[논문]극성가변 AC 펄스 MIG용접기를 이용한 아크 브레이징

조상명; 공현상

극성가변 AC 펄스 MIG용접기를 이용한 아크 브레이징
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MIG brazing is used for many parts without melting base metal because of high productivity. Pulsed MIG brazing can be used to further reduce heat input and to improve the process stability. However, a significant amount of zinc in galvanized sheet steel is burned off in the area of brazes. Therefore, the brazing method to reduce the heat input is needed. In the brazing for galvanized sheet steel, variable polarity AC pulse MIG arc brazing can be applied to more decrease the heat input by setting EN-ratio adequately. In this research, we studied for the variable polarity AC pulse MIG arc brazing to decrease the heat input by using ERCuSi-A wire. As the result of increasing EN-ratio, melting ratio of base metal and burning off of zinc were reduced in galvanized sheet steel.

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문제 정의

본 연구에서는 실리콘브론즈 와어어를 사용하여 AC 펄스용접에서 단락이 없는 스프레이 이행의 1 펄스-1 드롭을 하는 것을 목표로 하고 있다. 따라서 적절한 크기의 용적을 이행시키기 위해 펄스 주파수를 먼저 결정하였다.
본 연구에서는 파형제어를 할 수 있는 AC 펄스 MIG 용접기에 실리콘브론즈 (ERCuSi-A) 와이어를 사용하여 최적의 펄스파형을 설정하고, 모재의 용융과 입열을최소화 하는 것을 목적으로 하였다. 실험에서는 DC 펄스 및 극성가변 AC 펄스 MIG 브레이징을 실시하여단락비, 비드외관, 단면, 변형 등을 관찰하였다.

제안 방법

하는 것을 목표로 하고 있다. 따라서 적절한 크기의 용적을 이행시키기 위해 펄스 주파수를 먼저 결정하였다.
3은 EN 극성비에 따른 온도변화를 측정하기 위해서 열전대의 부착위치를 표시한 것이다. 브레이징 부 이면에 아크 시작점 위치로부터 3개의 열전대를 각각 부착하여 피크온도를 측정하였다.
브레이징속도 80cm/min, 와이어 송급속도 58mm/ sec로 동일하게 유지 하였고, 비드 브레이징과 겹치기이음 브레이징을 실시하여 비드외관과 용입부 단면, 브레이징 직후의 최고온도, 브레이징 후의 변형량 등의 실험을 수행하였다.
20은 EN극성비 변화에 따른 겹치기 이음 브레이징 부의 인장 실험후의 사진을 나타낸 것이다. 순수인장만을 받게하기 위해 모재의 양단에 보강재를 부착하여 인장실험을 실시하였다. EN극성비 0%와 EN극성비 40% 모두 모재에서 파단된 것을 볼 수 있어 브레이징 부 강도가 우수하다고 판단된다.
스틸 와어어와 실리콘브론즈 와이어의 비교 실험은 브레이징 속도 80cm/min, 와이어 송급속도 58mm/sec 의 조건으로 비드 브레이징과 겹치기이음 브레이징을 실시하여 비드외관과 용입부 단면을 관찰하였다. Table 2에 와이어 종류에 따른 전류와 전압을 나타내었다.
실리콘브론즈 와이어에서도 이와 비슷한 용적의 크기로 이행시키기 위해 펄스 파형의 피크전류와 피크시간을 조절하여 적절한 조건을 찾아내는 것으로 실험을 실시하였다.
하는 것을 목적으로 하였다. 실험에서는 DC 펄스 및 극성가변 AC 펄스 MIG 브레이징을 실시하여단락비, 비드외관, 단면, 변형 등을 관찰하였다.
실험에서는 피크전류와 피크시간을 적절히 조절하여 단락 시간비, 정상단락, 순간단락의 횟수 등을 검토하여 단락의 발생과 스패터의 발생이 없는 조건의 펄스 파형을 설정하였다.
아크 모니터링 시스템을 사용하여 주파수, 단락횟수, 단락시간비 등을 계측하여 파형의 적절성을 평가하였다.

대상 데이터

Fig. 4는 EN 극성비 변화에 따른 변형실험의 시험편 규격을 나타낸 것으로 길이 200mm, 폭30mm, 두께 L2rnrn의 냉연강판을 사용했으며, 브레이징부 길이를 120mm로 하였다.
2mm) 이고, Table 1에 화학성분을 나타내었다. 모재는 두께 1.2mm의 일반 냉연 강판(SPCC) 과 전기아연 도금 강판(gal.,anized sheet steel, EG)을 사용하였다.
사용된 와이어는 실리콘브론즈 와이어로서 AWS ERCuSi-A( 1.2mm) 이고, Table 1에 화학성분을 나타내었다. 모재는 두께 1.

성능/효과

1) 극성가변 AC 펄스 MIG 용접기에 실리콘브론즈와이어를 사용하여 스패터가 적고 비드외관이 미려한아크 브레이징 조건을 확립할 수 있었다.
2) 와이어 송급속도를 동일하게 유지하였을 때 실리콘브론즈 와이어의 입열량이 스틸 와이어에 비해 50% 정도로 작아서 용락이 없는 건전한 이음부를 얻을 수 있었다.
3) 동일 와이어 송급속도에서 EN 극성비가 증가 할수록 실효전류가 작게 되어 입열량이 감소하였다.
4) SPCC박판 및 아연도금강판에 대하여 극성 가변펄스 MIG 브레이징을 적용한 결과 EN극성비 40%에서도 안정된 비드가 형성되면서 저입열량으로 인해 용락의 우려가 적고 아연도금층의 손상이 적게 나타났다.
5) EN극성비가 증가함에 따라 모재의 최고온도와 변형이 작게 되는 것을 알 수 있었다.
6) 실리콘브론즈 와이어를 쓰고 EN극성비를 바꾸면서 AC 펄스 MIG 브레이징으로 제작한 박강판 겹치기 이음부에 대한 인장시험 결과 모두 모재에서 파단되어 브레이징부의 강도가 양호한 것으로 판단된다.
순수인장만을 받게하기 위해 모재의 양단에 보강재를 부착하여 인장실험을 실시하였다. EN극성비 0%와 EN극성비 40% 모두 모재에서 파단된 것을 볼 수 있어 브레이징 부 강도가 우수하다고 판단된다.

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