3.6.1 원리, 특징 및 분류

플러스 코어드 아크용접(Flux Cored Arc Welding, FCAW)의 원리는 GMAW와 유사하나, 이름 자체가 의미하는 바와 같이 와이어 중심부에 플럭스가 채워져 있는 플럭스 코어드 와이어(FCW)를 사용한다. 따라서 FCAW는 FCW를 일정한 속도로 공급하면서 전류를 통하여 와이어와 모재 사이에 아크가 발생되도록 하고, 발생된 아크열로 용융지와 용접비드가 형성되도록 하는 용접법이다. FCAW는 보호가스 사용여부에 따라 가스보호 FCAW와 자체보호 FCAW로 분류된다. 가스호보 FCAW(그림1)에서는 외부에서 별도의 보호가스를 공급하여 용융부가 보호가스뿐만 아니라 플럭스에서 생성된 슬래그에 의해 보호된다. 따라서, 자체보호 FCAW(그림2)에서는 외부에서 추가적인 보호가스가 공급되지 않기 때문에 FCW의 플럭스에서 발생하는 가스와 슬래그에 의해 용접부가 보호된다. 따라서, 이것은 SMAW의 원리와 유사하다.

< 그림 1 > 가스보호 플럭스 코어드 아크용접의 원리


< 그림 2 > 자체보호 플럭스 코어드 아크용접의 원리

한편, 코어드 와이어는 내부에 충진된 재료에 따라 슬래그를 형성하는 플럭스가 주성분일 경우에는 플럭스 코어드 와이어라고 하며, 금속 분말이 주성분일 경우에는 특별히 메탈 코어드 와이어라고 부른다. 메탈 코어드 와이어는 슬래그가 생성되지 않고 보호가스를 필히 사용해야 하기 때문에 GMAW 와이어의 일종으로 분류하기도 한다

FCAW에서는 플럭스가 용융되어 슬래그를 형성하기 때문에 SMAW에서와 같이 응고된 슬래그는 브러시나 치핑해머 등으로 철저하게 제거하여야 한다.

이러한 측면에서 FCAW는 SMAW와 GMAW의 특성을 조합시킨 용접법이라고 할 수 있는데, GMAW법이 가지는 장점 외에 다음과 같은 점이 추가된다.

* 와이어의 단면적 감소로 인한 전류밀도 상승으로 용착속도 증가
* 플럭스에 의한 용접부의 금속학적 성질 향상
* 슬래그에 의한 매끄러운 비드 외관 유지
* 수직상진 용접에서 슬래그에 의한 비드 처짐 방지로 고전류 사용 가능

특히, <표1>에서 수직상진 용접에서 고전류 사용이 가능하며 용착속도가 높은 것이 커다란 장점이다.


< 표 1 > 용접기법 및 자세에 따른 용착속도 비교
용접법(용접재료) 용접자세 적정용접조건 용착속도 (g/min)
전류(A) 전압(V)
피복아크용접 (D5016, 4mm) 아래보기 170 25 24
수직상진 140 23 22
CO2 용접 (1.2mm, 솔리드와이어) 아래보기 280 30 87
수직상진 130 20 28
FCA 용접 (1.2mm, FCW) 아래보기 300 32 88
수직상진 200 24 45



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