알루미늄 용접 방법: 확실한 가이드

자전거 또는 오토바이의 프레임, 트럭용 트레일러, 철도 차량의 프로필, 우주 여행용 재료 - 알루미늄은 무게를 줄이고 안정성을 유지하는 데 있어 재료입니다. 또한 아름답게 용접된 알루미늄 솔기가 눈길을 끕니다.

낮은 밀도와 우수한 강도 덕분에 알루미늄은 현대 생산에서 없어서는 안될 부분이 되었습니다. 모든 장점 외에도 이 금속을 가공할 때 까다로운 측면도 있습니다.

실수로 알루미늄 판에 구멍을 태워 본 사람이라면 우리가 무슨 말을 하는지 알 것입니다. 알루미늄 용접에는 특별한 지식과 기술이 필요합니다. 이 블로그에서 알루미늄 용접에 중요한 것과 알루미늄을 적절하게 용접하는 방법에 대해 자세히 읽어보십시오.

 

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알루미늄 용접이 어려운 이유

알루미늄은 제조에 사용되는 일반적인 유형의 금속입니다. 부식성이 없고 가벼우며 눈이 즐겁기 때문에 다양한 용접에 이상적인 재료 선택입니다. 그러나 알루미늄을 선호하게 만드는 동일한 특성으로 인해 작업이 까다로울 수도 있습니다.

그렇다면 알루미늄 용접이 어려운 이유는 무엇입니까? 이 물질은 부드럽고 매우 민감하며 단단한 산화층으로 절연되어 있습니다. 알루미늄은 용융 상태에 있는 동안 불순물에 취약하여 다공성의 약한 용접을 유발할 수 있습니다.

알루미늄과 그 합금은 산소에 대한 친화력이 큽니다. 순수한 알루미늄은 650°C(1,200°F)에서 녹고 금속을 보호하는 산화물은 2,037°C(3,700°F)에서 녹습니다. 산화물은 알루미늄 자체보다 약 2,500°F(1,370°C) 높은 온도에서 녹기 때문에 용접을 시작하기 전에 산화물을 금속에서 제거해야 합니다.

알루미늄은 열전도율이 높고 융점이 낮기 때문에 다른 금속에 비해 작업창이 작아 쉽게 타버릴 수 있습니다. 이것은 용접 진행 상황과 품질을 나타내기가 더 어렵고 알루미늄을 다루기 어려운 재료로 만들 수 있습니다.

 

알루미늄을 용접하는 가장 좋은 방법

알루미늄 용접은 올바른 용접 공정을 선택하는 것입니다. 많은 도구와 방법이 강철 용접을 위해 설계되었지만 알루미늄에는 자체 기술과 장비가 필요합니다.

용접 공정을 시작하기 전에 용접공은 알루미늄을 철저히 청소해야 합니다. 앞서 언급했듯이 알루미늄의 문제점 중 하나는 불순물이 발생하기 쉽다는 것입니다. 따라서 재료를 올바르게 준비하는 것이 중요합니다. 따라야 할 몇 가지 단계는 다음과 같습니다.

- 아세톤과 같은 용제 또는 강한 비누와 같은 약한 알칼리성 용액을 사용하여 알루미늄 표면의 오일, 그리스 및 수증기를 제거하십시오.
- 표면 산화물을 제거하기 위해 스테인리스 스틸 와이어 브러시(알루미늄 전용)를 사용하십시오. 이것은 또한 강한 알칼리성 또는 산으로 수행할 수 있습니다. 용접하기 전에 항상 부품을 헹구고 완전히 건조시키십시오.
- 즉시 용접하지 않을 경우 조인트를 조립하고 덮는다. 이렇게 하면 먼지나 모래가 조인트를 오염시키는 것을 방지할 수 있습니다.
- 알루미늄은 항상 건조하고 실온에서 보관하십시오. 며칠 안에 용접해야 하고 그렇지 않으면 조인트를 다시 청소하십시오.
안전은 알루미늄 또는 그 문제에 대한 재료를 용접하는 또 다른 중요한 구성 요소입니다. 고글, 보안경, 눈을 보호하기 위한 적절한 렌즈 셰이드 번호가 있는 용접 헬멧, 금속 스파크 및 튀김으로부터 자신을 보호하기 위한 장갑 및 가죽, 발을 보호하기 위한 적절한 신발 및 용접 흄을 호흡 구역에서 멀리 유지하기 위한 적절한 흄 환기.

 

 

알루미늄 용접에 대한 다른 기술 사용

1. GTAW/TIG
TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접이라고도 하는 GTAW(가스 텅스텐 아크 용접)는 알루미늄에 가장 널리 사용되는 용접 공정 중 하나입니다. 이 용접 기술은 자동차 애호가와 전문 레이싱 팀의 용접공이 자주 사용합니다.

GTAW에는 100% 아르곤을 차폐 가스로 사용하는 AC(교류) 기능이 있는 정전류 장비가 필요합니다. 이것은 급전 능력 문제를 일으킬 가능성이 있는 기계적 와이어 급지를 필요로 하지 않습니다.

오히려 용접기가 웅덩이에 충전재를 공급합니다. 교류가 용접할 때 알루미늄에서 산화층을 제거하기 때문에 이 프로세스도 매우 깨끗합니다. 또한 공정 전반에 걸쳐 알루미늄이 오염되는 것을 방지합니다.

TIG 용접 팁:

▷ 올바른 텅스텐 전극 또는 막대를 선택하십시오. 알루미늄에 가장 적합한 선택은 일반적으로 순수한 텅스텐 막대입니다.
▷ 알루미늄을 세척하고 예열하여 준비하는 시간을 가지십시오.
▷ 불규칙한 아크를 유발할 수 있는 토치에 너무 많은 아르곤 흐름이 없는지 확인하십시오.
▷ 뒤틀림을 방지하려면 방열판을 사용하십시오
▷ 용접 시 적절한 알루미늄 필러 전극 또는 봉을 오염 물질이 없도록 유지하고 모재와 녹여 일정한 용접 웅덩이를 만듭니다.

TIG 알루미늄 용접 장점

 

▷ TIG 알루미늄 용접의 많은 장점 중 하나는 플럭스가 필요 없다는 것입니다. 결과적으로 용접에 부식의 원인이 없습니다.
▷ 어떤 위치에서도 용접이 가능합니다. 또한 TIG용접은 시인성이 좋고 고속용접이 가능합니다.
▷ 압력이 가해지는 조인트는 매우 낮은 왜곡과 높은 강도로 얻을 수 있습니다.
▷ GTAW는 비교적 수행하기 쉽고 고속 용접 기술입니다. TIG가 다른 융합 용접 방법보다 선호되는 이유 중 하나입니다.
▷ TIG 용접은 비소모성 전극과 AC 전류를 사용합니다. 아르곤 또는 헬륨은 불활성 차폐 가스로 사용됩니다. 충전재가 필요한 경우 자동 또는 수동으로 공급할 수 있습니다.
▷ 매우 얇은 알루미늄(0.6mm 0r 0.025인치)을 용접할 수 있지만 두께가 1mm 이상인 재료는 좋은 결과를 제공합니다.

2. GMAW/MIG
일반적으로 금속 불활성 가스(MIG) 용접이라고 하는 가스 금속 아크 용접(GMAW)은 알루미늄 용접에 사용되는 또 다른 일반적인 방법입니다.

이러한 유형의 용접은 일반적으로 TIG 용접보다 더 빠른 이동 속도와 더 높은 증착 속도를 가지므로 용접 품질에 영향을 미칩니다. 그러나 기계식 와이어 공급 시스템을 사용하므로 용접기가 와이어 공급을 가능하게 하기 위해 스풀 건 또는 푸시-풀 건을 사용해야 할 수도 있습니다.

또한 알루미늄이 다공성이 되는 위험을 방지하기 위해 기본 재료와 필러 로드는 깨끗하고 습기가 없어야 하며 일반적으로 순수한 아르곤 함량과 같은 우수한 차폐 가스 범위를 가져야 합니다.

MIG 용접 팁:

▷ 푸시-풀 와이어 피드 준비
▷ 알루미늄을 청소하고 산화물을 제거하고 결합될 가장자리를 다듬습니다.
▷ 용접하는 동안 당기는 것을 피하고 10도에서 15도 각도로 미십시오.
▷ 다중 패스 직선 비드를 사용하여 용접의 전체 모양을 개선하고 결함을 방지합니다.
▷ 여분의 열을 흡수하고 더 느리게 용접할 수 있는 방열판을 사용하십시오.

 

3. 레이저 빔 및 전자 빔 용접
빔 용접 기술은 일반적으로 알루미늄에 사용됩니다. 전자빔 용접은 쉽게 제어할 수 있는 매우 정밀한 열영향부가 있어 알루미늄에 적합합니다. 레이저 빔 용접은 빠르고 깨끗한 용접에 적합하며 알루미늄과 같이 균열에 민감한 재료에 이상적입니다.

4. 저항 용접
이 유형의 용접은 압력을 가하고 접합되는 금속 영역을 통해 전류를 통과시켜 금속을 접합합니다. 알루미늄에 사용할 수 있습니다. 그러나 용접자는 이 금속의 높은 열 및 전기 전도성을 알고 있어야 합니다.

5. 차폐 금속 아크 용접(SMAW)
이러한 유형의 용접은 알루미늄을 용접하는 데 사용할 수 있지만 권장하지 않습니다. 어떤 경우에는 전극 양극을 사용하는 알루미늄 전극으로 정전류 장비를 사용하여 주조 알루미늄을 수리하는 데 사용됩니다.

 

알루미늄 용접 시 영향을 미치는 요인

요약하자면, 알루미늄을 용접하기 어렵게 만드는 가장 일반적인 요소는 다음과 같습니다.

산화
알루미늄 위에는 알루미늄보다 훨씬 높은 온도에서 녹는 산화알루미늄 층이 있습니다. 이 층을 녹이려면 높은 열이 필요하지만 용접기는 아래 알루미늄에 구멍을 태우지 않도록 주의해야 합니다.

다공성
용융 상태에서 알루미늄은 가열할수록 수소를 더 빨리 흡수합니다. 이 수소는 금속이 고체 형태로 돌아올 때 분리되어 재료에 기포를 남기고 금속이 다공성이고 약해집니다.

불순물
알루미늄은 매우 민감하기 때문에 용접 과정에서 먼지, 공기 및 물에 의해 오염될 수 있는 몇 가지 방법이 있습니다. 알루미늄은 열악한 차폐 또는 지나치게 긴 아크로 인해 용접부에 도달하는 공기에 의해 오염될 수 있습니다. 산소는 알루미늄의 강도, 연성을 감소시키고 알루미늄 용접부에 산화물을 형성하여 외관에 영향을 미치고 다중 패스 용접을 복잡하게 만들 수 있습니다. 수소는 전극 플럭스의 습기, 습한 공기, 축축한 용접 조인트 등과 같은 다양한 출처에서 올 수 있습니다. 이러한 모든 이유로 알루미늄을 철저히 청소하고 용접하기 전에 올바르게 보관하는 것이 중요합니다.

두께
알루미늄 용접에는 다양한 재료 두께로 작업해야 합니다. 용접자는 더 얇은 재료를 통해 타는 것을 피하는 동시에 강한 용접을 생성하기에 충분히 두꺼운 재료를 관통하는 방법을 알아야 합니다.

알루미늄 용접에는 확실히 어려움이 있지만 배우는 것이 불가능한 것은 아닙니다. 다행히도 알루미늄의 고유한 특성을 다룰 때 도움이 되도록 설계된 도구와 기술이 있습니다.

알루미늄이 반응하는 방식과 이러한 도구와 기술을 효과적으로 사용하는 방법에 대한 지식을 가짐으로써 알루미늄 용접 기술을 마스터하는 데 도움이 될 것입니다.

 

알루미늄을 용접할 때 피해야 할 사항

"일률적으로 적용되는" 접근 방식 취하기
알루미늄 용접과 관련하여 용접공은 강철과 같은 재료를 사용할 때와는 완전히 다른 접근 방식을 취해야 합니다. 알루미늄은 매우 독특하고 올바르게 취급하지 않으면 위험을 초래할 수 있기 때문에 용접공이 다른 금속이나 재료에 대한 경험에 기반을 두지 않는 것이 중요합니다.

적절한 PPE를 착용하지 않음
위험에 대해 말하자면 알루미늄 또는 모든 종류의 재료를 용접하는 것은 본질적으로 위험합니다. 용접공은 항상 올바른 개인 보호 장비(PPE)를 착용하고 안전 절차 및 모범 사례에 대해 교육하는 것이 중요합니다. 이것은 업계에서 길고 성공적인 경력의 핵심입니다.

준비 실패
용접공과 용접할 재료 모두 준비가 중요합니다. 용접을 시작하기 전에 항상 알루미늄을 적절하게 청소하고 올바르게 보관하십시오. 또한 알루미늄 용접 기술을 공부하고 공예에 대한 교육을 통해 자신을 준비하십시오. 적절하게 준비될 때까지 어떤 일에도 뛰어들지 마십시오.

사소한 세부 사항 무시
가장 성공적인 용접공은 세부 사항이 전부라고 말할 것입니다. 이 산업에서 특히 알루미늄 용접의 경우 가장 작은 실수라도 복잡한 오류로 이어질 수 있습니다. 항상 모든 세부 사항에주의를 기울이고 작업을 다시 확인하십시오. 그러면 장기적으로 고객과 경력에 도움이 될 것입니다.

참을성이 없다
알루미늄 용접을 배우는 데는 시간이 걸립니다. 계속 연습하고 계속하십시오. 당신의 노력과 끈기는 결국 보상을 받을 것입니다!