TIG 용접 알루미늄: 종합적인 기술 가이드

TIG 용접 알루미늄은 용접 분야에서 가장 기술적으로 까다로운 공정 중 하나로 널리 알려져 있습니다. 가벼운 무게, 내식성, 높은 전도성을 특징으로 하는 금속인 알루미늄으로 작업할 때는 강철이나 스테인리스 스틸과는 다른 전례 없는 문제들이 발생합니다. 알루미늄을 잘못 취급하면 천연 산화물 수준, 낮은 융점, 수소 가스 흡수 능력으로 인해 천연 산화물 층이 약하거나 다공성 또는 구조적으로 바람직하지 않은 용접을 제공할 수 있습니다. 따라서 TIG(텅스텐 불활성 가스) 공정 또는 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW) 공정은 정밀도, 미관 및 용접 무결성이 주요 요소인 경우에 업계에서 선택하는 공정입니다.

여기에서는 재료의 거동, 장비 선택, 차폐 가스 선택, 접합 준비 및 문제 해결 방법을 다루지만 품질 관리와 반복성에 중점을 둡니다. 또한 알루미늄 티그 용접기를 올바르게 선택하고 작동하는 방법, 다양한 유형을 관리하는 방법도 자세히 설명합니다. 알루미늄 용접 부품알루미늄 TIG 용접을 시도할 때 일관되고 결함 없는 접합부를 생성하는 방법을 알아봅니다. 이 책이 끝나면 독자들은 항공우주, 자동차 산업, 해양 산업은 물론 제조 산업에서 산업 표준에 따라 깨끗하고 구조적으로 보기 좋은 TIG 용접 알루미늄 어셈블리를 만드는 방법에 대한 철저한 지식을 갖추게 될 것입니다. 

이 글에서는 알루미늄 TIG 용접의 과학, 방법 및 실용적인 측면에 대해 설명합니다. 고성능 또는 산업 공정에서 알루미늄 용접에 대한 지식을 넓히고자 하는 전문가와 기술적으로 훈련된 사람들이 사용하기 위한 것입니다.

TIG 용접 알루미늄이란?

TIG 용접 알루미늄은 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)이라고도 하는 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접을 사용하여 알루미늄 부품을 접합하는 공정을 말합니다. 여기서 비소모성 텅스텐 전극에 의해 전기 아크가 생성되고 알루미늄 모재와 필러로드가 불활성 가스(보통 아르곤)로 된 보호 커버에서 녹습니다. 알루미늄은 열전도율이 높고 녹는점이 낮으며 용융 산화물 층이 높기 때문에 용접 알루미늄은 독특한 착색을 가지며 건조 시 주의해서 작업해야 합니다. TIG 용접은 열 입력과 용접 퍼들을 제어할 수 있기 때문에 얇은 소재, 고급 어셈블리 및 기타 고성능 애플리케이션에 적합합니다. 항공우주, 자동차, 해양 산업 등에서는 내식성, 비부식성, 깔끔한 외관의 용접 비디오를 제작하기 위해 TIG 용접을 사용합니다. 성공적인 "TIG 용접 알루미늄"을 위해서는 용접 무결성과 강도를 보장하기 위해 숙련된 기술, 적절한 장비, 세심한 표면 준비가 필요합니다.

왜 알루미늄 TIG 용접인가?

텅스텐 불활성 가스(TIG)라고도 하는 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 정밀도, 제어 및 미세한 외관이 요구되는 경우에 사용하기에 이상적인 기술입니다. 이 기술은 입력 열의 양을 비교할 수 없을 정도로 제어할 수 있어 용접사가 알루미늄 용접 풀의 유동성을 제어할 수 있는 기회를 제공합니다.

알루미늄과 함께 사용할 때 TIG 용접은 주로 다음과 같은 이유로 매우 편리합니다:

• 녹지 않는 전극: 텅스텐 전극은 녹지 않으므로 안정적인 아크 제어가 가능합니다.
• 오염 대신: TIG에서는 충분한 양의 차폐 가스가 적용되며 용접부는 오염이 거의 발생하지 않습니다.
• AC 극성 기능: AC 모드를 사용하면 산화물 층을 청소하는 동시에 TIG 용접 알루미늄에 필수적인 깊은 용융을 할 수 있습니다.
• 용접 시 알루미늄의 거동: 용접 시 알루미늄의 거동, 특히 열의 영향을 받는 영역에서는 주의가 필요합니다.

알루미늄을 용접하려면 널리 사용되는 다른 금속에 비해 훨씬 다른 물리적 및 화학적 특성을 더 잘 이해해야 합니다. 다음은 TIG 용접 알루미늄과 관련된 주요 과제입니다.

1. 매우 높은 열 전도성

알루미늄은 강철보다 5배나 많은 열을 전달합니다. 즉, 용접 부위에서 열이 빠르게 발산되므로 특히 두꺼운 재료로 알루미늄 TIG 용접을 시도할 때는 더 높은 전류가 필요합니다. 용접을 제대로 하지 않으면 갭 융합이나 불규칙한 용접 관통이 발생할 수 있습니다.

2. 산화물 층 문제

알루미늄 표면이 공기에 노출되면 산화층(안정적으로 부착되는)이 순식간에 형성되며, 이 산화층은 얇습니다. 이 층은 약 2050°C에서 녹는데, 이는 알루미늄의 기본 금속 녹는점인 660°C보다 훨씬 높은 온도입니다. AC 모드를 사용할 때 TIG 용접은 이 층을 깨뜨리는 데 도움이 되지만 고품질 TIG 용접 알루미늄을 생산하려면 사전 세척을 수행하는 것도 중요합니다.

3. 수소 다공성 감수성

수소는 용융 알루미늄에 쉽게 흡수되어 냉각 중에 다공성을 만들거나 균열을 일으킬 수 있습니다. 오일, 습기 또는 더러운 필러봉은 수소가 용접 풀에 유입되는 오염원 역할을 합니다. 알루미늄 용접 부품의 결함을 방지하려면 필러봉을 적절히 세척하고 마른 필러봉을 사용하는 것이 필수적입니다.

알루미늄 TIG 용접 기술 요약표

다음은 용접 파라미터, 접합 유형, 일반적인 결함 및 관리 방법을 포함하여 TIG 용접 알루미늄의 주요 측면을 요약한 종합 기술 표입니다. 이 표에는 기사의 아이디어를 결합하여 독창적이고 고도로 기술적인 내용을 담고 있습니다.

팁:

사용 중인 합금 시리즈에 맞게 알루미늄 티그 용접기를 올바르게 보정하고, 생산 작업을 시작하기 전에 항상 차폐 무결성을 확인해야 합니다. 알루미늄의 경우 용접 품질은 작업자의 품질만큼이나 표면 준비 및 매개변수 조정의 품질과도 밀접한 관련이 있습니다.

올바른 알루미늄 TIG 용접기 선택하기

알루미늄으로 작업할 때 깨끗하고 강하며 결함 없는 용접을 달성하려면 적절한 알루미늄 TIG 용접기를 선택하는 것이 중요합니다. 알루미늄의 특성으로 인해 열, 아크 안정성 및 극성을 신중하게 제어해야 하므로 모든 TIG 용접기를 이러한 재료에 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 다음은 살펴봐야 할 중요한 사양과 기능입니다.

1. AC 용접 기능 용접

알루미늄은 산화물 층을 성공적으로 절단하고 동시에 우수한 용접 침투를 달성하기 위해 교류(AC)가 필요합니다. AC가 없는 기계는 알루미늄의 TIG 용접에는 적용되지 않습니다. 첨단 기계를 사용하면 세척/침투 비율인 AC 밸런스를 미세 조정할 수 있습니다.

2. HF 아크 시작

고주파 시동은 전극의 오염과 고착을 방지하기 위해 반드시 필요합니다. HF 시작은 깨끗하고 비접촉식 아크 시작을 가능하게 하여 특히 섬세하거나 얇은 알루미늄 용접 부품을 용접할 때 텅스텐 무결성과 아크 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

3. 주파수/파형 제어 가능

최신 알루미늄 티그 용접기는 사용자가 AC 주파수(보통 60~200Hz)를 맞춤 설정할 수 있어 아크 콘을 선명하게 하고 제어력을 향상시킵니다. 파형 제어(구형파 또는 소프트 스퀘어)를 통해 다양한 알루미늄 합금과 용접 조인트 간의 성능을 더욱 세밀하게 조정할 수 있습니다.

4. 펄스 용접의 기능

펄스 설정은 특히 얇은 소재나 온도에 민감한 어셈블리에서 가해지는 열과 뒤틀림의 양을 제어하는 데 사용됩니다. 이는 항공우주, 자동차 또는 전자 제품 작업에서 알루미늄 TIG 용접을 시도할 때 매우 중요합니다.

5. 리모컨 및 풋 페달 암페어 제어

전류의 변화는 풋 페달이나 손가락 끝 리모컨을 사용하여 실시간으로 쉽게 제어할 수 있으며, TIG 용접 알루미늄에 많이 사용되는 복잡하거나 굴곡진 접합부에서 과열 또는 과소 침투의 위험을 방지합니다.

차폐 가스 및 필러 재료

TIG 용접 알루미늄에서 필러 로드와 보호 가스의 선택은 용접 품질, 기계적 성능 및 내식성에 직접적인 영향을 미칩니다. 알루미늄 합금마다 다양한 필러 구성과 차폐 환경에 고유하게 반응하기 때문에 특히 중요한 알루미늄 용접 부품을 제작할 때는 정보에 입각한 선택이 필수적입니다.

1. 적절한 필러 로드 선택

필러 봉의 호환성은 기본 합금과 완성된 용접의 의도된 특성에 따라 결정됩니다. 알루미늄 필러가 일반적으로 포함될 수 있습니다:

ER4043

이 실리콘 기반 필러는 유동적이므로 용접이 가능합니다. 균열에 잘 견디며 6xxx 시리즈 모재와 잘 어울립니다. 하지만 ER5356에 비해서는 약합니다.

ER5356

더 강하고 연성이 향상된 마그네슘 필러입니다. 구조물 작업 및 용접 후 아노다이징이 필요한 영역에 적합합니다. 일반적으로 알루미늄의 5xxx 및 6xxx 합금에 사용할 수 있습니다.

ER4045

ER4043과 마찬가지로 유량이 많고 고온 균열 경향이 적습니다. 더 빠르게 용접하고 더 나은 습식 용접을 생성할 수 있기 때문에 자동차 용도에 일반적으로 사용됩니다.

적절한 필러를 선택하면 균열, 다공성 및 용접 후 취성 문제(이종 알루미늄 합금 사용 시)를 방지할 수 있습니다.

2. 차폐 가스 선택

대기 오염에 대한 용접 풀의 차폐가 적절히 이루어져야 합니다. TIG 용접 알루미늄의 표준 가스는 다음과 같습니다:

100% 아르곤

아르곤은 우수한 용접 아크, AC를 사용한 청소 능력 및 용접 풀의 탁월한 제어 기능을 제공합니다. 거의 모든 두께의 알루미늄과 모든 용도에 적합합니다.

아르곤/헬륨 혼합

헬륨을 추가하면 열 입력과 아크 에너지가 증가하여 두꺼운 알루미늄에 대한 침투력이 향상됩니다. 75% 헬륨/25% 아르곤 혼합은 무거운 알루미늄 용접 부품과 관련된 산업 응용 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

3. 가스 유량 및 순도

유량: 대부분의 작업에서 가장 일반적인 유량은 15~20CFH(시간당 입방 피트)입니다. 필수 보호 챔버가 너무 적으면 산화가 일어나고, 너무 많으면 난류와 오염이 발생할 수 있습니다.

순도: 순도 99.99퍼센트 이상의 아르곤을 용접에 사용할 수 있습니다. 아크 불안정성과 다공성 티그 용접 알루미늄은 오염된 가스의 산물입니다.

차폐 가스의 경우 100% 아르곤을 선택해야 합니다. 헬륨 또는 아르곤-헬륨 혼합물은 특히 두꺼운 알루미늄 용접 부품의 투과율을 높이기 위해 특수한 경우에 사용할 수 있습니다.

표면 준비: 용접부 청소를 위한 솔루션

표면 준비는 고품질 TIG 용접 알루미늄 결과를 보장하는 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 다른 금속과 달리 알루미늄은 공기에 노출되면 거의 즉시 강력한 산화물 코팅을 형성합니다. 이 산화물은 모재(660°C)보다 훨씬 높은 온도(2050°C)에서 녹을 뿐만 아니라 수분과 기름, 탄화수소와 같은 오염 물질을 포집합니다. 제거하지 않으면 특히 내하중 또는 내압 용접에서 아크 안정성 저하, 다공성, 불완전한 융착 및 구조적 고장을 초래할 수 있습니다.

1. 기계 청소

먼저 보풀이 없는 깨끗한 천으로 아세톤이나 알루미늄 전용 탈지제를 사용해 먼지, 기름, 페인트를 닦아내어 청소하세요. 그런 다음 알루미늄에만 사용해야 하는 스테인리스 스틸 와이어 브러시를 사용하여 산화물 층을 문질러 닦아냅니다. 재산화를 방지하기 위해 용접 직전에 브러싱을 수행해야 합니다.

2. 화학적 청소

알칼리성 유체(예: 수산화나트륨)를 사용한 화학적 에칭 후 질산 린스를 사용하는 것과 같이 더 까다로운 응용 분야에서는 질산 린스를 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 유기 및 무기 침전물을 모두 제거하고 표면을 화학적으로 활성 상태로 만들어 용접을 수행할 수 있습니다.

3. 관절 피트니스 업 및 엣지 컨디셔닝

가장자리를 잘 맞추고 준비하면 아크를 제어하고 가스 커버리지를 잘 유지하는 데 도움이 됩니다. 알루미늄 조각 사이의 접합이 깊은 융착이 필요한 티그 용접으로 이루어질 경우 거친 모서리는 약간 경사지게 하고 모든 표면에 버나 산화물 얼룩이 없어야 합니다.

정밀 어셈블리 또는 무결성이 높은 알루미늄 용접 부품을 작업할 때는 일관되고 깨끗한 준비가 필수적입니다. 최고의 알루미늄 티그 용접기라도 오염된 표면은 보완할 수 없습니다.

TIG 용접 파라미터 및 방법

용접 파라미터와 해당 토치 관련 기술을 숙지해야만 일관되고 무결성이 높은 알루미늄 용접을 생산할 수 있습니다. 빠른 열 반응, 낮은 용융 온도 및 알루미늄의 오염에 대한 민감성은 전기 구성, 아크 거리 및 필러 금속의 분포에 대한 거의 정확한 제어를 요구합니다. 이 섹션에서는 전문가 수준의 알루미늄 티그 용접에 사용되는 가장 중요한 TIG 파라미터와 모범 사례를 간략하게 설명합니다.

1. 암페어 설정

열 입력은 암페어에 의해 직접 제어됩니다. 일반적인 최소 알루미늄 두께는 기본 금속 두께 0.001인치당 1암페어이지만, 알루미늄은 열 교환률이 높기 때문에 더 많은 전류가 필요한 경우가 많습니다. 예를 들어

• 1/8(125-140 암페어) 알루미늄
• 얇은 시트(0.040"): 40~50암페어 펄스 제어

매우 두꺼운 재료를 용접하거나 재료/두께를 계속 변경하거나 접합 부분을 변경할 수 있는 경우가 아니라면 라이브 암페어 풋 페달 또는 손가락 끝 리모컨을 사용하는 것이 좋습니다.

2. AC 밸런스 제어

최신 TIG 장비는 전극 음극(EN)과 전극 양극(EP) 사이의 AC 비율을 다양하게 변경할 수 있습니다:

• EN: 더 자세히 들여다볼 수 있습니다.
• EP: 산화물 층을 산화시킵니다.

일반적인 기준은 70 % EN, 30 % EP입니다. EN이 높아질수록 세척 효과가 감소하는 대신 침투력이 향상되므로 산화가 심한 알루미늄에는 적합하지 않을 수 있습니다.

3. AC 주파수 조정

AC 주파수(보통 60Hz에서 200Hz)가 증가하면 아크의 안정화 폭이 좁아집니다. 화장실 사용 횟수가 증가합니다:

• 방향을 더 잘 제어할 수 있습니다.
• 호의 방황 감소
• 용접의 전망을 개선합니다.

이는 특히 얇은 알루미늄 용접 부품이나 미용용 알루미늄 용접 부품을 작업할 때 유용합니다.

4. 텅스텐 전극의 선택 및 준비

• AC 알루미늄 용접: 적절한 유형의 텅스텐을 사용합니다.
• 순수한 텅스텐: AC로 구형 팁을 생산하며 오래된 기계에서도 안정적입니다.
• 2% 란탄산염 또는 세리산염: 더 나은 아크 시작과 소비 감소로 인한 최신 인버터의 선택

너무 큰 크기로 실행하면 아크가 불안정해지거나 전극이 녹을 수 있으므로 암페어는 텅스텐 크기(예: 3/32,, 1/8″)와 일치해야 합니다.

5. 기술 및 필러 로드 취급

로드를 용접 풀의 앞쪽으로 일정한 속도로 용접 풀에 삽입하고 절대 아크에 직접 삽입하지 마세요. 이렇게 하면 난류와 산화가 제한됩니다. 모재에 적합한 필러 로드 합금(ER4043 또는 ER5356이 가장 일반적)을 적용하고 매우 위험한 수소 흡수를 피할 수 있도록 로드가 젖거나 더러워지지 않도록 하세요.

6. 고도 및 토치 각도

아크의 길이를 1/8인치 미만으로 최소화하여 아크의 이동과 오염을 최소화하세요. 토치: 토치: 이동 방향이 위쪽으로 약 10~15도 기울어지도록 각도를 조절해야 합니다. 이렇게 하면 가시성과 차폐 가스 범위가 더 넓어집니다.

이러한 파라미터는 연습과 함께 배우고 숙달하는 것이 중요하며, 재료의 거동에 대한 철저한 이해는 특히 항공 우주, 자동차 및 구조 응용 분야에서 TIG 용접으로 달성한 알루미늄과의 고품질 접합의 바탕이 되어야 합니다.

알루미늄 TIG 용접 기술

알루미늄 TIG 용접을 할 때는 기계 설정만큼이나 기술이 중요합니다. 전문가들은 다음을 수행합니다:

• 토치 각도: 걷는 방향을 향하도록 수직과 15도 각도를 유지합니다.
• 아크 길이: 아크 길이를 작게(1/8인치 이하) 유지하여 다공성과 오염을 줄이세요.
• 이동 속도: 너무 느리면 과도한 열이 가해져 왜곡이 심해집니다. 제어할 수 있을 만큼 충분히 빠르게 진행하되 너무 빨라서 가열되지 않도록 하세요.
• 필러 로드: 반복적이고 규칙적인 필러 단계를 수행하고 필러를 아크가 아닌 용접 풀의 전면에 담그세요.

용접 풀에 세심한 주의를 기울여야 합니다. 알루미늄은 빠르게 녹기 때문에 용융 풀은 빠르게 액체로 변하기 때문에 반사되어 선명하게 보이지 않을 수 있습니다.

조인트 디자인- 알루미늄 용접

TIG 용접 알루미늄에서 구조적으로 견고하고 미적으로 깨끗하며 결함이 없는 용접을 달성하려면 효과적인 접합부 설계가 필수적입니다. 알루미늄은 열 전도성이 매우 높고 용융 온도가 낮으며 과열 시 쉽게 휘어질 수 있으므로 용접부의 조인트 구성을 명확하게 고려해야 합니다. 이 섹션에서는 특히 알루미늄 티그 용접기를 사용할 때 적절한 조인트 설계를 통해 응력 집중을 줄이고 뒤틀림을 방지하며 용접 품질을 최적화하는 방법에 대해 설명합니다.

집단 디자인의 중요한 원칙

알루미늄의 열역학적 특성으로 인해 접합부 설계 시 열을 빠르게 발산하고 열 하중에 따라 팽창한다는 점을 고려해야 합니다. 알루미늄은 강철과 달리 열을 가하면 최대 2배까지 팽창하기 때문에 느슨하게 맞물리는 부분이 쉽게 뒤틀리거나 부러질 수 있습니다. 일반적으로 맞대기 접합부에 작은 루트 간격(보통 1/16")을 남겨두어 팽창을 보상하고 완전한 관통력을 제공하는 것이 일반적입니다. 높은 수준의 정밀도가 요구되는 TIG 용접의 역할은 접합부가 안정적인 용접 풀을 유지하고 차폐 가스를 사용하여 완전한 커버리지의 가능성을 제시해야 한다는 것입니다. 특히 토치와 필러로드는 형상이 좁거나 다중 패스 작업이 할당될 때 가능한 한 쉽게 설계되어야 합니다.

알루미늄 TIG 용접에 사용되는 광범위한 접합 유형

버트 조인트, 랩 조인트, T 조인트 및 코너 조인트는 알루미늄으로 만든 조인트 중 가장 많이 사용되는 배열입니다. 이 두 가지 방식은 장점과 기술적 고려 사항이 다릅니다.

• 버트 조인트는 평판의 용접 공정에 매우 적합합니다. 작은 루트 개구부는 우수한 침투력을 제공하고 열팽창을 허용합니다.
• 랩 조인트는 정렬이 간단하고 기계적 강도가 좋으며 용접 전에 잘 세척하지 않으면 표면 사이에 산화물이 끼기 쉽습니다.
• T-조인트는 주로 프레임, 트러스 및 지지대에서 발견됩니다. 알루미늄은 부드러운 금속으로 열을 받으면 녹기 때문에 진동을 방지하는 데 좋은 고정 장치여야 합니다.
• 코너 조인트는 인클로저와 상자에 적합하지만, 열을 가하는 양에 주의를 기울이지 않으면 얇은 소재를 태울 수 있습니다.

이러한 모든 경우 용접사는 특히 중요한 알루미늄 용접 부품을 제작할 때 성공을 보장하기 위해 구조적 강도와 용접 접근성을 모두 고려해야 합니다.

가장자리 준비 및 고정

알루미늄은 오염과 불완전한 융착에 매우 민감하기 때문에 TIG 용접에서는 가장자리를 준비하는 것이 매우 중요합니다. 두꺼운 재료(3/16" 이상)의 경우, 접합 모서리를 경사(30-37.5 ) 처리하여 필러를 올바르게 증착할 수 있는 홈을 형성해야 합니다. 가장자리는 산화물과 버가 없어야 하며 스테인리스 스틸 브러시 또는 화학 에탄트로 전처리해야 합니다.

알루미늄의 부드러운 특성과 열에 의한 움직임에 취약한 특성을 처리하기 위해서는 고정 장치도 매우 중요합니다. 구리, 알루미늄 칠 바, 강성 클램프 및 압정 용접을 사용하여 뒤틀림이 발생하지 않도록 해야 합니다. 얇은 시트를 다룰 때는 백업 플레이트를 사용하여 용접 풀을 지지할 수 있습니다. 알루미늄은 열에 의한 변형에 강도가 낮기 때문에 접합부를 적절히 고정하는 것이 가장 중요한 문제입니다.

TIG 알루미늄 용접기 고려 사항

알루미늄 티그 용접기의 성능은 용접 중 조인트 설계의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 알루미늄에 사용되는 고품질 TIG 기계는 AC 밸런스 제어(청소 및 침투에 사용), 주파수 조정(아크 정밀도 설정에 사용), 고주파 시작(오염 없는 아크 시작을 분리하는 데 사용) 등의 기능을 제공합니다. 이러한 기능이 없으면 아무리 세심하게 설계된 조인트라도 아크 안정성 부족, 융합 불량 또는 산화물 갇힘으로 인해 성능이 저하될 수 있습니다. 정밀 작업이나 하중을 견디는 작업을 할 때 용접사는 작업하는 기계의 종류에 맞는 조인트의 종류를 확인해야 합니다.

티그 용접 알루미늄의 일반적인 결함 및 예방

올바른 장비와 기술이 있더라도 TIG 용접 알루미늄은 주의 깊게 관리하지 않으면 용접 결함이 발생할 수 있는 고유한 과제를 안고 있습니다. 산화물에 의한 오염, 잘못된 열 입력 또는 차폐 불량으로 인해 용접의 외관은 물론 용접 강도가 손상될 수 있습니다. 가장 빈번하게 발생하는 새로운 잠재적 문제와 연습 및 관리를 통해 체계적으로 예방할 수 있는 방법은 티그 용접 알루미늄 작업 시 발생할 가능성이 가장 높은 문제에서 아래에 요약되어 있습니다.

1. 다공성(가스 포획)

다공성: 이는 용접 풀이 응고되는 동안 액상 차량에 수소 가스가 갇혀서 발생하는 결과입니다. 특히 공기 중의 수분, 오염된 필러 로드 및 깨끗하지 않은 모재 금속에서 발견될 수 있는 수소와 반응성이 높은 알루미늄에 적용될 때 이러한 현상이 발생하기 쉽습니다.

예방:

• 순도 99.99%의 아르곤 차폐 가스를 사용해야 하며, 적절한 유량(15-20 CFH)을 유지해야 합니다.
• 엔드 필링 봉은 오일이나 산화에 의해 오염되지 않고 건조한 상태로 유지하는 것이 좋습니다.
• 아세톤으로 바닥 금속을 잘 닦은 다음 특수 스테인리스 스틸 와이어 브러시로 닦습니다.
• 용접 중에 가스가 방해를 받지 않도록 외풍이나 팬을 피해야 합니다.

2. 불완전한 융합

원인: 용접 금속이 모재 또는 인접한 패스와 완전히 결합되지 않은 경우 이 결함이 발생합니다. 일반적으로 낮은 암페어, 빠른 이동 속도 또는 청소되지 않은 표면으로 인해 발생합니다.

예방:

• 재료 두께에 적절한 암페어를 적용합니다(일반적으로 0.001" 알루미늄당 1암페어).
• 모재가 완전히 녹을 수 있는 속도로 이동 속도를 줄입니다.
• 공간을 조심스럽게 세척하고 완전히 개방되어 노출된 조인트가 허용되는지 확인하세요.
• 짧은 호 길이를 사용하고 구부러진 부분을 두 관절 중 하나에 올바른 각도로 굴립니다.

3. 크래킹

이유: 균열은 특히 고강도 알루미늄 또는 이종 재료 용접에서 응고 중(열균열: 열균열) 또는 냉각 후(냉균열: 냉균열) 발생할 수 있습니다. 일반적으로 필러 금속이 불량하거나 냉각 속도가 빠르기 때문에 발생합니다.

예방:

• 필러 금속을 선택해야 합니다. 예를 들어 ER5356은 ER4043과 달리 강하고 균열에 강합니다.
• 열 충격 문제가 발생할 수 있으므로 두꺼운 부분은 최대 150~200℃까지 예열하세요.
• 오염된 표면에서 용접하지 말고 용접하기 전에 산화물 층을 깨끗이 제거해야 합니다.
• 우수한 조인트 지오메트리를 활용하여 응력 집중을 줄이세요.

4. 너무 많은 열 추가 및 왜곡

이유: 알루미늄은 열전도율이 높기 때문에 용접 부위에 과도한 열이 전달될 수 있으며, 이는 제어할 수 없습니다. 얇으면 단면이 타버리거나 큰 구조물은 단순히 휘어집니다.

예방:

• 펄스 TIG 용접을 적용하여 평균 열 입력과 관통력을 낮춥니다.
• 클램프 구성 요소에 필요한 경우 백킹 바 또는 칠 블록을 사용합니다.
• 한 번에 용접을 시도하는 대신 두꺼운 부분에 여러 번에 걸쳐 열을 가합니다.
• AC 밸런스 제어 및 주파수 설정 재료를 조정하여 아크 에너지를 개선하고 부수적인 가열을 최소화할 수 있습니다.

5. 산화 용접(내포물 및 산화)

설명: 알루미늄에는 용접 전에 제거해야 하는 부착성 산화막(용융 온도 ~2050°C)이 있습니다. 그렇지 않으면 내포물을 형성하고 완벽한 융합을 방해하여 용접을 약하게 만들 수 있습니다.

예방:

• AC 밸런스 제어를 사용하여 용접 표면의 청결도를 높입니다.
• 용접하기 전에 항상 표면을 닦고 기름을 제거해야 합니다.
• 청소한 표면을 맨손으로 만지면 오일이 오염될 수 있으므로 오염을 유발할 수 있으므로 맨손 접촉을 피하세요.
• 가끔씩 가스 렌즈와 컵을 교체하여 적절한 차폐 범위를 유지하세요.

TIG 용접 알루미늄의 실제 응용 분야

TIG 용접 알루미늄은 미관, 강도 및 내식성이 중요한 산업에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다:

• 항공우주: 동체 구조 패널, 지지대 및 연료 탱크
• 자동차 및 모터스포츠: 인터쿨러 배관, 섀시, 휠
• 해양 공학: 선체, 사다리 및 레일과 같은 부식에 강한 알루미늄 합금
• 의료 장비: 이미징 및 모빌리티 장비에 사용되는 알루미늄 프레임워크
• 경량 인클로저: 보호 케이스, 기술을 가릴 뿐만 아니라 소비자의 전자 제품이나 산업용 전자 장비에 디자인 요소를 더하는 인클로저를 제작합니다.

이러한 모든 응용 분야에서 올바른 알루미늄 티그 용접기를 선택하고 알루미늄 티그를 안전하고 깨끗하게 용접하는 능력을 습득하는 것이 가장 중요합니다.

전문가가 알려주는 팁과 요령

TIG 용접 알루미늄 기술을 향상시키고자 하는 전문가를 위해 다음과 같은 고급 팁을 고려해 보세요:

• 뒤로 퍼지: 밀폐된 튜브나 상자에 용접할 때는 튜브나 상자를 아르곤으로 역퍼지해야 하며, 그렇지 않으면 내부 산화가 발생합니다.
• 예열: 두꺼운 부분이 있는 곳에 유용합니다. 열 충격을 줄이고 융합을 개선하려면 150~200°F(65~93°C)에서 예열하세요.
• 풋 페달 사용: 실시간으로 암페어를 정밀하게 제어하여 용접 풀의 거동에 따라 조정할 수 있어 섬세한 알루미늄 용접 부품에 필수적입니다.
• 용접 후 청소: 스테인리스 스틸 브러시를 사용하여 일반적으로 미용 용접 부위의 그을음과 용접 후 산화물을 제거합니다.

결론

TIG 용접 알루미늄을 마스터하는 것은 용접공의 경력에서 중요한 이정표입니다. 용접의 최고 수준의 제어와 미적 외관은 물론 가장 강력한 기계적 특성을 제공하는 완벽한 기술이지만, 장인의 해박한 지식과 디테일, 최고 수준의 기술이 필요합니다.

모재를 준비하고 적합한 알루미늄 티그 용접기를 선택하는 것부터 완벽한 아크 기술과 티그 용접된 알루미늄 접합부의 결함 관리에 이르기까지 이 공정은 최고에게도 어려운 과제입니다. 하지만 전문가 수준으로 알루미늄 티그 용접을 일관되게 수행할 수 있는 사람은 수요가 많은 산업과 정밀 제조 직무에 진출할 수 있습니다.

구조 프레임, 해양 부품 또는 복잡한 인클로저를 제작할 때 다음과 같은 기능을 통해 자신 있게 작업할 수 있습니다. 알루미늄 TIG 공정을 사용한 부품 용접은 현대 사회에서 여전히 표준으로 자리 잡고 있습니다. 

자주 묻는 질문

1. 알루미늄 티그 용접에 가장 적합한 설정은 무엇인가요?

고주파 시동, 2% 란탄화 텅스텐 및 순수 아르곤 가스를 사용하는 AC TIG 기계를 채택하세요. 용접하기 전에 아크가 단단하고 매끄럽게 유지되는지 확인합니다.

2. 티그 용접 알루미늄에 다공성이 있는 이유는 무엇인가요?

습기나 오염은 일반적으로 다공성의 원인이 됩니다. 아세톤과 스테인리스 스틸 브러시 이외의 용제로 세척하지 말고 필러 봉을 건조한 곳에 보관하세요.

3. 알루미늄 티그 용접기에는 어떤 기능이 있어야 하나요?

AC 밸런스, 펄스 모드 및 고주파 시작을 찾아보세요. 이러한 특성을 통해 열, 아크 안정성 및 알루미늄의 결함 감소를 제어할 수 있습니다.

4. 알루미늄 용접 부품을 튼튼하게 만들려면 어떻게 해야 하나요?

올바른 필러 금속(예: ER5356)을 사용하고, 청소하고, 필요한 경우 예열하고, 완료 후 용접을 확인하여 완전한 강도를 확인합니다.