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가변 극성을 이용한 박판 알루미늄 아크 용접
Variable Polarity Arc Welding of Aluminum Thin Plate 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.13 no.2, 2014년, pp.89 - 93  

조정호 (충북대학교)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Variable polarity (VP) arc welding is known as an effective solution for aluminum thanks to the cleaning effect, which means oxide removal, during the DCEP (direct current electrode positive) period. In this research, VP GTAW (gas tungsten arc welding) is adopted for lap joint fillet welding of 3mm ...

주제어

#가변 극성   #알루미늄   #용접   #청정효과  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 박판 알루미늄 용접을 목적으로 하여 최신의 고가 저입열 GMAW(gas metal arc welding) 장비를 대신할 수 있는 가변 극성(VP, variable polarity) GTAW(gas tungsten arc welding) 용접 설비를 이용해 3mm 두께 5052 소재의 아크 용접 특성을 분석하고, 최적 용접 조건을 도출함과 동시에 청정효과를 이론적으로 분석할 수 있는 토대를 마련하는 기초 실험의 일환으로 진행되었다.
  • 본 연구는 아크의 DCEP 극성과 DCEN 듀티 사이클을 조절할 수 있는 가변 극성 아크를 이용한 알루미늄 박판 용접에 관한 연구로, DCEP 듀티 사이클을 주요 변수로 하여 극성 듀티 사이클이 용접부 형성에 미치는 영향을 분석하였다. 그리고, 그 결과로 다음과 같은 결론에 도달하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
아크 용접에서 음극성 전류란 무엇인가? 본 연구에서 사용한 GTA 용접 전원은 단순 사각 파형의 교류 전류로 그 중 음극성 전류의 듀티 사이클을 10에서 50%까지 조절할 수 있다. 음극성 전류는 아크 용접에서 DCEP(direct current electrode positive), 역극성(reverse polarity)을 말하는 것으로 모재에 음극(-)을 인가하고 전극봉에 양극(+)을 인가하는 것을 말한다. 반대로 DCEN은 정극성(straight polarity)으로 모재에 양극을, 전극봉에 음극을 인가하는 것이다.
높은 열전도성으로 인한 알루미늄의 낮은 용접성을 극복해 낼 수 있는 용접은 무엇인가? 그러나, 알루미늄의 높은 열전도성은 국부 영역에 열을 집중시켜 용융시키는 과정에 방해 요소로 작용하므로 상대적으로 열전도성이 낮은 스틸 소재에 비해 고밀도의 열원이 필요하다. 하지만, 고품질 레이저나 델타 스폿 용접 등과 같이 알루미늄의 높은 열전도성을 커버할 수 있는 용접 시스템이 지속적으로 개발되어 높은 열전도성은 이제 더 이상 큰 문제가 되지 않는다.
알루미늄이 용접성이 낮은 이유는 무엇인가? 알루미늄은 용접성이 낮은 재료로 알려져 있다. 여러 가지 원인이 있겠으나, 대표적인 두 가지 이유는 높은 열전도성과 산화막이다[1]. 용접은 국부적인 영역에 순간적으로 고열을 가해 용융시킨 후 접합시키는 공정이다.
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참고문헌 (6)

  1. Cho, J., "Variable Polarity Plasma Arc (VPPA) Welding Part 1, Introduction and Theoretical Background", Journal of KWJS Vol.30 pp.199-201 

    원문보기 상세보기 crossref

  2. Yoo, C. D. and Na, S. J., "Arc Welding", Korean Welding and Joining Society, pp. 139-140, 2011 

  3. Li, F., Yu, Z., Xiao, X., Hua X. and Wu Y., "Research of Cathode Cleaning and Weld Formation of AC TIG Welding of Aluminum Alloy", The 2nd East Asia Symposium on Technology, Sep 26-27, 2012, Nara, Japan 

  4. Talkington, J. "Variable Polarity Gas Metal Arc Welding", M. S. Thesis, Ohio State University, pp. 4-5, 1998 

  5. Yarmuch, M. A. R. and Patchett, B. M., "Variable AC Polarity GTAW Fusion Behavior in 5083 Aluminum", Welding Journal, Vol.86 pp. 196s-200s, July, 2007 

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  6. Sarrafi, R. and Kovacevic, R., "Cathodic Cleaning of Oxides from Aluminum Surface by Variable-Polarity Arc", Welding Journal, Vol.89 pp. 1s-10s, January, 2010 

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