4. TIG 용접

• TIG 아크의 극성효과와 피용접재료
  
• 용접전류치와 노즐직경, 가스유량과의 관계
  
• 횡방향 풍속과 필요한 유량과의 관계
  
• 텅스텐 전극과 각종 용접전류와의 관계
  
• 강관의 적용 그루브 조건
  
• TIG 용접에 따른 루트패스 용접의 적정용접조건
  
• 수평고정관의 루트패스 용접의 테크닉
  

1. TIG 아크의 극성효과와 피용접재료

극 성	직류정극성(봉 음극)	직류역극성(봉 양극)	교 류
전자와 이온의 흐름 용입형상 특징
클리닝 작용	없다	있다	있다(반사이클)
용입형상	깊고 좁다
전극의 용량	크다(3.2Φ 400A)	작다(6.4Φ 120A)	중간(3.2Φ 225A)
주요 피용접재료	탄소강, 스테인레스 강 니켈합금, 동 티타늄과 티타늄합금	거의 사용불가능	알루미늄과 알루미뉴 합금

2. 용접전류치와 노즐직경, 가스유량과의 관계

용접전류(A)	직류용접		교류용접
	노즐직경(mm)	가스유량(L/min)	노즐직경(mm)	가스유량(L/min)
10~100	4~9.5	4~5	8~9.5	6~8
101~150	4~9.5	4~7	9.5~11	7~10
151~200	6~13	6~8	11~13	7~10
201~300	8~13	8~9	13~16	8~15
301~500	13~16	9~12	16~19	8~15

3. 횡방향 풍속과 필요한 유량과의 관계

4. 텅스텐 전극과 각종 용접전류와의 관계

텅스텐 전극직경	용접전류 A
	AC		봉 음극	봉 양극
	W	ThW	W, ThW	W, ThW
0.5	5 - 15	5 - 20	5 - 20	-
1.0	10 - 60	15 - 80	15 - 80	-
1.6 (1/16)	50 - 100	70 - 150	70 - 150	10 - 20
2.4 (3/32)	100 - 160	140 - 235	150 - 250	15 - 30
3.2 (1/8)	150 - 210	225 - 325	250 - 400	25 - 40
4.0 (5/32)	200 - 275	300 - 425	400 - 500	40 - 55
4.8 (3/16)	250 - 350	400 - 525	500 - 800	55 - 80
6.4 (1/4)	325 - 475	500 - 700	800 - 1100	80 - 125

* 주	1) AC : 고주파부 교류 2) 위 표의 전극직경에 관련된 봉 음극 용접전류의 범위는 하한치는 순텅스텐 전극에 대한 최저사용전류를 나타내고 상한치는 토륨 함유 텅스텐 전극에 대한 최고 사용전류치를 나타낸다. 3) W : 순 텅스텐, ThW : 토륨함유 텅스텐 4) 전극직경mm (in)

5. 강관의 적용 그루브 조건

그루브 형상
		베벨각도 θ (degree)	루트패스 f (mm)	루트갭 g (mm)	오차 max (mm)
기준	ANSI B31.3	37.5±2.5	1.6±0.8	-	-
	ANSI B31.4	30+5-0 , 37.5±2.5	1.6±0.8	-	-
	API Std 1104	-	-	-	1.59
TIG용접	추정범위	30~40 (35~40)	0.4~2.0	2.0~3.2 (2.0~2.6)	1.2 (0.8)
	허용범위	27.5~45	0.4~2.4	1.6~3.6	1.6

* 주	1) ANSI B31.3 Chemical Plant-and Petroleum Refinery Piping. 2) ANSI B31.4 Liquid Petroleum Transportation PiPing Systems. 3) API Std 1104 Standard for Welding Pipelines and Related Facilities. 4) ( ) 안의 추정범위는 두계 약 7mm이하의 얇은 관의 용접의 경우이다.

6. TIG 용접에 따른 루트패스 용접의 적정용접조건

TIG봉 직경	전극 (mm)	전류 극성	전류 (A)	전압 (V)	용접속도 (cm/min)	운봉법	실드가스
							종류	유량 (ℓ/min)	관 내면 실드
2.0 (1.6) ~ 2.4	1.6 ~ 2.4	DC (-)	50~130	9~16	4~14	세미 위빙	순Ar	8~15	스테인레스강 강관의 경우는 필수

7. 수평고정관의 루트패스 용접의 테크닉

	개략도	용접
아 크 스 타 트		1. 용접개시점 - 용접의 개시점은 원주의 어떤부분이라도 괜찮지만, 특히 문제가 없는 한 5~7시 방향으로한다. 2. 전극돌출길이의 조정 - 전극돌출길이는 통상 4~5mm로 한다. 정확히는 노즐을 그루브 내에 접촉시켜서, 루트패스 비드의 두께, 아크길이를 고려해 넣어 정한다. 3. 아크스타트 - 루트부에 전극을 가져가서 노즐 접촉의 상태에서 아크를 스타트 시킨다.
운 봉		1. 토치와 용가봉의 각도 ­토치각도는 60°~80°로 한다. ­용가봉 각도는 6시→5시, 6시→7시의 위치에서는 대략 0° (접선)의 상태로 한다. ­그외의 위치는 0°~10°로 한다. 2. 아크길이 ­아크길이는 1~2mm로 한다. ­특히 6시→5시, 6시→7시의 위치에서는 가능한한 짧게 유지한다. 3. 용가봉의 송급 ­아크스타트를 하지 않는 루트부가 녹으면 동시에 용가봉을 송급, 용융풀을 형성한다. ­용가봉은 용융풀의 선단에 돌입해 녹으며 손(손가락을 움직여)으로 공급한다. 4. 운봉 ­용융풀의 앞에 생기는 키홀을 확인하여 그 형상을 일정하게 획득해가며 용가봉을 용융풀에 넣어 녹여서 떨어뜨리고 또, 용융풀에 들어간 녹은 부분이 동작을 갖도록 조작해가며 세미 위빙으로 전진(상진)한다. 5. 용입정도의 조정 ­용입정도의 조정은 운봉조작으로 한다. 역시, 그 이상은 전류의 조절에 따른다. ­아크의 위치와 용입깊이 키홀에 향한다 → 깊어진다 용융풀 위로 향한다 → 얕아진다 ­위빙 폭과 용입 좁게한다 → 깊어진다 넓게한다 → 얕아진다 ­용가봉의 용융위치와 용입 루트부로 용융 → 깊어진다 그루브 측면으로 용융 → 얕아진다 6. 각용접위치에 따른 경향과 대책 ­6시 부근의 위치 경향 : 내면이 움푹들어간 비드가 되기 쉽다. 대책 : 6시→5시, 6시→7시에서는 ① 아크길이가 가능한한 짧게 유지 ② 용가봉은 많이 녹이고 빨리 운봉한다. 7. 용가봉을 파이프 내측에서 송급하는 방법 ­이 방법에 따르면 확실히 백비드가 나오지만 용가봉의 용융위치가 잘 보이지 않는 점도 있다. ­역시 이방법에 따르면 루트갭을 용가봉 직경보다 넓게 할 필요가 있다.
아 크 절 단 법		1. 크레이터 처리 ­용가봉의 소모, 장애물의 존재등으로 아크를 끊을 경우에는 크레이터 깨어짐을 막기위해 적당한 크레이터 처리가 필요하다. ­크레이터 처리의 방법으로는 개선 측면에 크레이터를 피해 아크를 끊는 방법이 효과적이다. ­역시, 크레이터 휠러회로에 있는 용접기로는 크레이터 휠러로 전환해서 크레이트를 피해간다.
비 드 의 연 결 법		1. 루트 비드 끝부분의 그라인더 처리 ­비드 연결패턴은 왼쪽그림 ⓐⓑⓒⓓ 4종류에서 ⓐⓑ의 경우는 필요없지만 ⓒⓓ의 경우에는 비드연결 전처리로 그라인더에서 비드 끝부분에 테이퍼를 바르는 것이 바람직하다. 2. 비드연결의 운봉조작 ­ⓐⓑ의 경우 - 비드 끝부분에 아크를 발생시켜 그 부분을 충분히 재용융시킨 후 용가봉을 송급, 본 용접에 들어간다. ­ⓒⓓ의 경우 - 비드 끝부분까지 용접했으면 그 위치에서 수초간 위빙해서 잘 섞이게 한다.