TIG 용접기의 부품은 무엇입니까?

누군가 TIG 용접을 하는 것을 처음 봤을 때, 마치 다른 세상의 무언가를 보는 것 같은 느낌이 들었습니다. 저는 스틱 용접이라는 세상에서 자랐는데, 스틱 용접은 쉴 새 없이 튀는 전극을 힘으로 꾹꾹 눌러가며 강철을 꿰매는 잔혹하고 시끄럽고 연기가 자욱한 작업이었습니다. 효과적이긴 했지만, 마치 번개를 이용한 목공 작업 같았습니다.

그때 작업장 뒤편에서 노장 프랭크가 맞춤형 스테인리스 배기 헤더를 TIG 용접하는 모습이 보였다. 연기도, 튀는 소리도, 굉음도 없었다. 오직 부드럽고 강렬한 쉿쉿거리는 소리와 그가 통제하는 밝은 빛줄기만 있을 뿐이었다. 그의 오른손은 외과의사가 메스를 잡듯 토치를 쥐고 있었고, 왼손은 녹은 물웅덩이에 가느다란 필러 로드를 조심스럽게 집어넣었다. 그는 불로 그림을 그리듯 용접을 했는데, 마치 관절처럼 보이지 않고 완벽하게 쌓인 10센트 동전처럼 보였다.

"그게 뭐죠?" 나는 넋을 잃고 물었다.

프랭크는 헬멧을 들어 올렸다. "얘야," 그가 말했다. "이게 바로 장작 창고를 짓는 것과 바이올린을 만드는 것의 차이지."

그 교훈은 그 후 25년 동안 제 마음속에 깊이 새겨져 있었습니다. TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접은 정밀함, 청결함, 그리고 무엇보다도 제어력으로 정의되는 공정입니다. 하지만 그 제어력은 마법에서 나오는 것이 아닙니다. 전기, 가스, 그리고 기술이 섬세하게 조화를 이루는 심포니에서 각 부품이 중요한 역할을 하는 시스템의 개별 부품에 대한 깊은 이해에서 비롯됩니다. 처음 시작하는 사람이라면 호스, 케이블, 그리고 이상하게 생긴 토치 부품들을 잔뜩 모아두는 것이 두려울 수 있습니다.

하지만 결국은 세 가지 핵심 시스템으로 귀결됩니다.

문제	대답
주요 부분은 무엇입니까? TIG 용접 기계?	전체 TIG 용접 설정은 함께 작동하는 세 가지 기본 시스템으로 구성됩니다. 1. 전원: 전류를 공급하고 제어하는 ​​용접기 자체입니다. 2. TIG 토치: 아크와 보호가스를 작업물로 보내는 휴대용 도구입니다. 3. 보호 가스 시스템: 용접부를 보호하기 위해 불활성 가스를 공급하는 실린더, 레귤레이터, 호스입니다.

이 가이드에서는 이 전체 시스템을 하나하나 자세히 분석해 보겠습니다. 먼저 작업의 핵심인 전원부터 시작하여 강철과 알루미늄을 구분하는 가장 중요한 설정에 대해 알아보겠습니다.

TIG 용접이란 무엇이고, 왜 다른가요?

부품을 이해하기 전에 먼저 이름을 이해해야 합니다. 텅스텐 불활성 가스. 그 세 단어 모든 것을 설명하다 그것이 이 과정을 독특하게 만듭니다.

• 텅스텐: 에서와 달리 MIG 또는 스틱 용접전극이 소모성 와이어 또는 막대인 경우, 녹아서 필러 금속이 되는 반면, TIG 용접의 전극은 텅스텐으로 만들어집니다. 텅스텐은 가장 높은 녹는 점 순수한 금속(6,192°F / 3,422°C)의 경우, 용융되지 않고 고온 전기 아크를 견딜 수 있다는 의미입니다. 비소모성 전극. 이것이 TIG의 정밀함의 비밀입니다. 열원이 필러와 분리되어 있기 때문입니다. 자료작업자는 두 가지 모두를 완벽하게 제어할 수 있습니다. 필요에 따라 필러 메탈을 추가하거나, 아크를 사용하여 두 개의 단단히 맞물린 금속 조각을 서로 접합할 수 있습니다(자열 용접).
• 불활성 가스: The 용접 공정은 용융 금속 웅덩이를 생성합니다. 대기와 반응성이 매우 높습니다. 산소, 질소, 수증기가 모두 웅덩이와 빠르게 결합하여 부서지기 쉽고 다공성이 있으며 약한 용접부를 형성합니다. 이를 방지하기 위해 불활성 기체—다른 원소와 반응하지 않는—용접 영역을 보호하는 데 사용됩니다. 이 가스는 일반적으로 아르곤토치에서 흘러나온 가스는 주변 공기를 밀어내어 용융 금속이 응고될 수 있는 보호 기포를 생성합니다. 이것이 바로 TIG 용접이 매우 깨끗하고 강한 이유입니다. TIG 용접은 작고 국부적이며 반응성이 없는 환경에서 만들어지기 때문입니다.

이 공정 자체는 양손으로 하는 기술입니다. 한 손은 토치를 조종하여 정확한 아크 길이와 이동 속도를 유지합니다. 다른 손은 필요에 따라 필러 로드를 웅덩이에 넣습니다. 다른 공정보다 더 많은 기술과 조정이 필요하지만, 그 결과는 품질과 외관 면에서 타의 추종을 불허합니다.

TIG 전원의 기능은 무엇입니까?

전원은 전체 시스템의 핵심입니다. 벽면 콘센트에 꽂는 커다란 상자이지만, 그 역할은 단순히 전원을 공급하는 것보다 훨씬 더 복잡합니다. 전원의 기능은 고전압, 저전류의 벽면 전원을 저전압, 고전류, 그리고 제어가 용이한 용접 전류로 변환하는 것입니다.

현대 TIG 용접기는 다음과 같이 알려져 있습니다. 인버터정교한 전자 장치를 사용하여 작업자가 아크의 모든 측면을 세밀하게 제어할 수 있도록 합니다. 하지만 가장 기본적인 선택은 기계는 유형입니다 전류: AC 또는 DC.

왜 DC가 철강에 선택되는가?

DC(직류) 전기가 한 방향으로만 흐른다는 뜻입니다. 배터리의 전력과 비슷하다고 생각하면 됩니다. TIG 용접에서는 거의 전적으로 DCEN(직류 전극 음극)즉, 토치는 음극 단자에 연결되고 작업물은 양극 단자에 연결됩니다.

이 설정은 아크의 물리적 특성에 큰 영향을 미칩니다. DCEN에서는 아크 열의 약 70%가 작업물(양극면)에 집중되고, 30%만 전극에 집중됩니다. 이것이 바로 원하는 바입니다. 깊고 관통하는 용접 프로파일을 생성하고 텅스텐 전극을 비교적 차갑게 유지하여 날카롭고 집중된 지점을 유지할 수 있습니다. DC는 강재 용접의 표준입니다. 스테인리스 강, 티타늄, 구리 및 거의 모든 금속 외 알루미늄과 마그네슘.

극성이 반대인 DCEP(직류 전극 양극)도 있습니다. TIG 용접에는 거의 사용하지 않습니다. 열의 70%를 텅스텐에 전달하기 때문에 텅스텐이 빠르게 과열되어 녹아내리고 용접 부위를 오염시킵니다. 프랭크는 어떤 일이 일어나는지 보기 위해 저에게 고철 조각에 DCEP를 연결해 보라고 한 적이 있습니다. 텅스텐은 하얗게 빛나더니 몇 초 만에 증발했습니다. 그는 "어떤 교훈은 마법의 연기를 보고 배우는 게 최고죠."라고 말했습니다.

알루미늄에 AC가 필수적인 이유는?

알루미늄은 독특한 도전 과제를 안고 있습니다. 표면은 항상 얇고 투명한 산화알루미늄 층으로 덮여 있습니다. 이 산화층은 매우 강하고 훨씬 더 높은 녹는 점 (약 3,700°F / 2,040°C) 아래 알루미늄 금속(1,220°F / 660°C)보다 더 뜨겁습니다. 직류(DC)로 용접하면 산화 피막 아래 금속이 녹아서 전체가 지저분하고 오염된 덩어리가 됩니다.

여기는 AC (교류) AC 전원은 초당 수십, 심지어 수백 번씩 극성을 빠르게 전환합니다. 이를 통해 두 가지 장점을 모두 누릴 수 있습니다.

1. "청소" 반주기(EP): 전류가 전극 양(+) 위상에 있을 때, 아크는 굳은 산화막을 제거하여 깨끗한 용접 경로를 확보하는 독특한 능력을 발휘합니다. 이를 "세척 작용"이라고 합니다.
2. "침투" 반주기(EN): 전류가 전극 음극 단계로 전환되면 DCEN과 마찬가지로 작동하여 열을 작업물에 집중시켜 깊이 침투시킵니다.

최신 인버터 용접기는 이 AC 아크를 제어하는 ​​두 가지 강력한 도구를 제공합니다.

• AC 잔액: 이 설정은 세척과 침투의 비율을 제어합니다. 70% EN 설정은 전류가 침투 단계에 70%, 세척 단계에 30%를 사용한다는 것을 의미합니다. 더러운 알루미늄에는 세척 작용이 더 많이 필요하고, 두껍고 깨끗한 소재에는 침투 작용이 더 많이 필요합니다.
• AC 주파수 : 이 설정은 초당 전류 극성 전환 횟수를 헤르츠(Hz) 단위로 제어합니다. 낮은 주파수(예: 60Hz)는 더 부드럽고 넓은 아크 원뿔을 생성합니다. 높은 주파수(예: 120~200Hz)는 훨씬 더 조밀하고 집중적이며 안정적인 아크를 생성하여 모서리나 얇은 소재의 정밀한 제어에 매우 적합합니다.

용접의 열을 제어하는 ​​것은 무엇인가?

전류 유형을 넘어 TIG 용접에서 가장 중요한 제어는 전류를 변화시키는 능력입니다. 암페어 수 실시간으로. 이는 일반적으로 다음과 같이 수행됩니다. 발 페달 또는 엄지휠 제어 횃불 위에.

이것이 용접기의 "가속 페달"입니다. 페달을 밟을수록 전류량이 증가하여 웅덩이가 더 뜨겁고 유동적으로 변합니다. 페달을 밟지 않을수록 전류량은 감소합니다. 이러한 역동적인 제어 덕분에 숙련된 용접공은 "차가운 상태"에서 용접을 시작하고, 웅덩이를 형성하기 위해 열을 높이고, 이동하면서 열을 부드럽게 하고, 더 두꺼운 부분에는 열을 더하고, 크레이터가 생기지 않도록 끝으로 갈수록 열을 줄여줍니다. 이러한 정밀한 열 제어 덕분에 TIG 용접은 현존하는 가장 정밀한 용접 공정입니다.

마지막으로 TIG 용접기는 다음과 같은 기능을 사용합니다. 고주파 시작텅스텐을 작업물에 물리적으로 긁어 아크를 발생시키는 방식(텅스텐을 오염시킴) 대신, 기계는 고주파, 고전압 전기를 발사하여 공기 간극을 뛰어넘고 접촉 없이 아크를 발생시킵니다.

이제 전력을 생성하고 형성하는 시스템의 핵심을 이해했으므로, 그 전력이 작업물에 어떻게 전달되는지 살펴보겠습니다. 다음 섹션에서는 작업의 "핸들"인 TIG 토치 자체를 분석하고 두 가지를 살펴보겠습니다. 주요 유형, 공랭식 및 수냉식 일대일 대결.

하지만 그 전류는 어떻게 나오는가? 기계에서 금속으로? 어떻게 하면 그것을 뾰족하게 만들고, 대기로부터 보호하며, 외과 수술처럼 정밀하게 제어할 수 있을까요? 이를 위해서는 TIG 토치라는 작업의 핵심을 살펴봐야 합니다.

토치는 단순한 손잡이가 아닙니다. 그것은 복잡한 어셈블리 신중하게 선택된 부품으로 구성되어 있으며, 각 부품은 최종 용접 품질에 매우 중요합니다. 용접 전류와 보호 차폐 가스를 모두 전달하는 역할을 합니다. 적절한 토치를 선택하고 올바르게 설정하는 것은 장비의 올바른 설정을 선택하는 것만큼이나 중요합니다.

TIG 토치는 어떤 구성 요소로 구성되어 있나요?

TIG 토치는 겉보기에는 단순해 보이지만, 여러 개의 교체 가능한 부품으로 구성되어 어떤 작업에든 맞게 구성할 수 있습니다. 카메라의 렌즈 시스템처럼 생각하면 됩니다. 촬영하려는 장면에 맞는 적절한 조합을 선택하면 됩니다. 뒤에서부터 시작하여 앞으로 나아가 보겠습니다.

토치 바디
토치의 주요 손잡이로, 전기와 가스를 위한 내부 통로를 포함합니다. 토치는 다양한 크기(일반적으로 9, 17, 18, 20, 26과 같은 숫자로 표시)와 헤드 스타일(고정형, 유연형)로 제공됩니다. 토치 본체의 크기는 일반적으로 전류 정격과 공랭식 또는 수랭식 여부에 따라 결정됩니다.

백캡
토치 헤드 뒷면에 나사로 고정되는 캡입니다. 역할은 간단합니다. 토치 뒷면을 밀봉하여 보호 가스가 새어 나가는 것을 방지하고, 콜릿에 아래쪽으로 압력을 가하여 텅스텐 전극을 단단히 고정합니다. 뒷면 캡은 세 가지 주요 크기로 제공됩니다. 긴 "표준" 캡, 좁은 공간에 적합한 짧은 "버튼" 캡, 그리고 중간 크기 캡입니다.

콜렛
이것이 텅스텐을 고정하는 핵심입니다. 콜릿은 작은 슬롯형 구리 슬리브입니다. 뒷캡을 조이면 콜릿이 토치 본체 내부의 테이퍼진 시트로 앞으로 밀려 들어갑니다. 이 압축으로 콜릿이 텅스텐 전극 주위를 단단히 조여 전극을 제자리에 단단히 고정하고 깨끗한 전기 연결을 제공합니다. 절대로 필요한 것 텅스텐 직경과 정확히 일치하는 콜릿을 사용하십시오(예: 3/32인치 텅스텐에는 3/32인치 콜릿을 사용하십시오). 잘못된 크기를 사용하면 연결 불량, 아크 불안정, 텅스텐 느슨함이 발생할 수 있습니다.

콜렛 바디
콜릿은 토치 헤드 전면에 나사로 고정되는 콜릿 본체 내부에 위치합니다. 콜릿 본체는 두 가지 역할을 합니다. 콜릿을 제자리에 고정하는 것과 텅스텐 주변에 보호 가스를 분배하는 일련의 작은 구멍이 있습니다. 일반적인 용도에는 간단하고 효과적인 설계이지만, 특히 중요한 용도에는 적합하지 않습니다. 스테인리스 강 티타늄보다 더 우수한 사촌이 있습니다.

가스 렌즈
가스 렌즈는 표준 콜렛 본체를 대체합니다. 단순한 구멍 대신, 촘촘한 강철 또는 청동 층이 겹쳐진 망사 형태로 되어 있습니다. 프랭크는 이를 "가스 교정기"라고 불렀습니다. 아르곤이 이 망사를 통과하면서 난류가 완화되어 컵에서 빠져나가는 응집력 있고 난류가 없는 가스 기둥을 형성합니다. 이는 텅스텐이 컵에서 더 멀리 튀어나와 있더라도 훨씬 더 뛰어난 차폐 가스 범위를 제공합니다.

나는 첫 번째 전공에서 이 교훈을 힘들게 배웠습니다. 스테인리스 강 작업—유제품 공장의 위생 배관 작업이었습니다. 간헐적으로 회색빛을 띠는 설탕처럼 보이는 용접 부위가 생겼습니다. 누수 부위를 확인하고, 금속을 꼼꼼하게 청소하고, 다양한 전류량을 시험해 보았습니다. 하지만 아무것도 효과가 없었습니다. 프랭크가 다가와 제 토치를 한 번 보고는 한숨을 쉬었습니다. "허리케인 속에서도 직선을 그리려고 하는구나, 꼬맹아." 그는 제 기본 콜릿 본체를 풀어 가스 렌즈를 보여주었습니다. "이게," 그가 스크린을 들어 보이며 말했습니다. "폭풍을 잠재우는 거지." 우리는 렌즈를 교체했고, 그 즉시 효과가 나타났습니다. 용접 부위는 완벽하게 깨끗하고 은빛이었습니다. 고품질 작업에 가스 렌즈는 선택이 아니라 필수입니다.

세라믹 컵(노즐)
이것은 콜릿 본체 또는 가스 렌즈 끝에 나사로 고정되는 분홍색 또는 흰색 세라믹 콘입니다. 이 콘의 역할은 차폐 가스 흐름을 텅스텐 주위와 용접 웅덩이 위로 집중된 기둥으로 보내는 것입니다. 컵은 크기와 모양이 매우 다양합니다. 크기는 내경에 해당하는 숫자(예: #5, #6, #7, #8)로 표시됩니다(#8 컵은 직경이 8/16인치 또는 1/2인치입니다). 일반적으로 용융 웅덩이 전체를 덮는 가스 차폐막을 만들 수 있을 만큼 큰 컵을 사용하는 것이 좋습니다.

텅스텐 전극
마지막으로, 사업적인 측면입니다. 텅스텐이 소모성 전극이라는 것은 이미 알고 있지만, 모든 텅스텐이 같은 것은 아닙니다. 텅스텐은 직경(0.040인치부터 5/32인치 이상)과 화학 조성이 다양하며, 끝부분에 색깔 띠로 표시됩니다. 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

• 2% 토륨(적색): 오랜 시간 동안 업계 표준 강철 직류 용접에 적합합니다. 팁을 잘 고정하고 매우 안정적입니다. (참고: 토륨은 방사성 물질이므로 연삭 시 적절한 분진 제거가 중요합니다.)
• 2% 란탄화(청색): 교류와 직류 모두에 적합한 환상적인 만능 전극입니다. 토륨 전극을 대체할 수 있는 훌륭한 비방사성 전극입니다.
• 2% 세리아티드(오렌지): 저전류 DC에 적합 얇은 소재 작업.
• 순수 텅스텐(녹색): 구식 AC 알루미늄 용접을 위한 선택. 볼 형태의 팁을 형성하지만 최신 합금 텅스텐만큼 안정적이지는 않습니다. 대부분의 용접공은 이제 교류(AC) 용접에도 란탄 합금을 선호합니다.

텅스텐 팁의 모양 또한 중요합니다. 직류 용접의 경우, 연필처럼 날카롭고 집중된 점으로 연마해야 합니다. 교류 용접의 경우, 일반적으로 팁은 교차 극성을 처리할 수 있도록 둥글거나 약간 잘립니다.

왜 수냉식과 공랭식 토치를 선택해야 할까요?

토치에 흐르는 전류는 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 이 열을 제거하는 것이 토치의 출력과 용접 시간을 결정하는 가장 중요한 요소입니다. 두 가지 방법이 있습니다.

공랭식(또는 가스냉각식) 토치: 이 두 가지 방식 중 더 간단합니다. 주변 공기에 의해 냉각되고, 토치를 통과하는 보호 가스의 흐름에 의해 냉각되는 정도가 더 낮습니다. 간단하고 가벼우며 비교적 저렴합니다.

수냉식 토치: 이 토치는 전용 수냉식 라디에이터(라디에이터 및 펌프 시스템)에 연결됩니다. 냉각수는 토치 헤드와 전원 케이블 내부의 작은 튜브를 통해 지속적으로 순환하며 열을 흡수하고 라디에이터로 다시 전달하여 열을 발산합니다. 이 시스템은 열 제거에 훨씬 더 효율적입니다.

실제 세계의 차이점은 다음과 같은 것으로 귀결됩니다. 듀티 사이클듀티 사이클은 토치가 10분 동안 최대 정격 전류로 과열 없이 작동할 수 있는 시간의 백분율입니다. 150암페어 정격의 공랭식 토치는 60% 듀티 사이클을 가질 수 있으며, 이는 4분 동안 냉각되기 전까지 6분 동안 연속 용접이 가능하다는 것을 의미합니다. 동일한 크기의 수랭식 토치는 100% 듀티 사이클에서 250암페어 정격을 가질 수 있으며, 이는 과열 없이 연속 작동이 가능하다는 것을 의미합니다.

제품 특장점	공랭식 토치	수냉식 토치
냉각 용량	낮음(일반적으로 최대 200암페어)	더 높음(250암페어 이상)
듀티 사이클	낮음(예: 최대 암페어에서 60%)	더 높음(최대 암페어에서 종종 100%)
물리적 크기	주어진 전류량에 비해 더 크고 부피가 큽니다.	주어진 전류량에 대해 더 작고 기동성이 더 뛰어납니다.
중량(평량)	라이터 토치 손잡이	호스와 냉각수로 인해 더 무겁지만 토치는 더 작습니다.
비용	초기 구매 비용이 저렴함	가격이 더 비쌉니다(별도의 워터쿨러가 필요함)
복잡성	간단합니다. 가스와 전력을 위한 호스가 하나뿐입니다.	더 복잡함: 냉각수, 추가 호스, 펌프가 필요함
이식성	높음; 이동하기 쉬움	하단; 워터쿨러 장치에 연결됨
지원 기기	취미인, 현장 수리, 얇은 소재, 짧은 용접	생산 작업장, 두꺼운 소재, 긴 용접, 알루미늄

저는 수년간 200암페어 공랭식 토치를 사용했습니다. 일반 제작과 스테인리스 작업에 아주 좋았습니다. 그러다가 보트 제작자를 위해 알루미늄 연료 탱크를 만드는 큰 일을 맡게 되었습니다. 장시간 180~200암페어로 작업했습니다. 5분쯤 지나면 공랭식 토치 손잡이가 너무 뜨거워져서 두꺼운 장갑을 낀 상태에서도 거의 잡을 수 없었습니다. 작업을 멈추고 식히려고 해야 했고, 생산성이 떨어졌습니다. 프랭크는 수랭식 시스템을 주문했습니다. 그 차이는 밤과 낮이었습니다. 토치 손잡이는 거의 따뜻해지지 않았습니다. 4피트 솔기 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 멈추지 않고 계속 용접할 수 있었습니다. 마치 초능력을 얻은 것 같았습니다. 특히 열을 많이 흡수하는 알루미늄에서 고전류 작업을 할 때 수랭식 쿨러는 사치가 아니라 필수품입니다.

보호가스 시스템은 어떻게 작동하나요?

The 마지막 주요 부분 이 시스템은 TIG 용접에서 "불활성 가스"를 공급합니다. 이 시스템은 세 가지 간단하지만 중요한 구성 요소로 이루어져 있습니다.

가스 실린더
이것은 보호 가스를 담고 있는 고압 강철 또는 알루미늄 실린더입니다. TIG의 경우, 이는 거의 항상 100% 아르곤때로는 두꺼운 알루미늄에 열 입력을 높이기 위해 아르곤/헬륨 혼합물을 사용하기도 하지만, 순수 아르곤이 보편적인 표준입니다. 이 실린더는 종종 2000 PSI 이상의 매우 높은 압력으로 가스를 저장합니다.

레귤레이터 및 유량계
2000 PSI 실린더를 토치에 직접 연결할 수는 없습니다. 레귤레이터는 실린더 밸브에 나사로 고정되는 중요한 장치로, 두 가지 역할을 합니다.

1. 규제 기관: 높은 실린더 압력을 안전하고 사용 가능한 작동 압력(보통 25~50 PSI)으로 낮춥니다.
2. 유량계: 제어하고 측정합니다. 음량 토치로 흐르는 가스의 양입니다. 이는 PSI로 측정되지 않지만 시간당 입방 피트(CFH) 또는 분당 리터(LPM). 유량은 대부분의 경우 일반적으로 15~25 CFH(15~25 cfh)로 ​​설정됩니다. 가장 일반적인 유형의 유량계는 유리관에 플로팅 볼이 장착되어 있는데, 볼이 원하는 유량에 도달할 때까지 손잡이를 조정합니다.

프랭크는 항상 "가스란 돈이다"라고 말했고, 잘못된 유량 설정은 바람에 돈을 던지는 것과 같다고 했습니다. 가스가 너무 적으면 용접부가 산화되어 약해집니다. 하지만 가스가 너무 많은 것도 마찬가지로 위험합니다. 높은 난류는 실제로 주변 공기를 끌어들여 용접부를 오염시킬 수 있으며, 가스가 부족한 것만큼이나 위험합니다. 부드럽고 온화한 층류가 바로 당신이 원하는 것입니다.

가스 호스 및 솔레노이드
간단한 호스가 유량계에서 용접기 뒷면의 연결부까지 이어집니다. 기계 내부, 전기가 있습니다 솔레노이드 밸브. 발 페달이나 토치 스위치를 누르면 이 밸브가 열려 가스가 토치로 흐릅니다. 발을 떼면 밸브가 닫힙니다. 대부분의 기계에는 다음 설정이 있습니다. 프리플로우 포스트 플로우. 사전 흐름은 가스를 1~2초 후에 시작합니다. 전에 아크는 토치 라인을 정화하기 위해 시작되고, 후류는 가스를 몇 초 동안 흐르게 합니다. 시간 내에 아크는 냉각된 텅스텐과 용접 웅덩이를 대기로부터 보호하기 위해 소멸됩니다.

이제 우리는 완전한 하드웨어 그림을 완성했습니다. 전기를 공급하는 전원, 전기를 전달하는 토치, 그리고 전기를 보호하는 가스 시스템입니다. 바이올린을 만들었습니다. 하지만 바이올린은 스스로 음악을 만들지 않습니다.

우리는 완벽한 악기를 만들었습니다. 작업장 한구석에 구리, 강철, 세라믹으로 이루어진 조용한 조립체, 호스와 케이블로 연결된 그 악기는 잠재력으로 가득 차 웅웅거립니다. 바로 바이올린입니다.

하지만 바이올린은 그 자체로 음악을 만들어내지 않습니다. 악기 자체뿐만 아니라 음악의 이론과 기법까지 이해하는 연주자가 필요합니다. 용접도 마찬가지입니다. 모든 악기의 기능을 아는 것은 기계의 일부 기초는 되지만, 공정을 완전히 익히지 않으면 아무 소용이 없습니다. 이제 이 기술을 활용하는 방법을 알아보겠습니다. 이것이 바로 "소프트웨어"입니다. 진정한 장인과 그저 금속을 녹이는 사람을 구분하는 운영 지식이죠. 이것이 바로 TIG 용접의 절대적인 5가지 계명입니다.

왜 금속 준비가 가장 중요한 단계인가요?

아크를 치기 전에, 발 페달을 밟기 전에, 가스를 넣기 전에, 당신은 청결의 제단에 경의를 표해야 합니다. 이 점은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 프랭크는 "모든 용접 문제의 90%는 준비 과정에서 발생합니다. 나머지 10% 역시 준비 과정에서 발생하는 문제입니다. 다만 아직 원인을 찾지 못했을 뿐입니다."라고 말했었습니다. 그의 말이 맞았습니다. TIG 용접은 결코 용서받을 수 없습니다. 원자 단위의 정밀한 공정이기 때문에, 작업물에 남은 모든 오염 물질을 무자비하게 노출시킵니다.

계명 #1: 금속을 깨끗이 하라.

오일, 그리스, 페인트, 녹, 밀스케일, 심지어 알루미늄의 보이지 않는 산화막까지 오염 물질은 아크의 강렬한 열에 의해 증발합니다. 이로 인해 가스, 기공(용접 부위에 갇힌 작은 기포)이 발생하고, 접합부가 약하고 부서지기 쉽고 보기 흉해집니다. 아크는 불안정해지고, 웅덩이는 제어하기 어려워지며, 최종 제품은 고철이 됩니다.

이 교훈은 제가 처음으로 아르바이트를 하면서 배웠습니다. 어떤 남자가 저에게 용접을 부탁했습니다. 맞춤형 알루미늄 배 난간. 자신감이 넘쳤다. 걸레로 튜빙을 닦고 클램프로 고정한 후 아크를 쳤다. 정말 엉망이었다. 아크는 펑펑 터지고 쉿쉿거리는 소리를 냈고, 웅덩이는 마치 회색 거품이 부글부글 끓는 가마솥 같았다. 아무리 해도 깨끗한 용접 풀을 만들 수 없었다. 당황스럽고 답답했다. 결국 프랭크에게 전화를 걸었다. "청소했어?" 그가 물었다. "물론이지." 내가 대답했다. "어떻게?" 그가 재촉했다. "작업용 걸레로 닦았어."

나는 그가 전화 너머로 한숨 쉬는 것을 들을 수 있었다. "아들아, 그건 마치 하수구에서 수술을 하려는 것과 같아. 알루미늄에는 질기고 투명한 산화 알루미늄 코팅이 되어 있어. 알루미늄의 두 배 온도에서 녹습니다. 그 아래에 있어요. 보이지는 않지만, 분명히 있어요. 그리고 당신의 작업용 걸레가 기름때를 여기저기 묻혀버렸어요." 그는 나에게 철물점에 가서 새 것을 사라고 했다. 스테인리스 강 와이어 브러시— 못 터치 스틸과 아세톤 한 캔. 깨끗한 흰 천이 다시 깨끗해질 때까지 아세톤으로 그 접합부 구석구석을 문질러 닦은 다음, 전용 스테인리스 브러시로 접합부를 윤이 날 때까지 닦아야 했습니다. 그 차이는 엄청났습니다. 아크는 갑자기 안정되고 조용해졌습니다. 웅덩이는 깨끗하고 반짝이는 거울 같았습니다. 용접은 꿀처럼 흘러내렸습니다.

세척 과정은 협상할 수 없으며 재료에 따라 다릅니다.

• 탄소강: 먼저, 탈지제를 사용하여 오일과 그리스를 모두 제거합니다. 그런 다음 플랩 디스크가 있는 그라인더나 전용 와이어 휠을 사용하여 밀 스케일, 녹, 페인트를 모두 제거하여 접합부 양쪽이 최소 2.5cm(1인치) 이상 밝고 윤기 나는 금속면이 될 때까지 제거합니다.
• 스테인레스 스틸 : 과정은 과 동일합니다 탄소 강철이지만 그것은 임계 스테인리스 스틸 브러시를 사용하려면 못 탄소강에 사용되었습니다. 오염된 브러시를 사용하면 탄소강의 미세 입자가 스테인리스에 침투하여 녹이 슬고 관절 실패 선 아래로.
• 알류미늄: 가장 까다로운 작업입니다. 먼저 아세톤이나 전용 알루미늄 세척제로 기름때를 완전히 제거합니다. 그런 다음 전용 스테인리스 스틸 와이어 브러시를 사용하여 단단하고 투명한 알루미늄 산화막을 분해하여 제거합니다. 산화막은 공기에 노출된 후 몇 분 안에 재형성되기 시작하므로 용접 직전에 이 작업을 수행해야 합니다.

완벽한 용접을 위해 기계를 어떻게 설정하나요?

완벽하게 깨끗한 작업물을 확보했다면 이제 기계를 작동시킬 차례입니다. TIG 용접기는 다양한 조정 기능을 제공하며, 조정을 올바르게 설정하느냐에 따라 아름다운 용접과 녹아내린 용접의 차이가 결정됩니다.

계명 #2: 기계를 의도적으로 설정해야 합니다.

추측만 하지 마세요. 무엇을 이루고 싶은지 생각해 보세요.

1. 극성 선택: 이것이 첫 번째이자 가장 기본적인 선택입니다. 강철, 스테인리스 스틸, 크로몰리, 티타늄의 경우 다음을 사용합니다. DCEN(직류 전극 음극)이렇게 하면 대부분의 열(약 70%)이 가공물에 전달되어 깊은 용입과 안정적인 아크가 생성됩니다. 알루미늄과 마그네슘의 경우, AC (교류)교대 사이클은 사이클의 양극 절반 동안 내화성 알루미늄 산화물 층을 제거하는 "세척 작용"을 제공합니다.
2. 암페어 설정: 일반적인 경험 법칙은 "재료 두께 1/1000인치당 1암페어"입니다. 따라서 1/8인치(0.125인치) 두께의 강철을 사용하는 경우, 기계의 최대 암페어를 약 125암페어로 설정하여 시작해야 합니다. 이것이 최대 출력이라는 점을 기억하세요. 풋 페달은 자동차의 가속 페달처럼 0에서 최대 출력까지 역동적으로 제어할 수 있도록 해줍니다. 최대 출력을 사용하여 물웅덩이를 빠르게 만든 다음, 이동하면서 열을 조절하기 위해 출력을 낮춥니다.
3. 가스 흐름 설정: 대부분의 응용 분야에서는 유량이 15~25 CFH 순수 아르곤은 완벽합니다. 포스트 플로우 설정 또한 중요합니다. 이는 아크가 꺼진 후에도 가스가 계속 흐르는 시간입니다. 냉각되는 용접 웅덩이와 붉게 달아오른 텅스텐 전극을 모두 보호할 만큼 충분히 길어야 합니다. 좋은 시작점은 용접 전류 10A당 1초의 포스트 플로우입니다. 포스트 플로우가 부족하면 텅스텐이 회색으로 변하고 산화되어 다음 용접을 오염시킵니다.

TIG 기술의 "삼위일체"는 무엇입니까?

이제 토치를 손에 들고 용접할 준비가 되었습니다. TIG 용접의 물리적 동작은 세 가지 변수의 조화에 달려 있습니다. 이 세 가지 변수를 완벽하게 숙지하면 용접 기술을 완벽하게 익힐 수 있습니다.

계명 #3: 거룩한 삼위일체, 즉 호 길이, 이동 속도, 토치 각도를 숙지해야 합니다.

이 세 가지 요소는 끊임없이 조화를 이루며, 여러분의 임무는 이를 이끄는 것입니다.

• 호 길이: 이것은 ~로부터의 거리입니다 텅스텐 팁을 금속 표면에 대세요TIG 용접의 경우, 이 간격은 매우 좁고 일정해야 합니다. 이상적으로는 전극 지름보다 크지 않아야 합니다. 1/16인치 텅스텐 용접에는 1/16인치 간격이 필요합니다. 아크가 길면 넓고 초점이 맞지 않으며 차가운 웅덩이가 생깁니다. 이는 침투력을 감소시키고 아크가 흔들리게 만듭니다. 아크 간격을 좁게 유지하면 열이 집중되어 더 작고 뜨겁고 제어하기 쉬운 웅덩이가 생성됩니다.
• 여행 속도 : 이것이 접합부를 따라 토치를 움직이는 속도입니다. 속도는 전적으로 용탕 웅덩이에 보이는 것에 따라 결정됩니다. "용탕을 읽는 법"을 익혀야 합니다. 용융 웅덩이의 앞쪽 가장자리에 머물 수 있을 만큼만 빠르게 움직여야 합니다. 너무 느리게 움직이면 부품에 너무 많은 열이 가해져 뒤틀리거나 심지어 구멍이 뚫릴 수 있습니다(블로우아웃). 너무 빠르게 움직이면 충분한 용탕 침투가 이루어지지 않아 용탕이 약해집니다. 금속 위에 그냥 놓여 있는 용접.
• 토치 각도: 토치는 작업물과 좌우로 90도 각도로 유지되어야 하지만 약간 기울어져야 합니다. 10-15도 이동 방향으로. 이를 "밀기" 각도라고 합니다. 이 미세한 각도 덕분에 웅덩이를 명확하게 볼 수 있고, 아크의 힘과 보호 가스의 흐름을 앞쪽으로 유도하여 웅덩이 바로 앞에서 금속을 예열합니다.

필러 메탈을 올바르게 추가하는 방법은 무엇입니까?

많은 관절 부위에 보강재를 추가해야 합니다. 이때부터 조정이 정말 어려워지는데, 한 손으로는 토치를, 다른 손으로는 필러 로드를 다루어야 하기 때문입니다.

계명 #4: 웅덩이에 먹이를 주되, 아크에는 먹이를 주지 마라.

초보자들이 가장 흔히 저지르는 실수입니다. 필러 로드를 플라즈마 아크에 직접 꽂아 녹이려고 하지만, 이 방법은 효과가 없습니다. 오염된 튄 자국과 녹지 않은 로드 덩어리만 남을 뿐입니다. 올바른 방법은 의도적으로 두 단계로 "톡톡 두드리고 옮기는" 기법입니다.

1. 토치를 사용하여 기본 금속으로 녹은 웅덩이를 만듭니다.
2. 필러로드 끝을 빠르고 부드럽게 담그십시오. 녹은 웅덩이의 선두 가장자리. 막대로 텅스텐을 만지지 마세요!
3. 막대를 즉시 뒤로 당기고 손전등을 약간 앞으로 움직입니다.
4. 과정을 반복하십시오.

이렇게 하면 좋은 TIG 용접의 특징인 전형적인 "다임 스택" 모양이 만들어집니다. 또한 필러 로드의 뜨거운 끝을 유지하는 것도 중요합니다. 보호 가스 봉투 내부 항상. 댑을 한 후 막대를 너무 멀리 당기면 뜨거운 팁이 대기 중에서 산화되어 다음 댑을 할 때 그 오염 물질이 웅덩이에 들어가게 됩니다.

왜 안전은 최후의, 깨질 수 없는 규칙인가?

용접은 창조적인 기술이지만, 존중하지 않으면 엄청난 파괴력을 발휘할 수 있는 힘을 사용합니다. 안전은 단순한 제안이 아니라, 다른 모든 기술의 기반이 되는 기본입니다.

계명 #5: 너는 네 자신을 보호해야 한다.

훌륭한 용접공은 하루를 피곤한 손만으로 마무리합니다. 부주의한 용접공은 응급실에 실려 갈 수도 있습니다.

• 라이트 : TIG 아크는 매우 밝으며 피부와 눈에 심각한 화상(고통스러운 상태)을 일으킬 수 있는 강렬한 자외선(UV)과 적외선(IR) 방사선을 방출합니다. "아크 플래시" 또는 "용접공의 눈"). 적절한 색상(일반적으로 TIG의 경우 #9~#13)이 적용된 자동 어둡게 조절되는 용접 헬멧은 선택 사항이 아닙니다. 면, 가죽 또는 특수 용접 재킷과 같은 난연성 소재로 된 긴팔을 항상 착용하십시오.
• 열: 아크는 6,000°F(1,800°C)가 넘고 작업물이 매우 뜨거워집니다. 항상 건조하고 단열 처리된 장갑을 착용하십시오. TIG 용접 장갑은 일반적으로 토치와 필러 로드를 더 잘 다룰 수 있도록 얇은 염소 가죽이나 사슴 가죽으로 제작됩니다.
• 연기: 용접 작업 시 발생하는 연기와 금속 증기를 흡입해서는 안 됩니다. 항상 환기가 잘 되는 곳에서 작업하십시오. 아연 도금 강판을 용접하는 경우(가능하면 TIG 용접은 피해야 함), 아연 도금에서 발생하는 연기는 "금속열"이라는 심각한 독감 유사 질환을 유발할 수 있습니다.
• 전기 : 용접기는 높은 전류를 사용합니다. 습하거나 축축한 환경에서는 절대 용접하지 마십시오. 또한, 장비, 특히 케이블과 토치가 절연체에 균열이 없는지 항상 잘 정비되어 있는지 확인하십시오.

결론: 부품에서 예술로

전원 내부의 이론부터 텅스텐의 뜨거운 끝부분까지 살펴보았습니다. TIG 용접기가 단일 도구가 아니라 상호 연결된 부품의 복잡한 시스템각각 중요한 역할을 합니다. 동력원은 심장이고, 횃불은 손이며, 가스 시스템은 생명을 유지하는 호흡입니다.

하지만 더 중요한 것은, 하드웨어를 이해하는 것이 시작에 불과하다는 것을 깨달았다는 것입니다. TIG 용접의 진정한 예술은 공정을 완벽하게 숙달하는 데 있습니다. 완벽한 아크 길이를 유지하는 안정적인 손, 녹아내리는 웅덩이를 읽는 인내심 있는 눈, 그리고 청결과 안전에 대한 확고한 규칙을 준수하는 엄격한 정신이 바로 그것입니다. 엄청난 도전이지만 동시에 엄청난 만족감을 선사하는 기술입니다. 두 개의 서로 다른 금속 조각을 하나로 융합하여 금속 자체만큼, 아니 그보다 더 강한 접합부를 만들었다는 사실을 알면서, 완벽하고 반짝이는 비드를 만드는 것보다 더 보람 있는 일은 거의 없습니다. 여러분은 그 조각들을 가지고 예술 작품을 창조한 것입니다.

자주 묻는 질문

1. TIG 용접을 배우는 데 가장 어려운 부분은 무엇입니까?
초보자에게 가장 어려운 부분은 손과 눈의 협응력입니다. 한 손으로 토치 각도, 아크 길이, 이동 속도를 조절하면서 다른 손으로 필러 로드를 작은 녹은 웅덩이에 담가야 하고, 동시에 발로 전류량을 조절해야 합니다. 필요한 근육 기억력을 기르려면 상당한 연습, 흔히 "후드 타임"이라고 불리는 연습이 필요합니다.

2. TIG 용접이 회색, 검은색 또는 설탕처럼 보이는 이유는 무엇입니까?
이는 거의 항상 차폐 가스 도포가 부족함을 나타냅니다. 가장 흔한 원인은 다음과 같습니다. 가스 유량이 너무 낮거나 너무 높음, 가스 렌즈가 막힘, 가스 호스 누출, 외풍이나 바람이 많은 곳에서 용접, 또는 용접 후 흐름이 충분하지 않아 냉각 과정에서 용접부가 산화되는 경우입니다. 두 번째로 흔한 원인은 모재의 오염입니다.

3. 필러로드를 사용하지 않고 TIG 용접을 할 수 있나요?
네. 필러 재료를 추가하지 않고 용접하는 것을 "자생 용접"이라고 합니다. 일반적으로 외부 모서리 조인트나 두 개의 기본 금속 조각이 만나는 모서리 조인트 서로 녹여 접합부를 형성할 수 있습니다. 단, 이는 완벽하게 맞물리고 추가 보강이 필요하지 않은 접합부에만 적합합니다.

4. TIG 용접에 사용할 수 있는 가스는 아르곤뿐인가요?
순수 아르곤은 업계 표준이며 TIG 용접의 99%에 적합합니다. 특히 두꺼운 알루미늄 및 구리 합금과 같은 특수 용도에는 아르곤과 헬륨을 혼합하여 사용할 수 있습니다. 헬륨은 아크의 열을 증가시켜 열을 빠르게 발산하는 소재에 더 깊은 침투와 더 빠른 이동 속도를 제공합니다.

5. 텅스텐 전극은 얼마나 자주 날카롭게 해야 합니까?
텅스텐이 오염되면 언제든지 다시 연삭해야 합니다. 텅스텐 팁을 필러 로드에 실수로 닿거나 용접 웅덩이에 담갔을 때 오염이 발생합니다. 아크가 불안정해지고 휘어지며 용접 부위에 검은 반점이 보이면 오염된 것입니다. 날카롭고 깨끗한 텅스텐은 집중되고 안정적인 아크를 위해 필수적입니다.

참고자료

• 밀러 일렉트릭 제조 유한회사 (2023). TIG 용접: 시작하기 위한 기본 사항 https://www.millerwelds.com/resources/article-library/tig-welding-the-basics-for-getting-started
• 링컨 일렉트릭. (2022). TIG 용접 토치 소모품 및 설치. https://www.lincolnelectric.com/en/welding-and-cutting-resource-center/welding-how-tos/tig-welding-torch-consumables-and-setup
• 미국용접협회. (2020). 용접, 절단 및 관련 공정의 안전(ANSI Z49.1). https://www.aws.org/library/doclib/AWS-Z49-1-2021.pdf
• 웰드닷컴. (NS). TIG 용접의 기본. https://weld.com/collections/tig-welding-basics

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