4.텅스텐 아크용접

2). 텅스텐 아크용접(GTAW : Gas Tungsten-Arc Welding)

 

그림 3. 텅스텐아크용접 공정의 개략도  

 그림 4. 텅스텐아크용접 작업에 사용되는 장비

a) 피복 아크용접이 많은 철금속의 용접에 효과적이기는 하지만 알루미늄, 마그네슘이나 다른 반응성이 큰 금속의 용접에는 부적당함
b) 불활성 아크 용접(Inert Gas Arc Welding) : 아크환경을 산소나 수소의 침입으로부터 보호하기 위하여 고온에서 금속과 반응하지 않는 불활성가스(Ar, He 등)를 공급하여 용접하는 방법이 도입됨
° 비소모성 전극인 텅스텐 봉을 사용하는 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW), 또는 불활성 가스텅스텐 아크 용접(Inert Gas Tungsten Arc Welding; TIG)이라고도 함 → 0.6～3 mm의 얇은 판에 사용
° 소모성 전극인 비피복 금속 용접봉을 사용하는 가스 금속 아크 용접(GMAW : Gas Metal Arc Welding) → 3 mm이상의 두꺼운 판에 사용되며 GTAW에 비하여 효율이 높음
c) 가스텅스텐 아크 용접에서는 비소모성인 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크가 형성되며 텅스텐 전극주위로 불활성 가스인 아르곤(Ar)이나 헬륨(He)이 주입됨
d) 용가재는 용접봉의 형태로 불활성 가스 쉴드 보호막 속으로 별도로 공급됨
e) 가스텅스텐 아크 용접에서는 텅스텐이 전극의 역할을 하며 용접봉은 단지 용가재의 역할만 하므로 전류가 흐르지 않음
f) 용접장비에는 전기, 냉각수와 가스가 공급되고 적절히 제어하는 장치가 필요
g) 연기 또는 용접 매연이 없어 시야를 가리지 않고 용융지가 깨끗하다.
h) 텅스텐 봉은 순텅스텐 봉과 방사능을 발생할 수 있는 토륨(Thorium)이 1～2%함유된 토륨 텅스텐 봉이 사용되는데 토륨 텅스텐 봉은 전극온도가 낮아도 전류용량을 크게 할 수 있음
I) 가스 텅스텐 아크 용접의 전원
° 직류와 교류 전원 모두를 사용가능
° 직류인 경우(정극성)
- 전자가 전극에서 모재로 흐르므로 모재에 강하게 충돌하여 깊은 용입을 일으킴
- 전극은 속도가 느린 가스 이온과 충돌하므로 그다지 발열하지 않음
- 지름이 작은 전극에서도 큰 전류를 사용가능
° 직류인 경우(역극성)
- 전자가 전극으로 흐르고 가스이온이 모재 표면에 넓게 충돌하여 모재의 용입은 넓고 얇게 됨
- 전극이 과열되므로 지름이 큰 전극을 사용해야함
j) 가스 텅스텐 아크용접은 비소모성 전극을 사용하며 불활성 가스만을 사용하므로 비소모성 불활성 가스 아크 용접(Non-consumable Inert Gas Arc Welding), TIG(Tungsten Inert Gas Welding) 또는 헬륨아크용접(Helium Arc Welding), 알곤 아크용접(Argon Arc Welding)이란 용어가 사용됨
k) 가스텅스텐아크용접 장치 → 수동작업, 반자동, 자동작업이 가능
° 용접토치, 제어장치, 용접전원, 정류기(regulator), 가스용기 등