4교시 3번 · 25점 · 6문제 중 4문제 선택 · 100분
알루미늄과 그 합금의 용접에 관한 다음 사항에 대하여 설명하시오.
- 용접성
- 용접방법
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답안 구조
- 개요
- 알루미늄 및 합금의 용접성 특성
- 알루미늄 및 합금의 용접방법 분류
- 각 용접방법별 특징 및 적용
- 결론 및 제언
용어 정의
- 산화막 (Oxide film)
- 알루미늄 표면에 형성되는 내화성 산화알루미늄층으로, 높은 용융점을 가져 용융 금속의 흐름을 방해하고 융합 불량을 유발할 수 있는 특성.
- 수소 기공 (Hydrogen porosity)
- 용융 알루미늄 내 수소 용해도가 급격히 감소하며 응고 시 가스 형태로 빠져나오지 못하고 용접부에 기포로 잔류하여 강도 및 연성을 저하시키는 결함.
- 고온 균열 (Hot cracking)
- 응고 중인 용접 금속이 수축 응력을 받아 결정립계에 남아있는 액상 필름이 파단되면서 발생하는 균열로, 특정 합금에서 발생 민감도가 높음.
- 열전도율 (Thermal conductivity)
- 물질 내에서 열이 전달되는 효율을 나타내는 물리량으로, 알루미늄은 열전도율이 높아 용접 시 집중된 열원과 높은 입열량이 요구되는 특성.
핵심 내용
1)
- 높은 열전도율과 낮은 융점
- 내화성 산화막 형성
- 높은 수소 용해도 및 수소 기공 발생 민감성
- 높은 열팽창계수와 큰 응고 수축률
- 고온 균열 및 용접 변형 취약성
- 이종 금속 오염 및 합금 성분별 특성 차이
2)
- GTAW (TIG) 용접: 교류(AC) 고주파 아크, 안정된 아크와 정밀 용접
- GMAW (MIG) 용접: 직류 역극성, 펄스 용접, 높은 용착 효율 및 생산성
- 플라즈마 아크 용접 (PAW): 고밀도 아크, 깊은 용입 및 고품질 용접
- 레이저 용접 (LBW): 고에너지 밀도, 저변형, 빠른 용접 속도 및 자동화 용이성
- 마찰 교반 용접 (FSW): 고상 용접, 용융 없이 접합, 저변형 및 잔류 응력 최소화
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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)