용접의 종류 - 5. 저항용접

 

 

<용접의 종류 다섯 번째 - 저항용접/저항스폿용접/저항심용접/고주파 저항용접/저항프로젝션용접>

 

1. 저항용접

용접물의 구 소재 사이에 전기적 저항에 의해서 생성되는 열을 이용하는 모든 공정을 총망라하여 저항용접이라고 합니다.

저항용접은 소모성 전극, 보호가스, 용제 등을 필요로 하지 않으면서도 짧은 시간에 품질이 좋은 용접부를 얻을 수 있다는 장

점을 가지고 있으며, 로봇을 이용하여 자동화에 쉽게 적용되고 있습니다. 접합에서의 실제 온도상승은 용접물 재료의 비열과

열전도도에 따라 결정됩니다. 예를들어 알루미늄과 구리와 같은 금속은 열전도도가 높기 때문에 열의 집중이 필요합니다.

동종금속과 더불어 이종금속의 용접도 저항용접에 의해 용접할 수 있습니다. 사용전류는 10kA정도까지 가능하지만, 전압은

0.5~10V 정도로 사용됩니다. 접합강도는 표면의 거친정도와 청결 정도에 따라 결정되며, 산화충이나 오염충이 결정적이지는

않지만, 유막과 페인트, 두꺼운 산화막 등은 용접전에 제거해줘야 합니다.

 

2. 저항스폿용접

저항스폿용접에서는 마주보는 두 원통형 전극의 선단이 두 금속박판의 겹침접합부에 닿으면 저항열로 인해 너깃 형태의 용접

부를 형성합니다. 용접부위의 양호한 접착강도를 위해 통전이 끝날 때까지 압력이 가해지며, 이후에 응고되기 시작합니다.

따라서 교류전류와 압력을 시간에 따라 정확하게 제어하는 것이 필요합니다.

스폿용접으 표면은 약간 색이 바랜 오목자국이 생기며, 용접 너깃의 지름은 10mm까지 나타납니다.  전류는 3kA에서 40kA 영

역에서 사용되며 재료의 종류와 두께에 따라 결정됩니다. 가장 간단하면서도 가장 널리 사용되고 있는 스폿용접은 한 개 혹은

여러 개의 전극을 이용하여 수행됩니다.  가업은 기계식이나 공압식으로 이루어지는데, 소형제품은 보통 로커암형을, 그리고

대형제품은 프레스형의 스폿용접기를 이용합니다.

전극팁의 형상과 표면상태, 또 용접부위에의 접근성은 스폿용접에서 중요한 요소입니다. 접근하기 어려운 곳을 용접하기 위

해서는 여러가지 종류의 전극형상이 있는데, 스폿용접은 박판금속 소재를 제조하는 데 널리 사용되는 용접법입니다.

 

3. 저항심용접

저항심용접은 스폿용접과 유사한 용접으로 전극을 회전하는 휠이나 롤러로 대체한 용접법입니다. 교류전류를 사용할 경우 전

도체인 롤러에 교류주기마다 충분히 높은 값에 이르게되면 스폿 용접이 형성됩니다.

박판의 경우 용접속도는 대략 1.5mm/min 정도이며, 주파수 혹은 용접속도가 충분히 높으면 스폿용접 비드는 실제로 겹치게

되어 용접부는 액체나 기체가 누설되는 것을 막을 수 있습니다. 이 용접법은 캔의 길이 방향의 심, 머플러, 가솔린 탱크 등에

사용됩니다. 롤 스폿용접에서는 롤러에 전류를 단속적으로 가함으로써 심의 길이에 따라 간격을 바꿔가면서 스폿용접을 수행

합니다. 매시심 용접은 겹쳐지는 용접부가 판재 두께의 1~2배 사이가 되며, 용접부심 두께는 최초 판재 두께의 90%정도 됩니

다. 레이저 용접을 사용하기도 하는 테일러 용접법을 이 용접법을 가지고 사용하기도 합니다.

 

4. 고주파 저항용접

고주파 저항용접은 전류주파수가 450kHZ까지 올라가는 것을 제외하고는 심용접과 유사합니다. 대표적인 응용분야는 파이프

혹은 원형관을 맞대기 용접할 때 사용하는 것이고, 이 때 전류는 두 슬라이딩 접점을 통해서 롤로 성형된 관을 따라 흐릅니다.

온도가 상승된 끝 단은 한 쌍의 롤에 의하여 관이 지나감에 따라 압력을 받게 되고, 불꽃이 생성되면서 끝 단이 잘 정리되어집

니다.  I빔과 같은 구조물은 고주파 저항용접에 의해 제작이 되며, 길고 납작한 소재로 웹과 플랜지를 용접합니다.

나선형 파이프, 열 교환기에 쓰이는 핀튜브, 휠의 외륜 등은 이 공법으로 제조됩니다. 고주파 유도용접은 롤 성형튜브를 제조

하는데 사용합니다.

 

5. 저항프로젝션 용접

저항프로젝션 용접에서는 용접하고자 하는 두 표면 중 하나에 돌출부를 만들어 높은 저항을 발생시키는 방법입니다. 돌출부

는 설계 혹은 강도를 고려하여 원형 혹은 타원형으로 만듭니다. 돌출부가 평평한 면과 접촉하면, 국부적으로 고온으로 상승합

니다. 대체로 전극은 구리합금으로 만들고, 크고 납작하며, 온도를 지속적으로 낮게 유지하기 위해서 수냉을 합니다.

용접 너깃은 스폿용접과 유사하며, 압력이 가해지고 연해짐으로서 돌출부는 납작하게 바뀌게 됩니다.

스폿용접장비가 전극을 수정함으로서 저항프로젝션 용접에도 사용이 가능합니다. 비록 소재에 돌출부를 만드는 작업이 생산

원가를 상승시키지만 동시에 한 공정으로 여러 용접부를 얻을 수 있고, 전극의 수명이 연장될 수 있습니다. 더욱이 두께가 다

른 소재의 용접, 즉 얇은 박팍을 일반 평판에 용접이 가능합니다. 넛트와 볼트도 이 공법으로 용접이 가능하며, 돌출부는 기계

가공이나 단조에 의해서 만들어집니다.