기계 제조, 금형 가공, 엔지니어링 기계 분야에서 고탄소강(탄소 함유량 0.6%~1.7%)은 강도와 경도가 높아 절삭 공구, 기어, 샤프트 등 핵심 부품을 만드는 데 자주 사용됩니다. 그러나 고탄소강 용접은 용접 후 균열이 발생하기 매우 쉽기 때문에 공작물의 수명에 영향을 미칠 뿐만 아니라 안전사고를 유발할 수도 있기 때문에 항상 업계의 과제였습니다. 이 기사에서는 고탄소강 용접에서 균열이 발생하는 핵심 원인을 분석하고 적합한 용접 장비를 권장하며 실무자가 고탄소강 용접의 기술적 병목 현상을 극복하는 데 도움이 되는 장비 선택 제안을 제공합니다.
I. 올바른 장비 선택이 중요하며, 고탄소강 용접에는 세 가지 유형의 용접 기계가 적합합니다.
고탄소강 용접의 문제점을 해결하기 위해 일반 용접기(예: 일반 수동 아크 용접기)는 열 입력을 정밀하게 제어할 수 없고 응력 완화 기능이 부족하여 균열을 피하기가 어렵습니다. '저 입열 용접' '응력 제어' 및 '탈수소화' 기능을 갖춘 특수 장비를 선택해야 합니다. 다음 세 가지 유형의 용접 기계가 더 적합합니다.
펄스 TIG 용접기: 얇은 두께의 고탄소강 정밀 용접에 적합
펄스 TIG 용접기는 주기적인 펄스 전류 출력을 통해 '입열의 정밀한 제어'를 실현합니다. 펄스의 피크 전류는 금속을 녹여 용융 풀을 형성하는 데 사용되는 반면 베이스 전류는 아크의 안정성을 유지하고 열 입력을 줄여 열 영향 영역의 크기와 마르텐사이트 형성 가능성을 효과적으로 줄입니다. 그 장점은 아름다운 용접 이음매 형성과 스패터 현상이 없다는 것입니다. 두께가 3mm 미만인 얇은 벽의 고탄소강 부품(예: 정밀 금형 인서트 및 소형 절삭 공구)에 적합합니다. 더욱이, 아르곤 가스 보호는 수소 유입을 줄이고 수소로 인한 균열 위험을 낮출 수 있습니다.
그러나 펄스 TIG 용접기의 용접 효율은 상대적으로 낮습니다. 수동 와이어 공급이 필요하고 작업자에 대한 기술적 요구 사항이 높아 대량 배치 후판 용접에 적합하지 않습니다.
저수소 수동 아크 용접기(예열 기능 포함): 중간 두께 판의 기존 용접에 적합
저수소 전극과 함께 사용되는 저수소 수동 아크 용접기는 전극 코팅으로 공기를 효과적으로 격리할 수 있어 수소의 혼입을 줄여 소스에서 수소로 인한 균열 위험을 낮출 수 있습니다. 일부 고급 모델에는 공작물을 150~300°C로 예열하여 냉각 속도를 늦추고 마르텐사이트 형성을 억제하며 열 응력을 어느 정도 완화할 수 있는 예열 기능이 탑재되어 있습니다. 이 유형의 용접기는 작동 임계값이 낮으며 두께가 5~20mm인 중간 두께의 고탄소강 부품(예: 기어 및 샤프트 부품)에 적합합니다. 게다가 장비 비용도 적당해서 가격 대비 좋은 가치를 제공합니다.
가스 금속 아크 용접기(MIG/MAG, 듀얼 펄스 기능 포함): 대규모 배치 후판 용접에 적합
듀얼 펄스 기능을 갖춘 MIG/MAG 용접기는 고주파 펄스를 통해 액적 전달을 제어하여 '낮은 열 입력 및 높은 증착 효율'을 달성합니다. 열 영향부의 폭을 줄여 과도한 담금질 구조를 방지하고 용접 속도를 높여 대량 생산 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 용접 중에는 순수 아르곤보다 더 나은 보호 기능을 제공하고 수소 유입을 더욱 줄일 수 있는 아르곤이 풍부한 혼합 가스가 사용됩니다. 일부 모델에는 전류 파형을 조정하여 용접 응력을 완화하는 데 도움이 되는 '응력 완화' 모드도 있습니다.
이 유형의 용접 기계는 두께가 8mm 이상인 두꺼운 고탄소강 부품(예: 엔지니어링 기계 하중 지지 구조 및 대형 기어 박스 하우징)에 적합합니다. 그러나 장비 비용이 상대적으로 높고, 특수한 저수소 용접 와이어와 함께 사용해야 한다.
II. 장비 선택은 시나리오에 따라 이루어져야 하며, 크래킹을 더욱 방지하기 위해 프로세스를 결합해야 합니다.
고탄소강 용접 장비를 선택할 때는 가공물의 두께, 생산 배치 규모, 정밀도 요구 사항을 바탕으로 종합적인 판단이 필요합니다.
소규모 배치 정밀 얇은 벽 부품의 경우 펄스 TIG 용접기가 첫 번째 선택입니다. 응력을 더욱 제거하려면 아르곤 가스 보호 및 용접 후 저온 템퍼링과 함께 사용해야 합니다.
중소형 배치 중간 두께 부품의 경우 저수소 수동 아크 용접기는 가격 대비 더 나은 가치를 제공합니다. 이는 전극 건조, 공작물 예열(후판의 경우), 용접 후 서냉(석면 천으로 덮음)과 같은 공정과 결합되어야 합니다.
대규모 배치의 두꺼운 판 부품의 경우 이중 펄스 MIG/MAG 용접기가 더 적합합니다. 효율성과 품질을 향상시키기 위해 자동 와이어 공급 및 용접 후 탈수소 처리와 함께 사용할 수 있습니다.
2006년에 설립된 PDKJ는 용접 자동화 솔루션 전문 공급업체입니다. 회사는 ISO9001 국제 품질 경영 시스템 인증을 통과했으며 90개 이상의 공식 승인 및 적용 국가 특허를 보유하고 있으며 용접 분야의 수많은 핵심 기술이 국내외 기술 격차를 메우고 있습니다. 국가 첨단 기술 기업입니다.
