박종필
2018-07-16 12:01:49
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안녕하세요.
최근에 GMAW와 FCAW를 용접하면서 혼합가스를 사용(Ar 80% + CO2 20%)를 사용하여 용접을 하였는데
용접부위에 Porosity가 많이 발견 되었습니다.
그래서 가스를 다시 교환하고 전류와 전압을 낮춰서 200~250AA/ 27~32V를 사용하였는데 이 전보다 줄었으나 여전히 Porosity가 발견 되었습니다.
혼합가스의 특성상 차폐가 잘 안될 수 있다고 판단하여 전압을 더 낮춰 볼까하는데 혹시 다르게 개선 할 수 있는 방안이 있는지 문의 드립니다.
감사 합니다.
혹시 porosity 사진이 있으시면 공유 부탁드립니다.
혼합가스를 적용하게 되면 일반적으로 아크 길이가 길어집니다. 이유는 금속이행형태가 바뀌기 때문인데요, 물론 아크 길이가 길어진다고 해서 porosity가 발생하지는 않습니다. 단지 차페능력이 저하되어 대기와 용접금속(용융금속)과의 접촉이 증가했기 때문으로 판단됩니다. 일단 기본적으로 아래 사항을 확인해 보시기 바랍니다.
1. 가스중 수분함량
2. 가스배관(또는 호스)의 파손여부: 배관(호스)이 파손되면 그부위로 대기중의 수분이 침투할 수 있기 때문입니다.
3. 바람막이가 제대로 설치되었는지
4. 가스유량은 적당한지: 일반적으로 20l/min정도에서 사용하나 용접재료사 추천을 따르고 있는지여부
5. 토치의 용접각도가 실딩에 적당한 각도를 잘 유지하는지?
6. 위와 같은 사항외 추가로 용접재료가 정상제품인지?
7. 전진법, 후진법 비교하셔서 귀사에 맞는 조건을 찾아보시는 것도 한가지 방법이 되겠습니다.
8. 모재의 청결도 확인 : 그리스나 오일이 오염된 경우도 문제가 될 수 있습니다.
좀 더 이론적인 설명을 드리면 실딩가스가 바뀌면서 아크 집중도 및 아크 퍼짐성도 달라지면서 실딩해야 할 영역도 엄밀히 좀 변할 수 있습니다.
혹시 추가 문의사항 있으시면 문의 바랍니다.
회신에 감사 드립니다.
1. 현재로서는 가스 중 수분 함량을 확인하는 것은 공급업체에 문의 해보겠습니다.
2. 가스라인을 통해서 공급되는 것이 아니고 충전용 가스통에서 직접 공급되는 것이라 수분 침투에 대한 부분은 없는것 같습니다.
3. 옥내에서 작업 중이고 외부 환경의 영향은 없습니다.
4. 말씀하신 유량 정도로 작업 했습니다.
5. 토치의 각도를 평소보다 수직에 가깝에 변경해 보려 합니다.
6. 1차 테스트 후 전류와 전압을 낮춰서 결함이 다소 줄어든 것으로 보아서는 용접재료에 문제는 아닌것 같습니다.
7. 고려해 보겠습니다.
8. 모재의 오염문제는 없습니다.
참고로 배관 용접에 적용되고 있습니다.
저도 가장 우려되는 부분이 차폐의 문제로 보이는데 CTWD를 FCAW 용접때보다 작게해서 테스트 해볼 예정입니다.
Porosity는 용접부 전 구간에서 비교적 고르게 발생 되었습니다.
현재 시험 중인 용접 조건에 대하여 다시 정리해 보았습니다.
1. 재질: A106-C + A106-C(예정)/ A335-P11 +A335-P11/
2. 사이즈: 10"ｘ25t
3. Joint 형태: B/W(Single V groove)
4. 사용된 전류: 약 250A
5. 사용된 전압: 약 32V
6. Travel Speed: 90~100mm/minute
7. 예열온도: 상온
8. 용접자세: 1G(Rotated)
9. 용접 Process: GTAW+FCAW
10. 가스: Ar 80% + CO2 20%(사내의 용접사들은 그 동안 100% CO2가스를 사용 했음)
11. 발생된 경함의 종류: Porosity(전 구간에서 발생 됨.)
12. 1차 시공 후 전류와 전압을 낮추고 Travel speed를 낮춘 결과 porosity가 다소 감소 됨.
내일 다시 테스트를 진행 할 예정인데 향후 다양한 재질에도 적용 할 예정입니다.
자세가 1G-rotated로 비교적 쉬운 자세인데, 100% CO2를 사용하도록 추천되는 FCAW 용접재료를 구지 Ar 혼합가스로 쓰려고 하는 특별한 이유가 있을까요? 분명 스패터가 줄긴 하겠지만 전류와 전압의 발란스만 잘 맞춰도 괜찮을 것이란 생각에 한 말씀 끼어들어 봅니다. ^^;
기존에 100% CO2를 사용했을 경우에는 기공이 없었던 것으로 보입니다. 전기 조건이나 실드 유량 등의 기본적인 여건은 기존과 동일하고 혼합가스로 변경하였을 뿐인데 기공이 발생하여 여러가지 시험을 통해 최적 조건을 찾는 과정인 것 같군요.
위에서 가스 순도는 확인을 해보신다고 하셨고 감히 제가 봤을 땐,, 전압을 낮추는 것보다는 전압은 그대로 두고 전류를 280~300A 정도까지 올려서 입열량을 조금 높게 가져갈 것을 추천합니다. 저는 전압이 높아서 보다는 아크가 불안정하기 때문에 기공이 발생한다고 생각합니다.
기공은 용융풀 내에서 발생한 기포가 응고 중에 미처 빠져 나오지 못해서 발생한 것이므로 응고시간을 조금 지연시켜주는 것이 도움이 될 수 있습니다. 그 방법론으로 입열량을 다소 높게 가져가는 것(전류와 전압을 높이거나 이동속도를 낮추는 것)과 예열을 해주는 것 등이 있습니다. A106은 화학 조성적으로 문제가 안될 것 같지만 P11 소재는 예열이 필요할 것으로 보이는데, 80도씨 이상 예열을 해주는 것도 도움이 될 듯 합니다. 오늘 테스트 하시는데 도움이 되었으면 좋겠네요.
위 위원들의 훌륭한 자문이 이어지고 있네요, 추가해서
1. FCAW에서의 가스의 선택은 용접봉 제조업체에서의 권장하는 피복가스를 선택하면 무난합니다. 용착금속내의 성분의 변화 있어 기계적 강도등 물성치의 변화가 있기 때문입니다.
2. 에열은 모재의 Carbon 함량과 두께에 따라서 선택되어집니다 ,A105경우에는 C 함유량이 0.25% 이상이거나 두께 1" 이상에서는 예열이 필요로 합니다
3. 빠른 용접을 위해서 무리하게 Groove 각도와 root간격을 실무에서 보다 작게하려고 시도하는 경우가 많읍니다, 작은 각도일수록 용융금속의 냉각속도가 빨라서 기공이 잘 발생합니다 .
4.일반적으로 와이어의 성분 , 직경 , 가스의 성분에따라서 molten metal의 Transfer가 달라집니다 이들을 체크해서 spray transfer구역조건에서 작업할수록 유리합니다.
-----------용접기 성능/ARC안정/전류모드-----등등등
5. 주요한것은 blow hole / pin hole의 위치 형상등을 보고 원인을 분석할수 있어야 한다는 것입니다. 그래야 만합니다. 지세히 관찰하십시오,
좋은 결과 있기를 바랍니다 , 용접기술사 서달석
공지사항
박종필 님 쓰신글 제목 : GMAW와 FCAW의 Mixed Gas 용접 문의
안녕하세요.
최근에 GMAW와 FCAW를 용접하면서 혼합가스를 사용(Ar 80% + CO2 20%)를 사용하여 용접을 하였는데
용접부위에 Porosity가 많이 발견 되었습니다.
그래서 가스를 다시 교환하고 전류와 전압을 낮춰서 200~250AA/ 27~32V를 사용하였는데 이 전보다 줄었으나 여전히 Porosity가 발견 되었습니다.
혼합가스의 특성상 차폐가 잘 안될 수 있다고 판단하여 전압을 더 낮춰 볼까하는데 혹시 다르게 개선 할 수 있는 방안이 있는지 문의 드립니다.
감사 합니다.
첨부로 Ar 대 CO2가스의 아크영역 참고할 그림 올립니다.
1531872010&&Arc-1.JPG