스테인리스강에서 일관된 MIG 용접 색상 달성: 가스 혼합비와 유량의 역할

스테인리스강에서 일관된 MIG 용접 색상 달성: 가스 혼합비와 유량의 역할

스테인리스강을 가공하는 사람들에게 최종 용접은 단순히 강도와 관통 깊이만의 문제가 아닙니다. 그것은 미관과 부식 저항성도 중요합니다. 고품질의 깨끗한 스테인리스강 용접을 확인하는 대표적인 신호는 일관되고 광택이 나는 은색 또는 연한 금색(황갈색)입니다. 반면, 파랑, 보라, 회색 또는 검은색 스케일이 나타나는 용접부는 산화와 소재의 부식 저항성능 저하 가능성을 시각적으로 보여줍니다.

이동 속도, 열 입력, 표면 청결도 등의 요인이 영향을 미칠 수 있지만, 용접 색상의 주요 결정 요소는 보호 가스 설정입니다. 본 문서에서는 최적의 가스 혼합비와 유량을 활용하여 MIG(GMAW) 방식으로 스테인리스강을 용접할 때 일관되고 완벽한 색상을 얻는 방법과 관련된 과학적 원리 및 실용적인 단계를 설명합니다.

왜 용접 색상이 중요한가? 단순히 외관만의 문제가 아님

용접부의 색상은 가열된 강철 표면에 나타나는 산화층과 마찬가지로, 용접부가 고온 상태에서 얼마나 오염되었는지를 보여주는 산화층입니다.

• 은색/연한 짚색(골드): 산화가 거의 발생하지 않았음을 나타냅니다. 스테인리스강의 '스테인리스' 특성을 부여하는 크롬 성분이 보호받아 용접부는 완전한 내식성을 유지하고 있습니다.

• 짙은 짚색/청색/보라색: 산소 노출 수준이 점차 증가함을 보여줍니다. 크롬이 산화되기 시작하여 표면에 얇은 산화층을 형성합니다. 이로 인해 용접 비드 경계의 크롬 성분이 감소하여 부식에 취약해지며, 이를 "사가링(sugaring)"이라고 합니다.

• 회색/검정색: 심각한 산화와 오염을 나타냅니다. 용접부가 심하게 스케일링되었으며, 내식성이 크게 저하되었고, 검은 잔여물이 오염물질을 갇힐 수 있습니다.

목표는 단지 "예쁜" 용접이 아니라 기능적으로 완벽한 모재의 본래 특성을 유지하는 용접입니다.

보호의 방패: 보호 가스의 기본 원리

보호 가스의 전반적인 목적은 대기 중 공기(특히 산소와 질소)를 배제하기 위한 불활성층을 용융된 용접 풀 주변에 형성하는 것입니다. 특히 용접 온도에서 매우 반응성이 높은 스테인리스강의 경우 이는 절대적으로 중요합니다.

적절한 가스 혼합비 선택

연강에 사용되는 표준 C25(75% 아르곤/25% CO₂) 혼합 가스는 적합하지 않음 스테인리스강 MIG 용접용입니다. CO₂는 아크에서 분해되면서 산소를 방출하는데, 이 산소는 산화작용과 탄소 흡수를 유발할 수 있으며 이는 부식으로 이어질 수 있습니다.

스테인리스강 MIG 용접에 사용되는 일반적이고 효과적인 가스 혼합 비율은 다음과 같습니다:

1. "클래식" 트라이-믹스: 헬륨 90% / 아르곤 7.5% / CO₂ 2.5%

   • 왜 효과적인가: 이 혼합 가스는 스테인리스강에서 스프레이 트랜스퍼에 사용되는 산업 표준입니다.

     • 헬륨(He): 입열량과 아크 전압을 증가시켜 더 넓고 평평하며 윤기 있는 용접 비드 형상을 만들고 용입을 개선합니다. 또한 용접 속도 향상에 기여합니다.

     • 아르곤(Ar): 혼합 가스의 기반으로 안정적인 아크를 제공합니다.

     • CO₂(이산화탄소): 소량(3% 이하로 유지됨)은 아크 안정화와 용접 비드의 융착 개선에 도움을 줍니다. 없이 상당한 탄소 흡수 또는 산화를 유발합니다.

   • 가장 적합한 용도: 두꺼운 재료에서 스프레이 전이 모드. 탁월한 색상(은색에서 연황색)과 관통력을 제공합니다.

2. 경제적인 대안: 아르곤 98% / 이산화탄소 2%

   • 왜 효과적인가: 이 혼합 가스는 쇼트 서킷 전이(얇은 두께)에 탁월한 선택이며 스프레이 전이에도 사용할 수 있습니다. 매우 낮은 이산화탄소 함량은 아크를 안정화시키고 용융 풀의 유동성을 개선하면서 산화를 최소화하는 데 적합합니다.

   • 가장 적합한 용도: 1/8인치 미만의 재료에서 쇼트 서킷 전이에 사용되며, 보다 간단하고 종종 저렴한 가스 실린더를 사용하려는 작업장에 적합합니다.

3. 산소가 없는 옵션: 아르곤 99% / 산소 1%(또는 아르곤 100%)

   • 주의 사항: 산소는 때때로 매우 오스테나이트계 스테인리스강의 아크 안정성과 용융 풀 흐름성을 개선하기 위해 1~2%의 소량으로 사용되지만, 항상 일정 수준의 산화를 유발하여 색상이 어두워질 수 있습니다. 100% 아르곤 사용할 수 있지만 아크가 불안정하고 비드 모양이 좋지 않은 경우가 많습니다. 최고의 색상을 얻기 위해서는 산소를 피하는 것이 좋습니다. 트라이-믹스 또는 아르곤/CO₂ 혼합 가스가 더 우수한 선택입니다.

유량 조절: 유량의 중요 역할

완벽한 가스 혼합을 사용하더라도 유량이 잘못되면 여전히 용접 오염이 발생할 수 있습니다.

• 너무 낮음 (< 25 CFH): 가스 커버리지가 부족하면 용접 풀 주변의 대기를 완전히 밀어내지 못합니다. 용접 토치의 움직임으로 인한 난류가 가스 보호막에 공기를 끌어들여 산화를 유발할 수 있습니다. 검고 연기 같은 용접 결과를 볼 수 있습니다.

• 너무 높음 (> 40 CFH): 이것은 흔한 실수입니다. 과도한 유량은 가스 흐름 내에 난류를 생성하여 대기 중의 공기를 로 보호 영역으로 끌어당깁니다. 또한 가스를 낭비하고 용접 풀이 너무 빨리 냉각되는 문제도 발생합니다. 결과는 무엇일까요? 산화와 변색입니다.

골디락스 존: 대부분의 MIG 용접 작업에서 이상적인 유량 범위는 일반적으로 시간당 30~35 입방피트(CFH)입니다.

중요: 항상 유량계를 교정하십시오 한동안 가스가 흐르지 않을 때는 압력 조절기가 다른 수치를 보일 수 있기 때문에 토치 트리거를 누르면서

완벽한 색상 일관성을 위한 실용적인 단계

1. 깨끗한 상태에서 시작하라: 용접 부위의 밀 스케일, 기름, 그리스, 먼지를 전용 스테인리스 강철 브러시나 그라인더로 반드시 제거하십시오. 표면에 있는 오염물질은 용접 풀에 타서 침투합니다.

2. 올바른 혼합 비율 선택: 선택 트라이 믹스(He/Ar/CO₂) 두꺼운 재료에 스프레이 전이 용도로 사용하거나 98/2(Ar/CO₂) 블렌드를 얇은 재료에 쇼트 서킷 용도로 사용하십시오.

3. 유량 설정: 시작 지점 30-35 CFH .

4. 장비의 완전성 확인:

   • 누수 확인: 가스 호스나 연결 부위에 작은 누출이 있을 경우 공기가 유입될 수 있습니다.

   • 올바른 크기의 컨택트 팁 및 노즐 사용: 더 큰 노즐은 가스 덮임 범위를 넓혀줍니다. 컨택트 팁이 과도하게 뒤로 밀려나지 않았는지 확인하십시오.

5. 용접 기술에 주의: 일정한 스틱아웃(보통 약 3/4인치)과 안정적인 이동 속도를 유지하십시오. 가끔 와빙(Waving)은 용융 풀의 후면 가장자리를 공기에 노출시킬 수 있으며, 약간 밀어내는 기술이 당기는 기술보다 더 나은 가스 덮임을 제공할 수 있습니다.

6. 예비 대책 검토: 중요한 용접 작업의 경우, 트레일링 가스 어태치먼트 를 사용하여 용접 직후의 뜨거운 비드에 불활성 가스를 충분히 공급하면 금속이 냉각되는 동안 보호하여 색상 일관성을 크게 개선할 수 있습니다.

문제 해결 간편 안내서

결론

스테인리스 강 용접에서 밝고 균일한 은색 용접을 일관되게 달성하는 것은 공정을 정확히 이해하고 있는 숙련된 작업자의 상징입니다. 이는 곧 품질과 신뢰성을 직접적으로 반영합니다. 일반적인 탄소강용 가스를 넘어서 트라이믹스(tri-mix)나 98/2와 같은 특수 혼합 가스를 신중하게 선택하고, 유량을 정확히 30-35 CFH로 조정함으로써 단순히 기능적인 수준의 용접을 기능적으로 우수한 수준으로 전환시킬 수 있습니다. 기억하세요, 스테인리스 강 용접에서는 색상이 모든 것을 말해줍니다. 당신의 용접 색상이 완벽함을 이야기하도록 하십시오.

귀하의 실행 계획: 다음 스테인리스 작업에서 현재 사용 중인 가스 혼합 비율을 점검하고 유량계를 올바르게 설정하십시오. 시각적 및 기능적인 개선 효과를 즉시 확인할 수 있을 것입니다.