내려야 하는데 그 이유는 얇은 두께의 카본 스틸이 와이어 공급 용접을 하도록 권고되어도 때로는 더 두꺼운 카본 스틸도 와이어 공급 없이도 용접이 가능하기 때문이다.