아크용접기, 알곤용접기,레이저용접기, CO2용접기 원리, 종류, 장단점, 알아보기!

목차

1. 아크용접기 원리, 종류, 홀더

    1.1 알곤용접기(TIG용접기) 원리

2. 레이저용접기 원리, 종류, 장점ㆍ단점

    2.1 CO2 용접기 원리

기본적으로 용접기란 금속을 녹여서 서로 붙이는 도구입니다. 매우 높은 열을 이용하여 금속의 일부를 녹이고, 녹은 금속이 다시 굳으면서 두 금속 조각이 하나로 결합되는 원리인데요. 용접기는 사용하는 에너지원과 용접 방식의 차이에 따라 여러가지로 구분됩니다. 대표적으로 전기 아크를 이용하는 아크용접기, 레이저빔을 이용하는 레이저용접기가 있습니다. 오늘은 이 2가지 용접기의 원리와 종류에 대해 알아보겠습니다.

1. 아크용접기 원리, 종류, 홀더

(1) 아크용접기 원리

아크용접기는 전기 아크를 이용해 금속을 녹여 결합하는 용접기입니다. 전기 아크는 전극과 금속 표면 사이에 형성되는 전기 방전 현상으로, 매우 높은 온도를 발생시킵니다. 이 온도로 인해 금속이 녹아 용접이 이루어집니다. 아크용접기는 다양한 금속과 두꺼운 재료를 용접하는 데 사용되며, 산업 현장에서 매우 널리 사용됩니다. 아크용접기는 크게 가스를 이용하는 가스용접기와 가스를 이용하지 않는 논가스용접기로 구분됩니다.

(2) 아크용접기 종류

가스용접기와 논가스용접기는 어떤 차이가 있는지 한번 알아보겠습니다.

가스용접은 용접 품질을 높이기 위해 보호가스를 사용하여 용접 풀을 보호하는 용접 방식입니다. 고품질의 용접이 필요한 경우나, 알류미늄, 스테인리스강처럼 산화되기 쉬운 비철금속을 용접할 때, 또는 바람이 불거나 가스가 날아가지 않도록 외부 상황의 영향을 받지 않는 실내작업에 적합합니다.

MIG용접기, 알콘용접기(TIG용접기) 등 다양한 가스용접기가 있는데요. MIG용접기는 소모성 와이어 전극과 보호 가스를 사용하여 빠르고 효율적으로 금속을 용접하는 방식입니다. 대표적인 가스용접기인 알콘용접기(TIG용접기)는 뒤에서 더 자세히 알아보겠습니다.

반면 논가스용접은 보호 가스를 사용하지 않으며, 대신 용접 전극에 내장된 플럭스가 용접 풀을 보호합니다. 논가스용접은 바람이 불거나 날씨가 나쁜 상황에도 가스가 날아가지 않기 때문에 야외 작업에 적합합니다. 논가스 용접기로는 SMAW용접기와 FCAW용접기 등이 있습니다.

📢 산업의역군 기업DB에서 용접기 회사 찾기

산업의역군 기업DB를 이용해 용접기를 취급하는 회사들을 찾아보겠습니다.

산업의역군 기업DB로 들어가, 좌측 상단에 있는 [아이템]필터를 클릭합니다.

그러면 선택한 아이템을 취급하는 회사들만 필터링해서 확인할 수 있습니다. 

‘용접기’라는 아이템을 입력하고 검색합니다. 

그러면 용접기를 취급하는 65개의 회사가 검색되는데요. 기본 정렬값은 매출 내림차순입니다.

즉, 매출이 높은 순서대로 용접기 회사가 정렬되는 거죠.

이 중 3번째 회사인 ‘나우테크’의 기업정보를 확인해 보겠습니다. 

사진에 보이는 것처럼 기본적인 회사에 대한 간략한 소개와 재무/신용평가, 실적/인증/신기술, 심지어 행정처분 내역까지 다양한 정보를 확인할 수 있으십니다.

[아이템] 필터 옆에 있는 [지역] 필터를 이용하여 경기도에 위치한 용접회사에 대한 정보만 확인하는 것도 가능합니다.

백문이 불여일산군.

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(3) 아크용접기 홀더

아크용접기 홀더는 전극 홀더 또는 스틱 홀더라고도 불리며, 아크용접에서 매우 중요한 역할을 합니다. 이 홀더는 전극(용접봉)을 잡고 고정하며, 전기 아크를 생성하는 데 필요한 전기를 전극에 전달하는 도구입니다. 전극이 단단히 고정되지 않으면 전기 아크가 불안정해져 용접 품질이 저하될 수 있습니다. 따라서, 안정적인 전극 고정은 용접의 일관성과 품질을 유지하는 데 필수적입니다. 

1.1 알곤용접기(TIG용접기) 원리

알곤용접기, 또는 TIG 용접기는 대표적인 가스용접기로, 비소모성 텅스텐 전극과 보호 가스를 사용하여 금속을 용접하는 방식입니다. 텅스텐은 매우 높은 녹는점 가지고 있어(약 3,422°C) 용접 과정에서 녹지 않습니다. 이로 인해 전극이 소모되지 않고 오랜 시간 동안 사용할 수 있습니다. 그리고 아르곤 가스를 보호 가스로 사용하여 용접 풀을 산화로부터 보호합니다.

2. 레이저용접기 원리, 종류, 단점

(1) 레이저용접기 원리

레이저 용접기는 매우 강한 빛(레이저)을 사용하여 금속을 녹여 붙이는 장치입니다. 레이저 빔이 금속 표면에 닿으면 높은 온도로 인해 금속이 녹아 용접 풀이 생기고, 이 용접 풀이 식으면서 금속이 하나로 결합됩니다.

(2) 레이저용접기 종류

대표적인 레이저 용접기는 파이버 레이저 용접기, CO2 레이저 용접기, YAG 레이저 용접기 등이 있습니다. 아크용접기가 가스/논가스에 따라 구분됐다면, 레이저용접기는 레이저 매질에 따라 구분됩니다. 예를 들어, 파이버 용접기는 매질로 광섬유를, CO2용접기는 이산화탄소(CO2)를, YAG 레이저 용접기는 YAG 크리스탈을 매질로 사용합니다. 매질의 특성에 따라 용접의 특성도 달라지기 때문에 용접 재료에 적합한 레이저 용접기를 선택하는 것이 중요합니다.

(3) 레이저용접기 장점ㆍ단점

레이저 용접기는 작은 용접 부위에 정밀한 작업이 가능합니다. 미세한 부품이나 복잡한 재료를 용접하는 데 용이한 거죠. 기본적으로 레이저란 특정 파장의 빛을 증폭하여 생성한 에너지빔입니다. 따라서, 비접촉 작업이 가능해 재료의 변형이나 손상이 적습니다. 또한, 앞서 언급했던 고출력 특성은 빠른 용접을 도와 작업 속도가 향상시킵니다. 특히, 대량 생산 공정에 사용되어 생산성을 크게 높일 수 있습니다.

그러나, 레이저 용접 장비는 다른 장비에 비해 초기 설비 및 운영 비용이 높습니다. 기본적으로 고출력 에너지는 높은 전력이 요구되며, 레이저 소스, 광학 시스템, 냉각 장치 등 고가의 부품이 필요하기 때문인데요. 광학 부품의 유지보수와 교체도 고려한다면 다른 용접기에 비해 훨씬 비용이 많이 듭니다.

또한, 용접의 재료가 매우 두꺼운 경우, 용접이 어려울 수 있습니다. 고출력 레이저라도 빛은 빛이기에 재료의 두께가 일정 수준을 넘어가면 용접이 어려운 거죠.

마지막으로, 구리와 알류미늄 같은 반사성 높은 금속은 레이저 에너지를 반사하기 때문에 레이저용접기 사용이 적합하지 않습니다.

2.1 CO2용접기 원리

CO2용접기는 이산화탄소를 매질로 합니다. 정확히는 이산화탄소, 질소, 헬륨 등이 혼합된 기체를 매질로 사용하는데요. CO2용접기는 레이저용접기 중에서도  매우 높은 출력을 낼 수 있어 두꺼운 재료를 용접하는데 적합합니다. 고출력이란 레이저의 출력이 높다는 의미로, 시간당 발생하는 에너지의 양이 많음을 의미합니다. 한마디로 강력하다는 뜻이죠! 이러한 강력함은 주변 재료도 녹일 수 있어 주의가 필요합니다.

CO2용접기는 플라스틱, 세라믹 등 비금속은 물론, 스테인리스강, 알류미늄, 탄소강 등 금속을 용접할 때도 사용되고요. 대형 금속 구조물, 항공 우주, 자동차 제조 등에도 광범위하게 사용됩니다.