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용접을 잘할 수 있는 조건은 꾸준한 노력과 반복 연습 밖에 없다. 다만 연습시 확실한 방법을 알고 연습하는 것과 어떤 지식이 없이 연습하는 것과의 분명한 차이가 있기 때문에 교육이 필요하다.
맞대기 용접을 잘하기 위해선 우선 비드 연습이 중요하며 비드가 올바로 형성되지 않는데 남보다 빨리 진도를 나가고 싶어서 각 단계를 충실히 하지 않고 대충 연습한 후 바로 맞대기 용접으로 들어가는 경향이 있는데 그것은 올바른 방법이 아니다. 설사 처음엔 잘되는 것 같지만 어느 단계에 가면 체계와 숙련이 안되어 있어 오히려 확실한 용접기술이 숙련되지 못하고, 슬럼프에 빠지는 경향이 있게 된다. 따라서 각 단계를 충실하게 연습하여 손에 익숙해져야 된다.
맞대기 용접시 중요한 단계는 일정한 모재가공, 일정한 간격의 가접 및 역변형, 각 층별 정확한 전류 조절, 각 층별 용접봉 운봉방법, 매 용접 층마다 깨끗이 청소한 후 다음 층 용접 등이다.
가. 모재가공을 확실히 한다.
1) 가스 절단시 모재의 개선각이 일정하게(30-35˚) 한다.
모재를 V형 홈으로 가공할 때 시험편의 개선각은 30-35˚(홈각은 60~70˚)이다. 그러나 연습을 위한 모재를 가스 절단기로 절단할 경우 이 개선각을 정확히 맞추지 못하고 너무 크게 하거나 적게 하여 연습할 경우 연습이 정상으로 안되게 되며, 실제 시험을 보는 모재와 달라지게 되면 초보자는 상황에 따른 작업조건을 잘 모르기 때문에 시험시에 불량한 용접부를 만들어 불합격될 확률이 높게 된다.
예를 들면 개선각이 크면 상대적으로 용접부가 얇아진 것과 같으므로 전류도 낮추어야하고 운봉방법도 달리 해야 하며, 개선각이 적으면 용접부가 두꺼워진 것과 같으므로 이전과 반대로 해야 될 것이다.
2) 루트면을 일정하게 가공한다.
루트면을 일정하게 하지 않으면 마찬가지로 다른 조건이 틀려지므로 자기 용접 조건을 확실히 구성하고 연습하기 위해서는 자기에 맞는 루트면이 설정되야 한다. 루트면은 보통 1.5-2mm 정도 형성하지만 작업방법과 작업조건, 작업자의 기능에 따라 상당한 차이가 있을 수 있으므로 정설은 없다. 다만 내가 정한 루트면 두께를 정하여 연습할 때 항상 똑같게 가공해야 된다. 또한 루트면 가공시 두 모재의 루트면이 처음부터 끝까지 동일한 두께이여야 하며, 두 모재를 나란히 붙여보았을 때 두 모재가 완전 밀착되어 있어야 되는데 가공이 불량하면 가운데가 들어가거나 또는 배가 불러서 이가 잘 맞지 않는 경우가 있으며 그 상태에서 용접하면 불량률이 훨씬 높아지게 된다.
나. 가접시 루트 간격을 일정하게 한다.
가접은 보통 가공된 모재를 뒤집어서 두 모재 사이를 약 3.2mm 정도 띄워 가접하게 된다.
원래 제품 용접을 할 때는 용접부 양끝에서 약 20-30mm 안쪽에 가접하여야 되나 용접 시험편 용접시는 양끝은 굽힘 시험시 절단하여 제거해 버리므로 양끝에 가접하게 된다. 보통 시작부는 3.2mm 용접봉의 심선으로 간격을 맞춘 후 엇갈리지 않게 가접한 후 반대편은 3.2+0.5~1.0정도 크게 하여 가접한 후 간격이 좁은 쪽부터 용접을 시작하면 된다.
다. 가접 후 역변형을 준다.
가접하여 두 모재가 평평한 경우 용접부 반대편으로 약간 구부려준 후 용접해야만 용접후의 변형교정이 쉽게 된다. 따라서 역변형 각도는 보통 2~3˚ 정도 준다.
라. 백비드(1층) 용접을 한다.
1) 백비드 전류를 조절한다.
백비드 용접 방법은 직진법, 위빙법, 휘핑법이 있으며, 작업자에 따라 달라질 수 있다.
직진법은 루트면과 루트 간격을 작게 하고 약간 전류를 세게 하여 직선으로 진행하는 방법인데 속도도 빠르고 잘 용접하면 좋은 결과를 낼 수 있으나 불량이 나면 수정하기 어렵다.
위빙법은 용접봉을 좌우로 움직이며 진행하는 방법인데 용접 중에 용접 상태를 확인하며 진행할 수 있어 안전한 방법이며, 휘핑법은 일정시간 아크 발생과 끊음을 주기적으로 하는 방법으로 일미나이트계봉을 사용할 경우 주로 사용한다.
이렇게 전류는 작업자와 작업방법, 모재 두께에 따라 다르며 저수소계 용접봉을 사용할 경우 보통 안전한 방법은 위빙법을 많이 활용하게 되며 이 때 보통 6~9mm 연강판의 경우 85~95A(암페어) 정도로 맞춘다. 이 때 개선각이 크거나 루트간격이 넓거나 모재 두께가 얇아지거나, 루트면이 얇으면 낮은 전류쪽을, 그 반대이면 높은 전류쪽을 선택하여야 되므로 이전의 조건을 동일하게 한 상태에서 내가 용접할 전류를 설정하여 연습해야 된다.
2) 모재를 지정 자세별로 용접이 편한 높이로 고정한다.
높이와 위치가 맞지 않으면 자세가 부자유스러워 힘이 들고 용접시 손떨림이 일어나 용접이 잘되지 않으므로 각 자세별 용접이 편한 높이로 고정한다.
3) 아크를 발생시켜 시작부에서 안정시킨 후 진행한다.
용접 시작부는 아직 열을 받지 않았기 때문에 모재에 용융지가 형성되지 않아 조금만 움직이면 달라붙는 현상이 심하여 진행이 어려우므로 시작부에 진입시에는 개선각 중심에서 좌우로 움직이지 말고 아주 느리게 약 10~15mm 정도 직선으로 진행한 후 루트부에 키홀이 형성되면 그 다음 모재와 모재의 루트면 사이를 부체꼴 모양(반달형)으로 움직이며 각 모재의 루트면 부분에서 약 0.5~1초 정도 머무름을 하여 진행하면 되며 이때 키홀(key hole)의 크기가 큰 듯 싶으면 용접부 쪽에 용접봉을 많이 물려 나가고, 키홀이 작은 듯 싶으면 용접이 안된 루트 간격사이에 용접봉이 많이 나가게 진행하면 백비드가 일정하게 나오게 된다. 만약 키홀이 너무 커질 경우 곧 용접을 중단하고 전류를 다시 조절한 후 진행해야 된다. 이때 두 모재의 루트면에서 약간씩 머무름을 하는 것이 중요하다.
4) 한 층 용접 후 깨끗하게 청소한다.
한층 또는 한 pass 용접 후엔 반드시 와이어 브러시나 휠 브러시로 깨끗하게 청소하여 이물질이나 슬랙 섞임이 없도록 해야 된다. 슬래그가 혼입된 상태에서 용접을 할 경우 다음 층을 아무리 용접을 잘했더라도 굽힘시험을 하면 용접부가 뚝 부러지게 되므로 용접부 청소는 매우 중요하다.
마. 2층 용접을 한다.(모재 두께가 9mm의 경우)
모재 두께가 6mm의 경우는 2층으로 용접을 끝내지만 모재 두께가 9mm인 경우는 3층으로 용접을 끝내게 된다.
1) 2층 용접 전류를 조절한다.
2층 용접시 전류는 1층 용접보다 20~30A 이상 높게 조절한다. 용접기에 따라 다르나 1층 용접 전류에서 용접 전류 조절 핸들을 시계방향으로 8~10회 돌리면 2층용접 전류가 되나 용접기마다 다르므로 처음에 핸들을 완전히 반시계방향으로 돌린 후 시계방향으로 돌리면서 1층 용접 전류가 몇 바퀴째인가, 2층 용접전류(보통 100~120A)는 몇 바퀴째인가 확인한 후 연습하면 매회 마다 전류를 일일이 조절하지 않아도 된다.
2) 2층 용접을 한다.
시작부에서 아크를 발생하여 아크를 안정시킨 후 매우 천천히 안으로 약 10mm 정도 진행한 후 전층 용접부에 충분히 용융지가 형성되면 정상적인 위빙으로 진행하면 되며, 위빙하면서 모재 표면보다 약 0.5~1mm 정도 낮게 보일 정도로 진행하며 위이빙시 특히 양끝에서 약 0.5~1초 정도 머물음을 하면서 일정한 폭과 피치를 유지하며 진행해야 된다.
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그림 위이빙 방법의 예
바. 3층(표면) 용접을 한다.
3층 용접도 2층 용접시와 전류를 같게 하거나 약간 낮추어 진행하며 모재의 모서리와 모서리에 용접봉의 중심이 오게 용접봉을 위빙하면서 일정하게 진행하면 된다. 용접부 마지막에서는 크레이터 처리를 하여 용접 끝부분이 오목하지 않게 해야된다. 용접 결함이 많이 발행하는 곳은 처음 시작부분과 이음부분, 끝부분이므로 이 처리가 정말 중요하다.
3. 위보기 V형 맞대기 용접시 유의 사항
가. 가접부가 쳐지지 않게 가접해야 한다.
위보기 V형 맞대기 용접 모재를 가접할 때 특히 주의해야 할 것은 가접부가 용락되어 쳐지지 않게 해야 된다. 가접부가 쳐져 있거나 스패터가 붙어 있으면 아크를 안정시키기 매우 어려워 시작부터 몹시 힘들고 거의 용접이 안되는 경우가 많다. 만약 가접부가 쳐지게 가접된 경우 그라인더나 줄로 평면이 될 정도로 가공한 후 용접해야 된다.
나. 용접 시작부 모서리에서 아크를 발생하여 진행전에 아크를 안정시킨다.
용접봉을 용접 시작부 모서리에 가볍게 접촉시키며 아크를 발생시켜 아크가 안정되면 용접봉을 홈 중심부를 아주 느리게 좌우로 움직이지 말고 직진하여 약10mm 정도 진행하고 키홀이 형성되는 듯 하면 정상적으로 위빙을 하여 키홀을 형성하며 일정하게 진행한다. 이 때 용접봉은 루트면 쪽에 가급적 깊이 밀어넣어야만 키홀이 형성되고 이면비드가 형성되며 비드가 쳐지지 않게 형성된다.
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