주조 알루미늄 용접: 종합 가이드

주조 알루미늄 용접에 대해 배울 수 있는 곳은 거의 없으며, 용접에 필요한 기술도 고도로 전문화되어 있습니다. 하지만 주조 알루미늄은 용융 알루미늄을 주형에 부어 불순물이 있는 다공성 물질을 만드는 소재입니다. 이는 표준 알루미늄 합금에서는 발생하지 않습니다. 이러한 특성으로 인해 용접이 더 어렵고, 강하고 견고한 용접을 위해서는 세심한 준비, 정확한 열 조절, 적절한 기술 사용이 필요합니다. 산화는 주조 알루미늄을 용접할 때 가장 큰 장애물 중 하나입니다. 공기에 노출되었을 때 형성되는 얇은 산화물 층은 알루미늄에 자연적으로 형성되는 것보다 훨씬 두껍고 알루미늄 자체보다 훨씬 높은 온도에서 녹기 때문에 융합을 어렵게 만듭니다. 또한 주조 알루미늄에 불순물과 갇힌 가스가 존재하면 다공성이 발생하여 제대로 세척하고 예열하지 않으면 용접이 약해질 수 있습니다.

TIG(텅스텐 불활성 가스)는 정밀도와 청결성을 위해 선택되는 방법이며, MIG(금속 불활성 가스)는 속도와 두꺼운 재료에 유용합니다. 강력하고 결함 없는 용접을 얻으려면 올바른 용가재(예: 4045, 5356 또는 4047)와 보호 가스 조합(순수 아르곤 또는 아르곤-헬륨 혼합물)을 사용해야 합니다. 균열, 다공성 및 융착 부족을 최소화하기 위해 가능한 한 적절하게 세척하고 예열하는 것도 좋은 준비 과정입니다. 용접 후 응력 완화, 연삭 및 부식 방지와 같은 용접 후 처리를 통해 용접 조인트의 내구성과 수명을 더욱 향상시킬 수 있습니다.

대부분의 주조 알루미늄 용접기는 용접 강철이지만 용접기는 다음과 같이 성공적으로 작업 할 수 있습니다. 주조 알루미늄 산업에서 경량, 고강도 부품이 요구되는 한 올바른 기술, 도구 및 세부 사항에 대한 주의를 사용하여 용접할 수 있습니다. 이는 알루미늄 용접 애플리케이션을 더욱 발전시키고 중요한 환경에서 알루미늄 구조물의 안정적이고 예측 가능한 성능으로 이어지는 마스터 가능한 프로세스입니다.

주조 알루미늄의 이해 

그러나 주조 알루미늄에 필요한 용접 기술을 진행하기 전에 주조 알루미늄을 구성하는 요소와 다른 금속과 차별화되는 점을 확실히 이해하는 것이 중요합니다. 주조 알루미늄은 압연이나 압출을 통해 기계적으로 성형하는 단조 알루미늄과 달리 알루미늄을 녹여 금형에 부어 고정밀도의 복잡한 모양을 만들 수 있다는 점에서 차이가 있습니다. 이렇게 만들어진 독특한 내부 구조는 일반적으로 다공성, 불순물 및 다양한 합금 구성이 특징이며 용접성에 중요한 영향을 미칩니다.

주조 알루미늄을 성공적으로 용접하려면 화학적 및 물리적 특성, 장단점, 다양한 산업에서 사용되는 다양한 유형의 주조 알루미늄 합금을 알아야 합니다. 이러한 요소는 필요한 용접 방법, 필러 재료 선택 및 강하고 결함 없는 용접을 위한 사전 용접 준비 기술을 결정할 때 고려됩니다.

캐스트 알루미늄 속성: 캐스트는 무엇이 다른가요?

주조 알루미늄의 또 다른 중요한 고려 사항은 가볍고 부식 방지 및 매우 유연하다는 몇 가지 특성을 가지고 있다는 점입니다. 그러나 이러한 특성은 용접 시 적절한 조치를 취하지 않으면 몇 가지 어려움을 야기하기도 합니다.

1. 다공성: 숨겨진 도전

알루미늄 주조 용접 시 가장 큰 우려 사항 중 하나는 다공성으로, 주조 시 금속에 갇히는 작은 가스 기포를 말합니다. 이 8가지 기공은 수소와 같은 가스의 갇힘, 알루미늄 금속의 냉각 중 수축으로 인한 작은 기공의 형성, 불순물로 인해 발생합니다.

🔹 다공성이 용접에 미치는 영향

• 기계적 강도가 약해지고 용접부에 균열이 생기기 쉽습니다.
• 용접 오염을 유발하여 접합부의 강도를 약화시킵니다.
• 표면 요철을 형성한 용접 부위에 가스를 고정합니다.

🔹 용접 중 다공성을 최소화하는 방법

• 용접을 시작하기 전에 청소를 통해 금속 표면을 적절히 준비해야 합니다.
• 알루미늄 호일을 잡고 따뜻하게 하면 알루미늄의 열 스트레스를 줄이고 기포 발생을 최소화할 수 있습니다.
• 산화를 방지하기 위해 고품질의 불활성 가스인 100% 아르곤을 사용해야 합니다.

2. 산화: 깨끗한 용접을 방해하는 장벽

알루미늄은 다른 원소, 특히 금속을 둘러싼 공간에서 발견되는 산소와 반응하는 원소입니다. 이러한 산화는 알루미늄의 추가 부식을 방지하는 매우 얇지만 매우 단단한 알루미늄 산화물(Al₂O₃) 피막을 생성합니다. 그럼에도 불구하고 산화물 층은 녹는 온도가 약 3700°F(2037°C)로 알루미늄의 녹는 온도인 1221°F(660°C)보다 훨씬 높기 때문에 용접 시 중요한 문제입니다.

용접에서 산화가 문제가 되는 이유에 대한 조사

• 용접 필러와 모재 사이의 긴 결합을 형성하는 데 중요한 역할을 합니까?
• 이로 인해 용접 풀이 오염되어 불량 용접이 발생했습니다.
• 산화물 층이 있기 때문에 용접 전에 준비가 필요합니다.

🔹 산화를 제거하고 제어하는 다양한 기술

• 알루미늄 제품을 따뜻한 물로 헹군 후 알루미늄 청소에만 사용해야 하는 스테인리스 스틸 브러시를 사용하여 산화물 층을 문질러 닦아내야 합니다.
• 금속에 기름이 뜨고 그리스가 스며들기 때문에 용접 전 세척 과정으로 아세톤이나 알코올로 표면을 닦아주세요.
• 산화를 차단하려면 TIG 용접에서 AC를 사용하는 것이 좋습니다.

3. 열 민감도: 열 전도성 관리

알루미늄은 강철과 달리 열전도율이 높아 열을 쉽게 흡수하고 방출할 수 있습니다. 이는 표준 용접 온도를 유지하는 데 항상 문제가 되어 왔으며, 다음과 같은 문제를 일으키는 경향이 있습니다:

• 급격한 열 손실로 인한 불완전한 융합.
• 셋째, 주로 얇은 알루미늄 부품에서 변형 또는 왜곡이 발생합니다.
• 특히 다공성이 높거나 얇은 주조 알루미늄 섹션에서 번스루가 발생합니다.

🔹 열 민감성 문제를 극복하는 방법

• 이는 사용 중인 재료의 모든 부분이 원하는 온도만큼 뜨거워지도록 열 흐름을 조절하기 위해 수행됩니다.
• 열 제어 시스템을 미세 조정하고 TIG 용접을 경사지게 사용할 수 있습니다.
• 용접 부위에 가해지는 열의 양을 줄이는 방법은 더 짧은 용접 패스를 사용하는 것입니다.

주조 알루미늄 합금의 일반적인 유형

화학 성분과 기계적 특성에 따라 다양한 유형의 주조 알루미늄 합금을 주조할 수 있습니다. 다음은 각 유형의 장단점과 가장 유용한 용도에 대한 몇 가지 예시입니다.

1. A356 주조 알루미늄: 고강도 합금

 그 구성: 주로 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg)을 포함합니다.

🔹 주요 기능

• 인장 강도가 높아 구조용에 적합합니다.
• 특히 습한 환경에서도 내식성이 뛰어납니다.
• 용접성이 좋지만 용접 후 강도를 회복하기 위해 열처리가 필요할 수 있습니다.

🔹 일반 애플리케이션

• 자동차 산업의 엔진 부품, 휠, 변속기 케이스에 사용됩니다.
• 항공우주 산업 - 무게 대비 강도 비율로 인해 항공기 구조 부품에 사용됩니다.
• 의료 기기 - 수술 기구 및 고강도 케이스에 사용됩니다.

2. 319 주조 알루미늄: 내마모성 알로

구성: A356보다 높은 수준의 실리콘(Si)과 구리(Cu)를 함유하고 있습니다.

🔹 주요 기능

• 내마모성이 매우 뛰어나 고강도 애플리케이션에 적합합니다.
• 더 부서지기 쉽고 실리콘 함량이 높기 때문에 용접하기가 더 어렵습니다.
• 균열을 방지하기 위해 특수 충전재(4047)가 필요합니다.

🔹 일반 애플리케이션

• 내마모성 변형: 자동차 실린더 헤드 및 엔진 블록.
• 펌프와 하우징에는 내구성이 필요합니다.
• 산업 기계용 부품은 가장 가혹하고 높은 기계적 응력 조건에서 사용하도록 설계되었습니다.

3. 535 주조 알루미늄: 해양 등급 합금

구성: 부식 방지를 위해 마그네슘(Mg) 함량이 높습니다.

🔹 주요 기능

• 특히 바닷물 환경에서의 내식성이 뛰어납니다.
• 용접성은 좋지만 오염을 방지하기 위해 용접 전 완전한 세척이 필요합니다.
• 319보다 모양을 만들고 수리하기가 더 쉽습니다.

🔹 일반 애플리케이션

• 바닷물 부식에 대한 저항성이 높아 보트 선체, 선박 엔진 부품 및 프로펠러에 적합합니다.
• 강하고 가벼운 소재가 필요한 항공기 및 항공우주 부품에 사용됩니다.
• 가혹한 화학 환경에 노출되는 산업 구성 요소에 최소한의 위협을 가하는 요소입니다.

주조 알루미늄에 대한 이해가 용접에 중요한 이유

주조 알루미늄 용접 숙달의 시작은 주조 알루미늄의 재질, 특성 및 관련 과제를 파악하는 것부터 시작됩니다. 따라서 주조 알루미늄은 자동차, 항공우주 및 해양 엔지니어링 분야에서 광범위하게 사용되므로 용접사는 주조 다공성, 산화 및 열에 대한 민감성에 대한 전략이 필요합니다.

다양한 유형의 캐스트 알루미늄 합금 용접에 다르게 반응하므로 올바른 필러 재료, 차폐 가스 및 용접 기술을 선택해야 하며, 이는 강하고 안정적인 용접 또는 약하고 다공성인 조인트의 차이를 의미합니다.

용접사는 재료를 준비하고, 올바른 세척 절차를 사용하고, 열 입력을 조절함으로써 주조 알루미늄과 관련된 문제를 해결하고 열악한 용도에 부합하는 강력하고 오래 지속되는 용접을 생성할 수 있습니다.

주조 알루미늄 용접의 도전 과제 

주조 알루미늄의 용접은 주조 알루미늄의 고유한 물리적, 화학적 특성으로 인해 매우 까다로운 것으로 악명이 높습니다. 이러한 문제를 인식하면 용접사가 올바른 도구와 적용 방법을 사용하여 결함이 없고 견고한 용접을 할 수 있습니다.

1. 산화 문제: 주요 용접 장벽

알루미늄이 공기에 노출되면 거의 즉시 산화되어 매우 얇지만 매우 단단한 알루미늄 산화물(Al₂O₃)이 생성됩니다. 그는 알루미늄의 초기 산화 과정에서 형성된 산화물 층의 녹는점은 3,700°F(2,037°C)로 알루미늄의 녹는점인 1,221°F(660°C)보다 3배나 높다고 설명했습니다. 그러나 이러한 큰 융점 차이로 인해 다음과 같은 용접 시 심각한 어려움이 발생합니다:

• 불완전한 융합(산화물 층으로 인해 필러 금속이 모재와 제대로 결합하지 못함).
• 오염된 용접부 - 용접부에 산화가 진행되어 다공성, 약한 접합부, 내포물 등이 발생할 수 있습니다.
• 산화물은 불안정한 아크를 생성하여 아크가 방황하고 용접 성능이 불규칙해집니다.

솔루션

교류(AC)를 사용하는 TIG 용접은 공작물에서 산화물 층을 제거하고 아크 안정성을 유지하는 데 도움이 됩니다. 또한 전용 스테인리스 스틸 브러시와 아세톤과 같은 화학 세정제를 사용하면 용접 전에 산화를 청소할 수 있습니다.

2. 불순물 및 오염: 숨겨진 위협

알루미늄은 재활용 재료로 주조되는 경우가 많으므로 주조 생산과 관련된 갇힌 가스, 기름 잔여물, 먼지 및 기타 불순물이 포함될 수 있습니다. 이러한 오염 물질은 용접 전에 올바르게 청소해야 하며, 그렇지 않을 경우 문제가 발생할 수 있습니다:

• 용접부가 약해지고 작은 가스 포켓(다공성)으로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다.
• 내포물: - 용접부의 강도를 감소시키는 비금속 물질이 용접부에 갇혀 있습니다.
• 일부 영역은 잘 융합될 수 있지만 다른 영역은 용접 품질이 일정하지 않고 약하게 남아있을 수 있습니다.

솔루션

아세톤이나 알코올을 사용하여 그리스와 먼지의 표면을 철저히 청소합니다. 용접하기 전에 예열 토치를 사용하여 갇힌 가스를 배출해야 합니다.

3. 열전도율이 너무 높습니다: 열 제어가 필요함

반면 알루미늄은 강철에 비해 열을 매우 빠르게 흡수하고 전달할 것으로 예상됩니다. 이로 인해

• 열이 너무 많으면 얇은 부분이 녹아내릴 수 있습니다(번 스루).
• 불균형 가열(뒤틀림 및 왜곡) - 불균일하게 가열되어 금속이 변형된 경우입니다.
• 일관성 없는 침투 - 너무 빠른 열 방출로 인해 용접 조인트의 융합이 약해집니다.

솔루션

또한 알루미늄을 300°F~600°F(150°C~315°C)로 예열하여 열을 고르게 분배하고 용접 침투력을 향상시켜야 합니다. 제어된 이동 속도에서 더 높은 열 입력은 용접 풀을 안정적으로 유지합니다.

주조 알루미늄 용접을 위한 필수 도구 및 장비

주조 알루미늄을 용접할 때는 특수 장비가 필요하며, 강도와 내구성을 갖춘 정확한 용접이 이루어져야 합니다.

• 용접 공정은 그 자체로 신중하게 선택해야 하는 도구이며, 이 용접기 가이드에서 다루는 내용입니다.
• 알루미늄 용접을 할 때는 용접기를 올바르게 선택하는 것이 매우 중요합니다.
• TIG(텅스텐 불활성 가스) 용접기(GTAW) - 정밀하고 고품질의 용접에 가장 적합합니다. 열 입력을 더 잘 제어할 수 있으며 주조 알루미늄 수리에 적합합니다.
• TIG(텅스텐 불활성 가스) - 내부 금속에 적합하지만 MIG보다 속도가 훨씬 느립니다. 두꺼운 주조 알루미늄 섹션에 가장 적합합니다.

1. 필러 금속: 용접 강화

강력하고 균열 없는 용접은 올바른 필러 로드에 달려 있습니다.

• 4045 알루미늄 필러 - 주조 알루미늄 수리를 위한 범용 옵션입니다.
• 5356 알루미늄 필러 - 고강도 및 내식성을 제공하여 해양 분야에 이상적입니다.
• 알루미늄 필러 - 4047은 균열을 줄이고 유출을 개선하기 위해 실리콘 함량이 높습니다.

2. 차폐 가스 

이름에서 알 수 있듯이 용접 플럭스에 포함된 기체로, 산화와 다공성을 방지합니다. 일반적으로 원하는 특성에 따라 선택되는 불활성 가스입니다.

• 용접부는 가스를 차폐하여 대기 오염으로부터 보호됩니다.
• 아르곤 100% - 안정적인 아크와 깨끗한 용접 풀을 얻기 위한 최고의 선택인 TIG 및 MIG 용접용 아르곤.
• 아르곤-헬륨 혼합물 - 헬륨은 열 입력과 침투를 증가시키므로 두꺼운 알루미늄 섹션을 절단하는 데 사용됩니다.

3. 청소 및 준비 도구

표면이 깨끗해야 용접에 성공할 수 있습니다.

• 스테인리스 스틸 브러시로 표면을 오염시키지 않고 산화를 제거합니다.
• 용접하기 전에 기름, 그리스 또는 먼지를 닦아야 하는 경우 아세톤이나 알코올이 효과적입니다.
• 열충격이 방지되고 습기와 갇힌 가스가 배출됩니다.

용접을 위한 주조 알루미늄 준비

결함을 피하고 적절한 준비를 통해 강력한 용접을 얻어야 합니다.

1단계: 표면 청소

알루미늄은 먼지, 기름, 산화, 습기가 잘 묻기 때문에 청소할 수밖에 없습니다.

🔹 청소가 중요한 이유는 무엇인가요?

• 다공성 및 오염을 방지합니다.
• 필러 금속과 모재 사이의 융합을 개선하는 데 도움이 됩니다.
• 용접 시 아크를 안정적으로 유지하는 데 도움을 줍니다.

🔹 청소 과정:

• 알루미늄은 아세톤이나 알코올로 탈지하여 기름과 오염 물질을 제거할 수 있습니다.
• 항상 스테인리스 스틸 브러시(알루미늄 전용)로 산화물 층을 제거하세요.
• 재오염을 방지하기 위해 청소한 표면을 맨손으로 만지지 않는 것이 중요합니다.

2단계: 알루미늄 예열

내부 응력을 줄이고 용접 침투력을 향상시킵니다.

🔹 왜 예열해야 하나요?

• 다공성 주조 알루미늄의 균열을 최소화합니다.
• 더 나은 열 분포와 용접 품질을 보장합니다.
• 갇힌 가스와 습기를 배출하는 데 도움이 됩니다.

🔹 주조 알루미늄 예열하는 방법:

• 부품을 300°F - 600°F(150°C - 315°C)로 정류합니다.
• 적외선 온도계를 사용하여 온도를 모니터링할 수 있습니다.
• 과열로 인해 약화될 수도 있으므로 이를 피하세요.

주조 알루미늄 용접 기술 

주조 알루미늄을 성공적으로 용접하려면 올바른 기술을 사용하고 열을 잘 제어하며 적절한 용접 매개변수를 사용해야 합니다. 다음은 주조 알루미늄에 가장 적합한 용접 방법과 그 모범 사례에 대한 자세한 내용입니다.

1. TIG 용접(정밀도와 강도에 가장 적합)

주조 알루미늄 용접에 선호되는 방법은 깨끗하고 강력한 용접을 생성할 수 있는 정밀도를 갖춘 텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접 또는 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)입니다.

🔹 주요 TIG 용접 팁

• AC 모드 사용: AC 모드를 사용하면 알루미늄 산화물 층을 보다 효과적으로 돌파하고 아크 안정성을 높일 수 있습니다.
• 15°가 토치에 가장 적합한 각도입니다: 이렇게 하면 균일한 침투력을 유지하고 오염을 방지할 수 있습니다.
• 짧은 아크 길이가 중요합니다: 아크 길이가 짧을수록 열 제어가 더 잘되고 번스루와 다공성 현상이 덜 발생합니다.
• 올바른 필러 로드 선택: 4047(실리콘 함량이 높음)은 균열을 줄이고 5356은 강도와 내식성이 우수합니다.
• 고주파 시작은 텅스텐으로 전극을 오염시키지 않고 부드러운 아크 시작을 제공합니다.

🔹 최적 대상: 박형 주조 알루미늄 부품, 정밀 수리, 항공우주 및 해양 분야.

2. MIG 용접(속도와 효율성에 가장 적합)

매우 두꺼운 알루미늄 섹션을 제외하고 TIG 용접의 빠른 대안은 가스 금속 아크 용접(GMAW)이라고도 하는 금속 불활성 가스(MIG) 용접입니다. 하지만 MIG 용접 시 전압과 와이어 속도를 제어하는 것은 다공성이나 번 스루와 같은 결함을 방지하기 위해 매우 중요합니다.

🔹 주요 MIG 용접 팁:

• 밀기 기법을 사용하세요: 가까이 가기 위해 뒤로 당기면 표면이 완전히 오염되어 깨끗하지 않습니다.
• 스프레이 전송 모드에서는 상당한 스패터가 제거되고 아크가 매우 안정적이므로 고품질 용접이 가능합니다.
• 적절한 설정으로 과열 없이 잘 융합할 수 있습니다.
• 헬륨은 침투력을 높여주며 두꺼운 부분에 사용하거나 순수 아르곤 또는 아르곤-헬륨 혼합물을 사용할 수 있습니다.
• 공작물을 예열하면 열 충격을 줄이고 균열을 줄일 수 있습니다.

🔹 최적 대상: 두꺼운 주조 알루미늄 부품, 자동차 수리, 산업용 애플리케이션.

3. 대체 용접 방법(특수한 경우 발생 시) 3.

열에 민감하거나 부품이 복잡하거나 수리가 필요하기 때문에 TIG 또는 MIG 용접이 최선의 방법이 아닌 경우도 있습니다. 특별한 경우에는 다음과 같은 대체 방법을 사용할 수 있습니다.

• 브레이징은 열에 민감한 부품의 왜곡이나 약화 위험을 최소화하는 저온 필러 금속을 사용하는 기술입니다.
• 냉간 금속 전사(CMT)는 열이 적고 열 스트레스가 적어 섬세한 수리에 적합합니다.
• 레이저 용접 - 얇은 두께의 알루미늄 부품에 정밀한 국부 열을 공급할 수 있습니다.

🔹 최적 대상: 저열 애플리케이션, 경미한 수리 및 고정밀 용접.

용접 결함 및 해결 방법

주조 알루미늄 부품은 다공성, 균열, 융착의 어려움으로 인해 숙련된 용접사에게도 문제가 될 수 있습니다. 이러한 결함과 이를 방지하고 수정하는 방법은 안정적으로 튼튼하고 내구성 있는 용접을 달성하기 위해 매우 중요합니다.

1. 다공성(용접부의 가스 포켓)

용접부에 갇힌 가스 포켓은 다공성으로 간주되어 구조를 약화시킵니다. 주조 알루미늄은 자연적으로 '다공성'이기 때문에 이러한 결함이 발생하기 쉽습니다.

🔸 원인

• 또는 먼지, 기름, 그리스 또는 산화로 인한 오염.
• 차폐 가스 유량이 낮거나 시스템에서 누출이 발생했습니다.
• 용접부에 가스를 가두는 급속 냉각 기능이 있습니다.

🔹 솔루션

• 용접하기 전에 알루미늄 표면이 깨끗한지 확인하고 아세톤이나 알코올로 깨끗이 닦아주세요.
• 스테인리스 스틸 브러시(알루미늄 전용)를 사용하여 산화를 제거합니다.
• 적절한 가스 유량을 유지합니다(순수 아르곤의 경우 15-25 CFH).
• 공작물을 예열하여 갇힌 가스 팽창을 줄이고 침투력을 높입니다.
• 더 높은 실리콘 필러(예: 4047)를 사용하여 다공성 문제를 줄입니다.

전문가 팁:  필러 로드에 수분이 있으면 용접부에 다공성이 생길 수 있으므로 항상 필러 금속을 건조하고 습기가 없는 상태로 유지합니다.

2. 균열(약하고 부서지기 쉬운 용접부)

높은 열 응력이나 잘못된 충전재 선택이 균열의 일반적인 원인일 수 있습니다. 알루미늄은 냉각되면서 크게 수축하기 때문에 응력이 누적되어 균열이 발생합니다.

🔸 원인

• 높은 열 스트레스에서 수축 균열을 일으킵니다.
• 잘못된 필러 금속을 사용하여 호환성이 떨어집니다.
• 예열이 충분하지 않아 냉각이 고르지 않고 스트레스가 쌓이게 됩니다.

🔹 솔루션

• 열 충격을 최소화하기 위해 공작물을 300°F~600°F(150°C~315°C)로 가열합니다.
• 균열이 잘 생기지 않는 4047의 고실리콘 필러 막대를 사용합니다.
• 용접부가 천천히 냉각되어 응력 골절이 발생하지 않도록 하세요.
• 대형 부품용 알루미늄 주물은 열을 고르게 분산하고 응력을 줄이기 위해 멀티패스 기법을 사용하여 용접할 수 있습니다.

전문가 팁:  용접 후 균열이 나타나면 다이 그라인더를 사용하여 균열을 제거하고 해당 부위를 청소한 후 적절한 예열을 거쳐 다시 용접하세요.

3. 융합 부족(금속과 용접 비드 사이의 약한 결합) 3.

용접 비드와 모재 사이에 융착이 이루어지지 않아 약한 접합부를 형성하는 것을 융착 부재라고 합니다. 이 결함의 원인은 종종 열이 가해지거나 부적절한 용접 기술이 원인인 경우가 많습니다.

🔸 원인

• 낮은 가열 입력으로 인해 제대로 녹지 못합니다.
• 빠른 이동 속도와 관통력이 없습니다.
• 따라서 잘못된 토치 각도로 인한 불완전한 융합을 생성합니다.

🔹 솔루션

• 모재를 제대로 관통할 수 있도록 열 설정을 높입니다.
• 핵이 더 깊숙이 융합할 수 있도록 이동 속도를 늦춰야 합니다.
• 일관된 침투를 위해 일정한 토치 각도(10~15도)를 유지하세요.
• 헬륨-아르곤 가스를 혼합하고 두꺼운 알루미늄을 주조하는 경우 열 입력이 증가합니다.

전문가 팁: 융착 부족이 발견되면 결함이 있는 용접부를 연마하고 표면을 청소한 후 더 높은 열과 느린 이동 속도로 용접부를 다시 만듭니다.

용접 후 처리 및 마감

용접 작업이 완료되면 적절한 마감 및 용접 후 처리를 통해 강도, 내구성 및 내식성을 보장할 수 있습니다.

1단계: 스트레스 완화 치료

• 용접 후 잔류 응력과 균열을 방지하기 위해 천천히 식힙니다.
• 필요한 경우 중요한 부품의 기계적 강도를 회복하기 위해 용접 후 열처리를 사용해야 합니다.
• 급격한 냉각으로 새로운 균열이 발생할 수 있으므로 물이나 에어 블라스팅으로 용접을 냉각하지 마세요.

전문가 팁: 부품이 서서히 식을 수 있도록 용접 부위를 보온 블랭킷으로 덮어두면 응력 균열의 위험이 줄어듭니다.

2단계: 연마 및 연마

• 용접 재료가 과도하고 표면이 매끄럽지 않은 경우 플랩 디스크 또는 다이 그라인더를 사용합니다.
• 광택이 나는 화장품을 사용하려면 고운 사포(600~1200 그릿)나 버핑 휠로 알루미늄을 연마하세요.
• 마무리하려면 필요한 경우 용접부를 주변 금속에 블렌딩합니다.

 전문가 팁: 오염으로 인해 부식 문제가 발생할 수 있으므로 알루미늄에는 탄소강 연삭 공구를 사용하지 마세요.

3단계: 부식 방지

알루미늄은 산화물 층으로 인해 자연적으로 부식에 강하지만, 열악한 환경의 경우 추가적인 보호를 통해 수명을 늘릴 수 있습니다.

• 아노다이징 - 내식성을 높이고 부품의 외관을 개선하기 위해 보호용 산화물 층을 형성하는 절차를 말합니다.
• 파우더 코팅 - 부품에 내구성을 부여하여 마모와 환경으로부터의 손상을 방지하는 마감 처리입니다.
• 페인트 또는 실런트 - 중요하지 않은 부품을 비용 효율적으로 보호합니다.

전문가 팁: 페인트를 사용할 때는 에칭 프라이머를 사용하면 접착력과 내구성을 모두 높일 수 있으므로 사용해야 합니다.

주조 알루미늄 용접의 실제 응용 

용접 주조 알루미늄은 자동차 수리, 항공우주 제조 등 다양한 산업 분야에서 일반적으로 사용됩니다.

1. 자동차 수리 

• 엔진 블록, 실린더 헤드 및 변속기 케이스의 정확한 위치를 파악하고 수리하는 TIG 용접의 능력.
• 금이 간 알로이 휠 및 서스펜션 부품 수리.
• 고성능 또는 오프로드를 위한 섀시 부품 보강.

전문가 팁:  용접된 알루미늄 부품은 무게를 줄이면서도 강도를 유지하기 위해 많은 고성능 레이싱 차량에서 볼 수 있습니다.

2. 항공우주 및 항공 

• 항공기 동체 부품 및 엔진 부품 수리.
• 알루미늄 랜딩 기어와 기체 구조를 용접하여 무게를 유지하면서 강도를 유지합니다.
• 연료 탱크, 날개 구조물, 압력 용기 등 맞춤형 항공우주 부품을 제작합니다.

전문가 팁: A356과 7075는 항공우주 등급의 알루미늄 합금으로, 특수 기술과 엄격한 열 제어를 통해 용접의 무결성을 유지할 수 있는 경우에만 용접할 수 있습니다.

3. 해양 산업 

• 알루미늄 보트, 프로펠러 및 선박용 엔진 케이스 수리.
• 내염성을 위해 해양 등급 알루미늄을 용접했습니다.
• 일반적으로 거친 환경에 노출되는 해양 구조물 및 조선 부품을 수리합니다.

전문가 팁: 모든 해양 용도의 필러 재료는 항상 5356과 같은 내염성 타입이어야 합니다.

4. 산업 및 건설 

• 중장비 부품 및 공장 장비 수리.
• 알루미늄 비계, 배관 및 지지 빔을 보강합니다.
• 제조 및 건설을 위한 맞춤형 알루미늄 구조물을 제작합니다.

전문가 팁:  균열과 왜곡을 방지하기 위해 용접을 위한 대형 주조 알루미늄 구조물을 예열하는 작업은 일반적으로 산업 환경에서 이루어집니다.

결론

주조 알루미늄 용접은 작업을 잘 수행하기 위해 준비, 장비, 최고 수준의 용접 지식이 완벽하게 조화를 이루어야 하는 숙련된 공정입니다. 올바른 세척, 예열 및 용접 방법을 따르면 강력하고 안정적인 용접을 보장할 수 있습니다. 그러나 항공우주, 해양 또는 자동차 산업이나 산업 분야에 종사하지 않아도 수리 또는 제작을 위한 주조 알루미늄 용접의 이점을 누릴 수 있습니다. 시간과 연습, 인내심과 디테일에 대한 관심만 있다면 주조 알루미늄은 최소한의 결함과 전문적인 품질의 결과물로 거의 문제없이 용접할 수 있습니다. 고강도 응용 분야에서 부품의 수명이 지속되는 용접을 만들려면 시간을 투자해야 합니다.

주조 알루미늄 용접에 대한 FAQ

1. 주조 알루미늄 용접에서 더 까다로운 요소는 무엇인가요?

주조 알루미늄의 다공성, 산화 및 높은 열전도율은 균열, 다공성 및 약한 용접을 증가시킵니다. 주조 알루미늄의 산화물 층은 알루미늄 자체가 녹는 온도보다 훨씬 높은 온도에서 용융되므로 용착이 어렵습니다.

2. 주조 알루미늄을 용접할 때 가장 적합한 작업 유형은 무엇인가요?

TIG를 사용하면 정밀하고 깔끔한 용접이 가능하며, MIG는 두꺼운 재료에 적합합니다. 강력한 용접을 위해서는 예열, 올바른 필러, 보호 가스가 필요합니다.

3. 다공성과 균열을 방지하는 방법에는 어떤 것이 있나요?

표면을 철저히 청소하고 순수 아르곤 가스를 사용하며 300F~600F로 예열하여 열 스트레스를 줄입니다. 높은 실리콘 필러 금속(4047)을 사용하면 균열 발생에 대한 저항력을 높일 수 있습니다.