용접의 또 다른 기술! 마찰교반용접(FSW)

안녕하세요

씨엠디테크놀로지입니다

두 번째로 포스팅할 내용은 바로

용접 기술 중의 하나인

마찰교반용접(Friction Stir Welding)

입니다.

용접에는 여러가지 기술이 있는데

이 방법은 친환경적인 방법으로 유명하다고 하네요

한 번 차근차근 살펴보도록 합시다

마찰교반용접이란?

마찰교반용접(FSW; Friction Stir Welding)이란 [그림1]과 같이 나사산 형태의 돌기(probe)를 가지는 비소모성 공구(tool)를 고속으로 회전시키면서 피접합재에 삽입하면 공구와 피접합재와의 상호마찰에 의해 열이 발생하며, 이러한 마찰열에 의해 공구 주변의 재료는 연화되며 공구의 교반에 의한 재료의 소성유동으로 접합면 양쪽의 재료들이 강제적으로 혼합되는 원리로 피접합재의 용접이 이루어지는 것을 말한다.
출처: 월간용접저널

단어들이 참 어렵네요 역시 이해하기엔 글 보단 동영상입니다

아래 동영상으로 확인해봅시다

위의 사진과 같이 회색 Tool을 가지고 용접을 하게 되는데요

모재와 모재 사이에 들어가는 부분을 Probe라고 합니다

Shoulder가 닿을때까지 Tool이 회전을 하면서 Probe가 모재에 파고들어갑니다.

Shoulder가 모재 면에 닿으며 마찰 열을 이르키며 모재가 녹게 됩니다.

기준에 맞는 회전수가 되면 Tool이 전진하며 용접을 시작하게 됩니다.

마찰교반용접에도 여러가지 방법이 있는데요

동영상에 나와있는 것처럼 두 모재를 서로 나란히 두고 용접하는 것은

맞대기 용접이라고 합니다.

그리고 또 한가지는 겹치기 용접입니다.

모재를 층으로 쌓은 뒤 Probe의 깊이를 이용해서 용접을 하게 됩니다.

Q: 그렇다면 마찰교반용접을 사용하는 가장 큰 이유는 무엇일까요?

그 이유는 바로

"친환경"적이기 때문입니다

다른 용접과 비교하여 왜 친환경적인지 살펴봅시다.

안전보건공단의 자료에 따르면 용접시 발생하는 유해 및 위험 요인을 다음과 같이 분류했습니다.

(1) 금속 흄 및 금속분진

(가) 카드뮴 (나) 크롬 (다) 철 (라) 망간 (마) 납 (바) 아연

(2) 유해가스

(가) 가스 (나) 오존(O3) (다) 질소산화물(NOX) (라) 일산화탄소(CO) (마) 포스겐(COCl2) (바) 포스핀(PH3)

(3) 소음 및 기타요인

(가) 소음 (나) 고열․화상 (다) 감전․화상 (라) 화재, 폭발

용접시 위와 같은 유해물질 및 위험요인이 발생한다고 하네요

이러한 요인들은 작업의 질병을 유발할 수 있습니다.

하지만 마찰교반용접은

말 그대로 마찰열을 이용하여 용접하는 기술로서

용접 봉이나 다른 소모품이 필요하지 않으며 가스 배출이 없습니다.

또 하나의 장점은

작업자의 숙련도에 따라 달라지는 일반 용접과는 다르게

마찰교반용접은 용접품질이 일정하여

일정한 제품을 제작할 수 있습니다.

일반 용접은 많은 숙달이 필요하고 사람마다 품질이 다르기 때문에

모든 제품이 일정한 품질이 나온다면

저출산 시대의 인력난에 꼭 필요한 기술이라 생각이 드네요

Q: 그렇다면 이러한 마찰교반용접은 어떤 방식으로 사용되나요?

마찰교반용접은 크게 두 가지 방법으로 사용되어 집니다.

1. Robot을 이용한 마찰교반용접

장점

복잡한 형상 용접이 가능하다

단점

비용이 비싸다

용접 속도가 느리다

2. MCT를 이용한 마찰교반용접

장점

비용이 로봇 마찰교반용접에 비해 저렴하다

용접 속도가 빠르다

단점

복잡한 형상 용접 불가능

자 이렇게 마찰교반용접의 특징을 알아보았습니다.

위에서 설명한 대로라면 나름 쉽게 용접을 할 수 있겠다고 생각이 들지만

막상 하려면 많은 조건들이 충족이 되어야하는데요

예를 들면, RPM, Tool의 크기, 용접 속도, 용접 깊이 등

소재마다 형상마다 조정해야하는게 있답니다.

저희 씨엠디테크놀로지는 프랑스 마찰교반용접 업체인

Stirweld

라는 업체의 총판을 맡고 있습니다.

마찰교반용접을 납품한 이력도 있으며

다른 분야에도 경력이 많으니 용접 자동화를 고려하시고 계시다면

아래 연락처로 연락하셔도 좋을 듯 합니다.

씨엠디테크놀로지

담당자: 김승훈 대리

연락처: 010-5155-2871

사무실 번호: 070-4472-0833

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