깊은 용입을 얻기 위한 A-TIG 용접에서 아크 특성이 용융효율과 각변형에 미치는 영향

Abstract

TIG 용접에서는 용입의 한계 때문에 깊은 Groove 가공을 하여 사용한다. 이 때, Groove를 채우는 용착금속에 의한 응고 수축과 과대한 입열로 인한 변형이 문제시 되고 있다. 변형을 줄이기 위해서는 용착금속의 양을 줄이고 용융효율을 높여야 한다. 이를 위해 용입이 깊고 높은 용융효율을 가지는 용접공정 개발이 필요하다. Plasma 용접이 일반적으로 TIG보다 용입이 깊지만, Fillet 용접부에서는 토치의 접근성이 좋지 않아 깊은 용입을 얻기 힘들다. 본 연구에서는 깊은 용입을 얻기 위한 A-TIG 용접에서 아크 특성이 용융효율과 각변형에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 연강에서 C-TIG와 A-TIG의 아크 및 용융풀의 형상을 비교했을때 A-TIG의 아크 전압이 높아 입열이 증가하고 아크직하에 열이 집중하는 것을 확인하였다. C-TIG와 A-TIG의 용융효율과 각변형 비교결과 A-TIG가 용융효율이 높고, 형상비가 높아서 두께방향의 횡수축력의 편차가 작아 각변형이 적었다.

Deep groove processing is used in TIG welding because of the limit of penetration. In this case, distortion caused by the heat input and solidification shrinkage by the deposit metal which fills groove is a major problem. In order to reduce the distortion it is necessary to reduce the amount of the deposit metal and to increase the melting efficiency. Therefore, It is required to develop the process which can achieve deep penetration and high melting efficiency. This study found out the effect of arc characteristic in A-TIG welding for deep penetration on melting efficiency and angular distortion. When the arc and molten pool in C-TIG and A-TIG are compared, it is noted that arc voltage is high so that the heat input is increased and heat is concentrated under the arc in A-TIG. From result of the comparison of the melting efficiency and angular distortion in C-TIG and A-TIG, A-TIG has higher melting efficiency and lower angular distortion because of less deviation of transverse shrinkage through thickness direction cause by high aspect ratio.