profile 이동호 2001-04-11 20:08:05
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연이어 질문을 드립니다.
티타늄파이프와 동관이나 스텐관과 용접을 하려합니다.
산소용접이나 전기용접도 상관없습니다.
주로 티타늄관과 동관을 많이 사용하는데 은납봉으로
산소용접을 해보았는데 티타늄이 접합이 되질 않습니다.
일본에서는 되고 있던데, 우리나라에서는 왜 안되는
것일까요?
아시는 분 계시면 부탁드립니다.

이진희 2001-04-24 11:17

티타늄, 탈타늄, 지르코늄 등의 활성이 매우 큰 금속은 다른 금속과의 접합이 일반적인 용융접합 방법으로 용접이 안됩니다.
이에 관한 내용은 ASM Metal Handbook Vol.6 이나, AWS Welding Handbook Vol.3에 보시면 자세히 언급되어 있습니다.
이러한 문제점의 원인으로는 근본적으로 이들 금속의 조직적인 특성에 그 원인이 있습니다. 용융 용접 과정에서 Dillution에 의해 합금 원소의 조성이 변화하게 되고 그에 따라서 용접부의 조직이 기계적(강도), 화학적(내식성) 특성이 변화하게 됩니다.

간혹 가다 Air Cooler의 경우에 Header Box는 316 Stainless Steel로 되고 Tube는 Titanium으로 명기된 경우가 있는 데, 이 경우의 용접은 불가능합니다.
아마도 일본에서 접합에 성공하였다면 용융 용접이 아닌 기계적인 접합(확관이나 기타의 방법)에 의한 것으로 추정합니다.
혹시 일본에서 용융 용접에 성공한 자료가 있다면 이번 기회에 저도 공부해 볼 수 있도록 자료를 공유해 주셨으면 합니다.

도움이 되시길 바랍니다.

도움이 되시길 바랍니다.

이동호 2001-04-24 23:17

답변 감사합니다.
제가 알고 있는 일본에서의 티타늄의 용접은
열교환기에 적용되는것으로 여러가지가 있었으나
주로 티타늄관을 확관하여 그 속에 동관이나 스텐관을
삽입하여 브레이징 용접또는 산소용접한 것으로 보입니다.
보통 동관으로된 열교환기에 이음을 은이 5%또는 그 이상되는
은납봉, 신주봉등으로 일명 로비끼식으로 산소용접을 하는데,
일본에서 들여온 열교환기도 이와 마찬가지로 보입니다.
일반적으로 브레이징 용접을 할 때 링 타입으로된 소재를
확관된 티타늄관 속에 동관과 함께 끼워 산소용접을 주로 하는데,
이 일본제품은 흔적으로 보아서 링 타입은 아니고 한쪽편에서
봉을 붙여서 열을주어 녹여 흘러 들어가게한 흔적이 있습니다.
제가 실험을 은 함류량이 아주 높은 은납봉을 사용하여 해보았으나
다른 소재는 접함이 잘 이루어지나 티타늄에만은 되지 않았습니다.
제 생각에는 이 접합용소재의 재질과 용접환경이 문제인것 같습니다.
소재가 티타늄과 동, 스텐에 접합률을 만족시키던지, 아니면
작업환경의 기체구조가 티타늄의 속성에 부합되는 환경(진공이나 다른 가스
로 이루어진 밀폐된 공간)을 만들던지 등등 이러한 생각입니다.
그리고 티타늄협회에 알아본 바로는 티타늄끼리의 용접은 가능하다합니다.
아크용접 같은 방법으로 말이죠..
물론 소재는 따로 있구요.
이 소재가 스텐과 용접이 되는지는 확인하지 못하였으며 전기용접방식인지도 확인하지 못했습니다.
곧 알아볼 계획에 있습니다만...
참 알곤용접방식 으로는 티타늄끼리의 용접은 잘 되더군요...
글 솜씨가 없어서 제가 알고 싶은 내용을 제대로 서술하지 못하여 안타깝습니다만은 깊이 이해해주시어 제게 도움을 주시면 감사하겠습니다.
그럼...

이진희 2001-04-25 08:59

이곳의 기술문서를 보시면 예전에 제가 간단하게 Titanium합금에 관해 정리한 문서가 있습니다.
물론 용접에 관한 내용도 언급이 되어 있습니다.

차후에 좀더 세세한 내용을 보완해서 다시 정리할 계획입니다만, 우선 등록된 문서만으로도 간단한 내용은 확인하실 수 있을 것으로 판단됩니다.

기술문서 찾기에서 Titanium 혹은 티타늄을 찾아보시거나, 직접 아래의 문서를 열어 보세요.
http://www.technonet.co.kr/document/docuview.html?techcode=1300&url=tialloy 를 참조하세요.

그리고 기왕이면 이번 기회에 Titanium합금의 구성과 여기에 불순물이 들어갈 경우의 문제점 등에 대해서 금속재료책 등을 통해 공부를 해보세요.
앞선 답변에 언급드린 바와 같이 Ti, Ta, Zr등은 약간의 불순물에 의해서도 조직이나, 특성이 크게 변화합니다.
이런 이유로 인해 제대로 용접하기 위해서는 진공, 혹은 Ar등의 불활성 가스가 충분하게 충진된 상태에서 용접을 실시하고 있지요.

도움이 되시길 바랍니다.

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