초음파와 용접의 만남
용접(Welding) 구분
융접 (Fusion Welding)
2가지 or 그 이상의 소재를 용융 또는 반용융 상태로 하여 접합하는 방식을 의미한다. 접합부에 용융금속을 생성 또는 공급하여 용접하기도하고, 모재(母材, Parent Metal) 도 용융이 발생되며, 이때 가압(加壓, Pressure)는 필요하지 않다.
압접 (Pressure Welding)
상온 상태의 소재를 접촉시킨 상태에서 압력을 작용시켜, 접촉면을 밀착하여 접합하는 방식을 말한다. 국부적으로 모재(母材, Parent Metal)도 용융현상이 일어난다
납땜 (Brazing and Soldering)
두 물체 사이에 용가재(Filler Mater)를 첨가하여 간접으로 접합하는 방식을 말한다. 이때, 모재(母材, Parent Metal)는 용융되지 않으며, 땜납이 녹아서 접합면 사이의 표면장력의 흡인력이 작용하여 접합되는 방식을 말한다
용접법의 분류
| 용 접 |
융접 | 아크 용접 | 비소모 전극 | 비피복아크 | 탄소 아크 용접 |
| 피복 아크 | 원자 수소 용접 | ||||
| 불활성가스 텡스텐 아크 용접(TIG) | |||||
| 소모전극 | 비피복 아크 | 금속 아크 용접 | |||
| 스터드 용접 | |||||
| 장호 용접 | |||||
| 피복 아크 | 피복 금속 아크 용접 | ||||
| 불활성가스 금속 아크 용접(MIG) | |||||
| 탄산가스 아크 용접 | |||||
| 가스 용접 | 테르밋 용접 | ||||
| 일렉트로 슬래그 용접 | |||||
| 일렉트로 가스 용접 | |||||
| 전자 빔 용접 | |||||
| 플라즈마 용접 | |||||
| 레이져 용접 | |||||
| 압접 | 가열식 | 압접 | |||
| 단접 | |||||
| 전기저항용접 | 겹치기 | 점 용접 | |||
| 시잉 용접 | |||||
| 프로젝션 용접 | |||||
| 맞대기 | 업셋 용접 | ||||
| 플래시 용접 | |||||
| 퍼커션 용접 | |||||
| 비가열식 | 확산 용접 | ||||
| 초음파 용접 | |||||
| 마찰 용접 | |||||
| 폭압 용접 | |||||
| 냉간 압접 | |||||
| 납땜 | 연납땜 | ||||
| 경납땜 |
납땜 (Brazing and Soldering)
기계화, 자동화, 에너지원이 전기 or 가스 이외의 특수한 에너지원을 사용하는 용접방식을 말하며, 그 대표적인 방식으로는 초음파 용접, 고주파 용접, 레이저 용접, 폭발 용접, 플라즈마 용접 등이 있다.
초음파 금속용접의 설명
최근 기계 부품의 소형화, 정밀화로 인해 미세 용착 기술을 시장에서 선호하고 있으며, 이런 용착 기술은 다양한 산업 분야에서 기존의 용착 방식보다 더 정밀하고 안전하게 용착하는 방식의 초음파금속 용착기술의 활용이 커지고 있다.
특히 초음파금속 융착기술은 상온에서 용착이 가능하고 용착시간이 수초이내로 짧으며, 전기적인 특성 및 신뢰성이 좋은 동시에 용착 매개물이 필요없는 직접용착기술이기 때문에, 용착공정이 간단하고 제조원가가 낮은 장점을 가지고 있다.
초음파 금속 용착은 고상 용착의 일종으로써 용착과정 중에 국부적으로 고주파(3~30MHz. High Frequency) 진동에너지와 압력을 가하여 용착하는 방법으로, 모재를 용융시키지 않고 건전한 야금학적(metallurgical) 결합부가 얻어지며, 다른 용착 방법보다 경제성이 매우 높고, 전기아크 용착 시 출력의 5~10% 정도로 충분할 경우가 많다.
통상의 방법으로 용착하기 어려운 이종 금속의 용착에 사용할 수 있으며,알루미늄, 구리, 황동 등의 여러 종류의 금속 재료들을 용착 할 수 있는 방법이다.
또한, 초음파 금속 용착은 일반적인 솔더(Solder)방식을 사용하지 않아 친환경적인 기술이다.
금속소재 특성별 용접적합성
초음파금속용접은 알루미늄과 구리와 같은 이종재질에 용접이 용이하며, 두 재질의 용융점(녹는점)의 차이가 크지 않고, 강도와 경도가 낮을수록 용접하기에 적합하다.
3mm 이하 두께의 금속소재에 초음파용접 적용이 가능하며, 최근 um(미크로) 단위의 박막형태를 금속단자와 같은 제품에 용접하는 현장에서 가장 많이 사용되기도 한다.