profile 서승교 2020-03-24 16:03:39
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용탕에 작용하는 힘은 부력, 표면장력, 전자기력 아크전단력이 있는 것으로 알고 있습니다. 용탕의 흐름에 있어서 부력과 표면장력은 Root에서 Surface방향으로, 중심부에서 가장자리로 Flow를 발생시키고, 전자기력은 Surface에서 Root방향으로, 가장자리에서 중심부로 Flow를 발생시킨다고 대체로 문헌에 나와 있는데요, Fe용접시 CO를 잘 방출 시켜 Porosity를 방지하려면 전자기력은 크게하고 부력과 표면장력은 작게 해야 할 것으로 보입니다. 전류를 높이면 입열량이 많아지므로 용탕의 온도가 상승하여 부력은 커지고 표면장력은 감소하겠지요,  전자기력도 전류밀도에 따라서 커지므로 전자기력도 커질것으로 보입니다. 부력은 전자기력에 비하여 영향이 작으므로 부력은 무시한다고 할 떄,

문의) 용접은 가능한 입열량을 적게하고 뻐른 속도로 용접을 하여 용접부와 열영향부를 최소로 하는 것이 좋겠습니다만,  ""WPS에서 허용하는 범위내에서는 가능한 Max의 전류로 용접을(전자기력을 크게) 하는 것이 Porosity예방에 도움이 된다"" 고 생각을 하는 것이 적절한 생각인지 전문가님들의 의견을 구합니다. 끝.


이상훈[ksbbterran] 2020-03-25 13:12

용융지 구동력에 대한 표면장력, 전자기력, 아크력, drag force 등에 대한 것은 많은 논문이 있으니 참조하시기 바랍니다. 말씀하신대로 dominant 한 것은 중, 고전류에서는 아크력, 전자기력이 가장 도미넌트 합니다. 그런데, 이것으로 기공에 도움이 된다 아닌다라고 논하기는 좀 복잡한 문제라고 생각됩니다. 하나의 논문 거리로 분석이 필요하다고 봅니다. 보통 전류를 높이면 용융풀이 비교적 천천히 식으니, 그만큼 기공이 방출할 시간이 커지기 때문에 기공이 저감될 수는 있지만, 전류를 높힌다고 꼭 기공이 줄어들지 않을 수도 있을거 같습니다. 좀 복합적이고 어려운 문제라고 생각됩니다.

서승교[sskseah] 2020-03-25 21:15

좋은의견 감사합니다.

조상명[pnwcho] 2020-04-29 19:48

WPS상에서 허용되는 높은 전류를 쓰는 것이 기공방지에 정말 도움이 되는 것인가? 에 대한 답변입니다. 일단은 틀리지는 않는 방향입니다. 기본은 이상훈님이 답변한 바와 같이 용융지(molten pool)의 응고시간을 길게 하는 것이 가장 중요합니다. 즉 기공이 발생하여 부력의 작용으로 떠올라와서 외부로 빠져나갈 수 있는 시간적 여유가 필요합니다. 즉 전류를 높게 쓴다고 하는 것을 입열량을 높게 한다고 본다면 용융지의 응고시간은 입열량과 비례하여 길어지기 때문에 기공은 방지될 수 있을 것입니다. 다만 전류를 WPS에서 허용하는 가장 높은 값을 쓸 때도 용접속도도 함께 높이면 입열량이 감소하여 용융지의 응고시간은 감소하여 당연히 기공이 감소하지 않습니다. GMAW에서 180cm/min와 같은 초고속용접에서는 전류가 높아도 기공과의 전쟁을 항상할 수 밖에 없는 이유가 바로 이런 원리에 바탕을 두고 있습니다. 또한 기공의 부상 시간은 용융금속의 점성계수(점도)가 커질수록 길어집니다. 즉 인코넬625의 점도는 낮지만, SUS316L의 점도는 높기 때문에 기공은 316L에서 현저히 잘 생기게 됩니다. 이런 경우는 용융지의 깊이를 너무 깊지 않게 하면서 응고시간이 길어지도록 입열량비를 조절할 수 있는 자동TIG 용접을 적용하면 해결이 가능해질 수 있을 것입니다. 용융지 깊이가 너무 깊으면 기공의 부상시간이 길어질 수 밖에 없을테지요. 현장에서의 보다 구체적인 문제해결은 많은 경우 현장을 직접 봐야만 해결될 수도 있습니다.

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