CO₂ ARC 용접의 개요 및 원리

개요 탄산 GAS(CO₂)ARC 용접은 대기중의 산소나 질소의 영향으로 인한 산화, 질화를 방지하기 위하여 NOZZLE을 통해 CO₂를 분사, shield 한 후, COIL상으로 구성되어 있는 WIRE를 송급 MOTOR에 의해 TORCH TIP까지 자동 송급하고 동시에 TIP에 전기를 통하여 TIP을 통과한 WIRE자체가 전극이 되어 CO₂에 의해 shield 된 상태에서 모재와의 사이에 전기적 ARC를 발생, 모재와 WIRE를 함께 용해하며 접합하는 용접방법이다. (그림참조)

원리 불활성 GAS로서의 탄산가스는 고온의 ARC속에서 CO₂→CO+O로 열해리 되어 강한 산화성을 나타내며 이때 저탄소 강선재의 용접 WIRE를 사용하면 CO₂+O의 기체속에서 다음과 같은 반응을 일으킨다.
즉, Fe+O↔FeO---①   FeO+C↔Fe+CO---②
①로 생긴 FeO는 용해강속에 포함된 탄소와 결합하여 ②와 CO₂를 발생시킨다.
이 때문에 ②식에서 생긴 CO가스가 용착금속에 산화된 기포로 남아있어 양호한 용착금속을 얻을 수가 없다. 따라서 이것을 방지하기 위하여 용접 WIRE중에 강제탈산제인 Mn또는 Si를 적당히 첨가하여 해리시키면 다음과 같이 반응을 일으킨다.
2FeO+Si↔2Fe+SiO2---③   FeO+Mn↔Fe+MnO---④
즉, ①에 의해 발생한 FeO는 Si 또는 Mn과 반응하므로써 FeO는 제거되고 동시에 ②식의 CO₂가스도 발생치 않으므로 기계적성질이 매우 우수한 용착금속을 얻을 수 있다. 이 경우 ③④식에서 생긴 MnO, SiO2는 SLAG로 되어 BEAD표면에 나오므로 용착금속에 영향을 주지 않는다.

일반특성 - 내균열성이 강한 우수한 용착금속을 얻을 수 있다.
- 적용모재의 범위가 광범위하다.
- 용착부의 기계적 성질이 양호하다.
- 개선면의 상태에 큰 영향을 받지 않는다.
- 값싼 CO₂가스를 사용하여 용접비용이 저렴하다.