MIG(금속 불활성 가스) 용접 알루미늄은 재료의 고유한 특성으로 인해 까다로운 공정이 될 수 있습니다. 그러나 올바른 기술과 예방 조치를 취하면 고품질 용접을 달성할 수 있습니다. 이 기사에서는 MIG 용접 알루미늄을 익히는 데 도움이 되는 몇 가지 팁과 주의 사항을 살펴보겠습니다.
알루미늄 이해하기
용접 공정에 들어가기 전에 용접 특성을 이해하는 것이 중요합니다. 알루미늄. 알루미늄은 강철에 비해 녹는점이 낮고 열전도율이 높기 때문에 더 높은 입열량과 용접 매개변수의 세심한 제어가 필요합니다.
또한 알루미늄 소재는 밀도가 기존 알루미늄 소재의 1/3 수준으로 낮습니다. 스틸, 큰 매장량과 우수한 성능을 갖춘 경량 소재로 만듭니다. 낮은 융점(660℃); 가소성이 높은 면심 입방 구조입니다( δ: 32-40%, ψ: 70~90%). 비강도와 강성이 우수하고 가공이 용이합니다. 산화를 통해 치밀한 산화피막을 형성하여 내식성이 우수하여 운송, 기계, 전자 등 산업 전반에 널리 사용됩니다.
MIG 용접 알루미늄이란 무엇입니까?
GMAW(가스 금속 아크 용접)라고도 알려진 MIG 용접 알루미늄은 소모성 와이어 전극과 차폐 가스를 사용하여 알루미늄 조각을 함께 결합하는 데 사용되는 공정입니다. 이 공정에는 용접 건을 통해 와이어를 공급하는 과정이 포함되며, 여기서 와이어는 녹아 모재와 함께 용접 풀을 형성합니다. 일반적으로 아르곤과 헬륨의 혼합물인 보호 가스는 용융된 용접 풀을 대기 오염으로부터 보호합니다.
MIG 용접의 발명자는 일반적으로 1940년대 Battelle Memorial Institute의 PO Nobel로 알려져 있습니다. 그러나 나중에 1950년대에 H. Wilson Company에 의해 상용화되었습니다. MIG 용접은 알루미늄을 포함한 금속 조각을 더 빠르고 효율적으로 결합하는 방법을 제공함으로써 용접 산업에 혁명을 일으켰습니다.
알루미늄을 MIG 용접하는 방법은 무엇입니까?
MIG(금속 불활성 가스) 용접 알루미늄은 알루미늄의 고유한 특성으로 인해 몇 가지 특정 기술과 장비가 필요합니다. 알루미늄 MIG 용접 방법에 대한 기본 가이드는 다음과 같습니다.
- 작업 공간 준비: 작업 공간이 깨끗하고 환기가 잘 되며 인화성 물질이 없는지 확인하십시오. 알루미늄 용접은 밝은 빛과 강한 열을 발생시키므로 용접커튼 등의 적절한 보호와 용접헬멧, 장갑, 재킷 등 개인보호장비(PPE)가 필요합니다.
- 올바른 장비를 선택하세요: 알루미늄 용접이 가능한 MIG 용접기가 필요합니다. 여기에는 일반적으로 스풀 건 또는 푸시풀 건이 있는 MIG 용접기가 포함됩니다. 이 건은 엉키거나 막히지 않고 부드러운 알루미늄 와이어를 공급하는 데 도움이 됩니다. 용접공이 알루미늄 용접에 적합한 설정을 갖추고 있는지 확인하십시오.
- 올바른 전선과 가스를 선택하세요: MIG 용접용으로 특별히 제작된 알루미늄 용접와이어를 사용합니다. 가장 일반적인 유형은 ER4043 또는 ER5356입니다. 이 와이어는 강철 용접 와이어에 비해 더 부드럽고 구성이 다릅니다. 또한 일반적으로 순수 아르곤 또는 아르곤과 헬륨의 혼합물인 보호 가스가 필요합니다.
- 알루미늄을 준비해주세요: 알루미늄을 깨끗이 닦아서 먼지, 기름, 산화막을 제거합니다. 알루미늄은 공기에 노출되면 매우 빠르게 산화물 층을 형성하여 용접 공정을 방해할 수 있습니다. 청소에는 스테인레스 스틸 와이어 브러시 또는 전용 알루미늄 브러시를 사용할 수 있습니다.
- 용접기 설정: 제조업체의 권장사항과 용접하는 알루미늄의 두께에 따라 MIG 용접기 설정을 조정하세요. 여기에는 와이어 속도, 전압 및 가스 유량이 포함됩니다. 낮은 설정으로 시작하고 연습을 통해 필요에 따라 조정하십시오.
- 용접 기술: 용접건을 약간의 각도(약 10~15도)로 잡고 일정한 이동 속도를 유지합니다. 조인트를 따라 총을 부드럽게 움직이면 금속이 과열되지 않고 관통력이 좋아집니다. 알루미늄은 열을 빠르게 방출하므로 과열에 주의하고 그에 따라 기술을 조정하세요.
- 연습 및 테스트: 실제 공작물을 용접하기 전에 비슷한 두께의 알루미늄 스크랩 조각에 대한 연습이 중요합니다. 이는 성공적인 알루미늄 MIG 용접에 필요한 설정과 기술에 대한 느낌을 얻는 데 도움이 됩니다.
- 검사 및 청소: 용접 후 용접부에 균열, 융착불량 등의 결함이 있는지 검사합니다. 와이어 브러시를 사용하여 슬래그나 스패터를 닦아냅니다.
- 용접 후 처리: 일부 용접은 매끄러운 마무리를 위해 브러싱이나 연삭과 같은 용접 후 처리가 필요할 수 있습니다.
모든 용접 공정에서 작업할 때는 항상 안전을 최우선으로 생각하십시오.
MIG 용접 알루미늄 재료 선택
MIG 용접 알루미늄 재료를 선택할 때 용접할 알루미늄 합금의 유형은 물론 용접 와이어, 보호 가스 및 공정에 필요한 추가 재료를 고려하는 것이 중요합니다. 필요한 자료는 다음과 같습니다.
표 1 일반적인 알루미늄 MIG 용접 및 시트 재료의 화학 성분
| 알루미늄 등급 | 화학성분 한도 중량% | ||||||||
| Si | Fe | Cu | Mn | Mg | Zn | Cr | Ti | AI | |
| 4047 | 11-13 | 0.8 | 0.03 | 0.15 | 0.1 | 0.2 | / | / | 수당 |
| 4043 | 4.5-5 | 0.04 | 0.04 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | / | / | 수당 |
| 5083 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.4-1 | 4.0-4.9 | 0.25 | 0.05-0.25 | 0.15 | 수당 |
| 5183 | 0.25 | 0.1 | 0.1 | 0.3-1 | 4.3-5.2 | 0.25 | 0.05-0.25 | 0.11 | 수당 |
| 5356 | 0.03 | 0.4 | 0.05 | 0.15 | 5 | 0.05 | 0.1 | 0.1 | 수당 |
| 6061 | 0.4-0.8 | 0.7 | 0.15-0.4 | 0.15 | 0.8-1.2 | 0.04-0.35 | 0.25 | 0.15 | 수당 |
MIG 용접 알루미늄의 재료 선택에는 다음 원칙을 고려해야 하는 경우가 많습니다.
- 균열 저항;
- 힘;
- 부식 저항;
- 희석율;
- 색.
5XXX 시리즈(5000 시리즈)는 Al-Mg 기반으로 내식성이 우수하고, 6XXX 시리즈(6000 시리즈)는 Al-Mg-Si 기반으로 강도가 높습니다. 강도 요구 사항이 높지 않은 용도에는 ER4047 또는 ER5356을 사용하고, 강도 요구 사항이 높은 용도에는 ER4043 또는 ER4047을 사용하는 것이 좋습니다. ER5356은 고강도가 요구되는 용도에 적합합니다.
알루미늄 재료의 용접성이 균열, 용접 접합부의 열악한 기계적 성질, 취성 파괴와 같은 문제에 직면할 때, 용접 와이어 설계 및 프로세스 조건을 변경하지 않는 것이 종종 필요하고 실행 가능하며 효과적인 기술적 조치입니다. 특정 성능 요구 사항이 필요한 상황에서는 적절하게 일치하는 용접 와이어를 선택하는 것이 필요합니다. 구체적인 세부 사항은 표 2에서 참조할 수 있습니다.
표 2 특수 성능 요구 사항에 따라 권장되는 알루미늄 합금 용접 와이어
| 소스 | 특별한 성능 요구 사항에 따라 권장됩니다. | ||||
| 고강도 | 좋은 가소성 | 색상 매칭 후 양극 산화 처리 치료 | 균열 경향이 최소화됨 | 바닷물 부식에 대한 저항성 | |
| 1100 (L5-1) | SAISİ-1 | 사이-1 | 사이-1 | SAISi-1 | 사이-1 |
| 2A16(LY16) | 사이쿠 | 사이쿠 | 사이쿠 | 사이쿠 | 사이쿠 |
| 3A21(LF21) | SAIMn | SAL-1 | SAL-1 | SAISi-1 | SAL-1 |
| 5A02(LF2) | SAIMg-5 | SAlMg-5 | SAlMg-5 | SAlMg-5 | SAlMg-5 |
| 5A05(LF5) | LF14 | LF14 | SAlMg-5 | LF14 | SAlMg-5 |
| 5083 (LF4) | ER5183 | ER5356 | ER5356 | ER5183 | ER5356 |
| 5086 | ER5356 | ER5356 | ER5356 | ER5356 | ER5356 |
| 6A02(LD2) | SAIMg-5 | SAlMg-5 | SAlMg-5 | SAISi-1 | SAISi-1 |
| 6A63(LD31) | ER5356 | ER5356 | ER5356 | SAISi-1 | SAISi-1 |
| 7005 | ER5356 | ER5356 | ER5356 | X5180 | ER5356 |
| 7039 | ER5356 | ER5356 | ER5356 | X5180 | ER5356 |
알루미늄 MIG 용접 조인트의 결함 및 해결 방법
알루미늄 MIG 용접 조인트의 일반적인 결함으로는 용접 이음새 형성 불량, 균열, 다공성, 연소, 불완전한 침투, 융합 부족 및 슬래그 포함 등이 있습니다.
1.균열
균열은 일반적으로 용접 금속의 결정화 과정에서 형성되는 알루미늄 및 알루미늄 합금 용접의 일반적인 결함으로, 고온 균열 또는 응고 균열이라고 합니다. 이는 종방향 균열, 횡방향 균열(종종 모재까지 확장됨), 루트 균열, 크레이터 균열 등의 형태로 나타날 수 있습니다. 균열은 구조적 강도 저하로 이어질 수 있으며, 심지어 구조물 전체의 갑작스러운 파손을 초래할 수도 있으므로 엄격한 예방 조치가 필요합니다.
원인 :
ㅏ. 용접 갭의 과도한 깊이 대 너비 비율
비. 용접 끝 부분의 크레이터를 빠르게 냉각합니다.
씨. 필러 와이어의 조성과 모재 금속 간의 비 호환성;
디. 잘못된 운영 기술.
예방 조치 :
ㅏ. 아크 전압을 적절하게 조정하거나 용접 전류를 줄여 용접 비드를 넓히고 침투 깊이를 줄입니다.
비. 분화구를 적절하게 채우고 냉각 속도를 늦추는 조치를 취합니다.
씨. 필러 와이어와 모재 금속 간의 적절한 일치를 보장합니다.
디. 적절한 용접 매개 변수 및 순서를 선택하고 용접 속도를 적절하게 높이며 예열이 필요한 부분에 대한 예열 조치를 구현합니다.
2. 다공성
다공성은 용접 금속 내에 작은 공극이나 가스 포켓이 존재함을 나타냅니다. 이는 용접을 약화시키고 응력을 받으면 파손될 수 있습니다. 다공성을 완전히 제거하는 것은 어렵지만 일련의 조치를 통해 그 함량을 최소화할 수 있습니다. 다공성의 다양한 형태에 따라 알루미늄 용접에는 표면 다공성, 분산 다공성, 국부적 조밀 다공성, 단일 대형 기공, 루트 체인 다공성 및 원주형 다공성이 나타날 수 있습니다.
다공성의 존재는 용접 밀도를 감소시키고, 접합부의 하중 지지 면적을 감소시키며, 접합부의 강도와 연성을 낮춥니다. 특히 냉간 굽힘 각도와 충격 인성에서 감소가 두드러지므로 발생을 방지하기 위한 조치를 취해야 합니다.
원인 :
ㅏ. 가스 차폐 불량, 불순한 차폐 가스;
비. 용접 와이어 및 공작물 표면의 오염;
씨. 대기 중 과도한 절대 습도;
디. 불안정한 호, 지나치게 긴 호 길이;
이자형. 용접 와이어의 과도한 연장 길이, 노즐과 작업물 사이의 과도한 거리;
에프. 용접 와이어 직경 및 홈 형태의 부적절한 선택; g. 동일한 위치에서 시작되는 반복적인 아크, 조인트의 과도한 용접.
예방 조치 :
ㅏ. 보호 가스의 우수한 품질을 보장하고, 보호 가스 흐름을 적절하게 증가시켜 용접 영역에서 공기를 퍼지하고, 보호 가스의 균일한 흐름을 보장합니다.
비. 용접하기 전에 용접 와이어와 공작물의 표면을 철저히 청소하여 오일, 먼지, 녹, 스케일 및 산화막을 제거하고 탈산제 함량이 높은 용접 와이어를 선택하십시오.
씨. 대기 습도가 지나치게 높은 환경을 피하면서 용접 위치를 합리적으로 선택하십시오.
디. 호 길이를 적절히 줄이십시오.
이자형. 노즐과 공작물 사이의 거리를 제어하십시오.
에프. 가능한 한 두꺼운 용접 와이어를 선택하고 공작물 홈의 무딘 가장자리의 두께를 증가시켜 용접 와이어의 비율을 줄여 다공성 비율을 줄입니다.
g. 동일한 위치에서 반복되는 아크 시작을 피하십시오. 반복적인 아크 시동이 필요한 경우 용접 부위를 연마하거나 청소해야 하며 접합부에서 용접 이음새가 어느 정도 겹치도록 접합 수를 최소화해야 합니다.
지금 부품을 생산에 투입하십시오.
3.용접 스패터
용접 스패터는 용접 공정 중 용융된 금속 방울이 배출되는 현상입니다. 이러한 물방울은 주변 표면에 떨어져 표면 오염을 일으킬 수 있습니다. 스패터를 제거하려면 추가적인 청소 작업이 필요한 경우가 많으며, 이는 시간이 많이 걸리고 노동 집약적일 수 있습니다. 스패터는 용접 모양에 영향을 미칠 뿐만 아니라 후속 작업이나 용접 표면에 적용되는 코팅에도 방해가 될 수 있습니다.
원인 :
a.과도한 전압이나 지나치게 빠른 와이어 공급 속도와 같은 용접 매개변수 설정이 잘못되면 용접 공정 중에 과도한 스패터가 발생할 수 있습니다.
b.표면이 깨끗하지 않거나 직경이 부적절한 저품질 용접 와이어를 사용하면 스패터 형성이 증가할 수 있습니다.
c.부정확한 용접건 각도 또는 지나치게 빠른 용접 속도는 용접 풀의 불안정을 유발하여 스패터를 유발할 수 있습니다.
d.용접 모재의 기름, 먼지, 녹과 같은 표면 오염물질도 스패터 발생을 증가시키는 원인이 될 수 있습니다.
예방 조치 :
a. 용접 매개변수를 최적화하여 적절한 전압 및 와이어 공급 속도 설정을 보장하고 스패터 형성을 최소화합니다.
b. 스패터 발생을 줄이기 위해 표면이 깨끗하고 직경이 적합한 고품질 용접 와이어를 사용하십시오.
c. 적절한 용접 건 각도를 유지하고 용접 속도를 제어하여 용접 풀을 안정적으로 유지하고 스패터를 최소화합니다.
d. 용접 모재 표면에 스패터 방지제나 코팅을 도포하여 스패터 부착을 방지하고 청소를 용이하게 하며 표면 오염을 줄입니다.
4. 불완전한 융합 또는 침투
용접 시 불완전 용착 또는 용입은 용접 금속이 모재와 완전히 용착되지 않거나 용접이 원하는 깊이까지 용입되지 않을 때 발생합니다. 이로 인해 강도와 무결성이 부족한 약한 용접 접합이 발생하여 용접 구성요소의 전체적인 구조적 무결성이 손상될 수 있습니다.
원인 :
a.잘못된 용접 매개변수: 전압, 와이어 공급 속도 및 이동 속도와 같은 용접 매개변수의 잘못된 설정으로 인한 부적절한 열 입력은 불완전한 융합 또는 침투를 초래할 수 있습니다.
b.부적절한 용접 기술: 잘못된 아크 길이, 각도 또는 용접 토치 조작과 같은 잘못된 용접 기술은 용접 금속이 모재 금속에 적절하게 융합되고 침투하는 것을 방해할 수 있습니다.
c.조인트 맞춤 불량: 용접되는 모재 사이의 정렬 불량 또는 과도한 간격으로 인해 용접 금속의 적절한 융합 및 침투가 방해될 수 있습니다.
d.불충분한 사전 세척 또는 준비: 모재 표면의 오일, 그리스, 녹 또는 밀 스케일과 같은 오염 물질은 용접 금속의 적절한 융합 및 침투를 방해할 수 있습니다.
예방 조치 :
a. 올바른 용접 매개변수 보장: 전압, 와이어 공급 속도 및 이동 속도를 포함하여 용접 매개변수를 적절하게 설정하는 것은 적절한 융합 및 침투를 위한 적절한 열 입력을 달성하는 데 필수적입니다.
b.적절한 용접 기술 사용: 적절한 아크 길이, 각도 및 토치 조작 유지를 포함하여 올바른 용접 기술을 사용하여 용접 금속의 적절한 융합 및 침투를 보장합니다.
c.양호한 조인트 맞춤 보장: 용접할 모재를 적절하게 정렬하고 맞춤하여 간격을 최소화하고 적절한 융합과 침투를 위해 결합 표면 사이의 충분한 접촉을 보장합니다.
d. 모재 사전 세척 및 준비: 용접 금속의 적절한 융착 및 침투를 촉진하기 위해 오일, 그리스, 녹, 밀 스케일 등의 오염 물질을 제거하여 모재 표면을 철저히 청소하고 준비합니다.
MIG 용접 알루미늄에 대한 팁
다음 팁을 따르면 MIG 용접으로 기술을 향상하고 고품질 알루미늄 용접을 달성할 수 있습니다.
1. 청결이 중요하다
용접하기 전에 알루미늄 표면이 깨끗하고 오일, 그리스 또는 산화물 층과 같은 오염 물질이 없는지 확인하십시오. 스테인리스 브러시나 알루미늄 전용 세척액을 사용하여 불순물을 제거하세요.
2. 올바른 전선과 가스를 사용하십시오
ER4043 또는 ER5356과 같이 MIG 용접 알루미늄용으로 특별히 설계된 와이어를 선택하십시오. 이러한 와이어에는 아크 안정성을 향상시키고 다공성 형성을 줄이는 데 도움이 되는 첨가제가 포함되어 있습니다. 또한 적절한 보호 기능을 제공하고 산화를 최소화하려면 아르곤 함량이 높은 차폐 가스(일반적으로 100% 아르곤 또는 헬륨과 혼합)를 사용하십시오.
3.적절한 와이어 공급
알루미늄 와이어는 강철 와이어에 비해 더 부드럽고 새가 둥지를 틀거나 엉키기 쉽습니다. 부드럽고 일관된 와이어 공급 메커니즘을 갖춘 스풀 건이나 푸시풀 건을 사용하여 공급 문제를 방지하고 안정적인 아크를 보장합니다.
4.용접 매개변수 조정
알루미늄은 전도성이 낮고 열팽창 계수가 높기 때문에 강철에 비해 더 높은 용접 전류와 전압이 필요합니다. 와이어 공급 속도, 전압 및 이동 속도에 대한 다양한 설정을 실험하여 특정 애플리케이션에 대한 최적의 매개변수를 찾으십시오.
알루미늄을 약 150~200°C(300~400°F)로 예열하면 특히 두꺼운 재료의 열 변형을 줄이고 용접성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
5.적절한 기술을 사용하라
알루미늄을 용접하는 동안 약간의 미는 각도(약 10-15도)와 짧은 아크 길이를 유지하십시오. 이는 열 입력을 최소화하고 번스루(burn-through) 또는 뒤틀림의 위험을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 위빙 동작이나 스티치 용접 기술을 사용하여 열을 고르게 분산시키고 과열을 방지합니다.
MIG 용접 알루미늄 사용 시 주의사항
이러한 예방 조치를 따르면 기술을 향상시키고 MIG 용접으로 고품질 알루미늄 용접을 달성할 수 있습니다.
1. 오염을 피하십시오
알루미늄은 산소와 반응성이 높기 때문에 용접 풀을 공기에 노출되지 않도록 보호하는 것이 필수적입니다. 외풍이 없는 깨끗하고 통풍이 잘되는 곳에서 용접하고 가스 렌즈나 트레일링 쉴드를 사용하여 추가 가스 적용 범위를 제공하고 오염을 방지합니다.
2. 필요에 따라 예열 및 후가열
경우에 따라 알루미늄 가공물을 예열하면 열 응력을 줄이고 균열을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 마찬가지로 냉각 속도를 늦추고 왜곡을 최소화하려면 후가열이 필요할 수 있습니다. 용접 절차 사양(WPS)에서 제공하는 권장 사항을 따르거나 용접 엔지니어에게 문의하십시오.
3. 적절한 PPE를 사용하세요
항상 알루미늄 용접에 적합한 용접 헬멧, 내열 장갑, 보호복 등 적절한 개인 보호 장비(PPE)를 착용하십시오. 또한, 용접 연기 및 가스에 노출되지 않도록 적절한 환기를 보장하십시오.
맺음말
MIG 용접 알루미늄을 마스터하려면 적절한 기술, 장비 및 예방 조치가 필요합니다. 이 기사에 설명된 팁과 주의 사항을 따르면 용접공은 결함과 왜곡을 최소화하면서 고품질 알루미늄 용접을 달성할 수 있습니다.
Boyi는 안정적인 MIG 용접 서비스를 제공합니다. 강력한 시설과 엄격한 품질 검사 프로세스를 통해 고품질 용접 부품 생산을 보장합니다. 당사에 문의해 주세요. 이제 프로젝트를 시작하세요!
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FAQ
예, MIG(금속 불활성 가스) 용접기로 알루미늄을 용접할 수 있지만 몇 가지 고려 사항과 특정 장비가 필요합니다. MIG 용접기로 알루미늄을 용접할 때는 일반적으로 기존 MIG 건 대신 스풀 건을 사용합니다. 알루미늄 와이어는 강철 와이어보다 부드럽고 엉키기 쉬우며 기존 MIG 건을 통해 공급하기 어려울 수 있기 때문입니다.
알루미늄에 사용되는 MIG 용접 와이어는 일반적으로 4043, 5356 및 5554와 같은 알루미늄 합금을 포함하는 특정 합금 조성을 가지고 있습니다. 이러한 와이어는 상대적으로 부드러워 용접 중에 엉키는 것을 방지합니다. 와이어 직경의 선택은 알루미늄의 두께와 용접 매개변수에 따라 달라집니다. 알루미늄 MIG 용접 와이어는 용접 중 연속성과 안정성을 보장하기 위해 스풀 건을 포함한 MIG 용접 시스템을 통해 원활하게 공급될 수 있어야 합니다.
예, MIG 용접 알루미늄에는 보호 가스가 필요합니다. 용접 공정 중 대기 오염으로부터 용접 풀을 보호하기 위해서는 보호 가스가 필수적입니다. MIG 용접기로 알루미늄을 용접할 때 일반적으로 아르곤과 헬륨과 같은 불활성 가스의 혼합물이 보호 가스로 사용됩니다.
이 글은 BOYI TECHNOLOGY 팀 엔지니어들이 작성했습니다. 푸취안 첸(Fuquan Chen)은 쾌속 조형, 금속 부품 및 플라스틱 부품 제조 분야에서 20년 경력을 보유한 전문 엔지니어이자 기술 전문가입니다.
