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웰컴

당신이 운전하거나 걸어 다니는 모든 다리桥, 높은 건물, 연료를 대륙을 가로지르는 파이프라인: 모두가 강한 용접 접합에 의존하고 있습니다.

용접은 보다 일반적으로 충전 재료를 사용하여 금속 두 조각을 용융하여 강하게 결합하는 과정입니다. 용접은 기존의 기반 구조, 항공우주, 조선, 제조 등 세계에서 가장 오래된 및 필수적인 무역 중 하나입니다. 용접 전문가가 없다면 현대 인프라가 없으며, 무역이 없으며, 제조가 없습니다.

이 강의에서 우리는 용접의 핵심 과학, 무역에서 사용되는 주요 프로세스, 접합이 블루프린트에서 어떻게 설계되고 읽는지, 그리고 전문가와 아마추어를 구별하는 안전 규칙을 다룹니다.

용접: 열로 금속을 결합

Welding: Joining Metal with Heat

워밍업

용접 장소에 들어가기 전에 당신이 이미 알고 있는 것 또는 주목한 것을 알아보세요.

당신이 용접을 실제로 본 적이 있습니까? 동영상이나 기술 교실에서 본 적이 있습니까? 당신이 본 것을: 빛, 불꽃, 소음, 결과를 주목하십시오. 당신이 아직 용접을 본 적이 없다면, 두 개의 금속 조각이 결합될 때 무슨 일이 일어나는지 생각해 보십시오.

빅 세븐 프로세스

MIG, TIG, & 스틱

용접 프로세스가 수십 가지 있지만, 세 가지가 무역을 지배합니다. 각 프로세스는 장점과 트레이드오프가 있습니다.


MIG (GMAW, 가스 금속 아크 용접): 전선 용접 프로세스입니다. 기계가 가스(주로 아르곤-CO2 혼합물)가 오염으로부터 용접 풀을 보호하면서 충전선으로부터 전선을 용접 건으로 통하여 피드합니다. MIG는 경질철 및 알루미늄에 적합하고, 제조 및 자동차 바디 샵에서 가장 빠르고 쉽게 배울 수 있는 프로세스입니다. 제조 및 자동차 바디 샵에서 가장 자주 사용되는 프로세스입니다.


TIG (GTAW, 가스 터관스턴 아크 용접): 정밀 용접 프로세스입니다. 터관스턴 전극이 아크를 생성하고, 다른 한 손으로 충전선이 수동으로 피드됩니다. 순수한 아르곤 방호 가스. TIG는 항공우주, 음식 등급 스테인레스 및 얇은 튜브에서 가장 깨끗하고 정밀한 용접을 생성하며, 세 가지 중 가장 느리고 가장 어려운 것을 마스터하는 것입니다.


Stick (SMAW, Shielded Metal Arc Welding): The workhorse. A flux-coated electrode melts & deposits filler metal while the flux creates its own shielding gas & slag layer. No external gas bottle needed. Stick works outdoors in wind & rain, on rusty or dirty metal, & in tight spaces. Pipeline welders, structural ironworkers, & field repair crews rely on it.


The right process depends on the metal, the joint, the environment, & the quality standard.

MIG, TIG, and Stick: Three Main Welding Processes

Choosing the Right Process

A fabrication shop gets three jobs in one week. Job one is welding stainless steel tubing for a food processing plant: the welds must be perfectly clean with no contamination. Job two is repairing a cracked steel beam on an outdoor bridge in January wind. Job three is welding 200 identical mild steel brackets on a production line.

Which welding process would you pick for each of these three jobs, & why? Think about the strengths & limitations of MIG, TIG, & Stick.

Physics of the Electric Arc

What Happens When You Strike an Arc

The welding arc is a sustained electrical discharge across a gap between the electrode & the workpiece. When the circuit closes, current flows through the gas in the gap, ionizing it into plasma: the fourth state of matter.


That plasma reaches temperatures between 6,000 & 10,000 degrees Fahrenheit, far above the melting point of steel (around 2,500 F). The intense heat creates a weld pool: a small puddle of molten metal on the workpiece.


The Heat-Affected Zone (HAZ): The area surrounding the weld pool that does not melt but gets hot enough to change the metal's microstructure. The HAZ can become brittle or weakened if the welder applies too much heat or moves too slowly. Controlling heat input is one of the most important skills in welding.


방호가스: 연마된 금속은 공기 중의 산소와 질소와 폭력적으로 반응합니다. 산화는 용접에서 발생하는 공기 구멍(용접에서 용융 풀 주변에 갇힌 작은 가스 구름)을 생성하고 강성을 약화시킵니다. 방호가스는 아르곤, CO2, 또는 혼합물을 사용하여 용접 풀 주변의 대기 환경을 대체하여 깨끗하게 유지합니다.


방호가스가 없는 경우, 용접 풀은 대기 가스를 흡수하고 결과적으로 용접은 공기 구멍이 많고 부식되며 구조적으로 가치가 없습니다. 모든 용접 공정에는 방호 형태가 있습니다: MIG 및 TIG에서 외부 가스, 스티크에서 코팅된 용융물.

용접 용례의 물리학

방호가스의 중요성

경량 스틸 판을 ngoài에서 MIG로 용접하고 있는 용접사. 강풍이 작업장에 불어옵니다. 용접사가 스포터와 점검할 때 용접 가공이 작은 구멍으로 가득 찬 것으로 발견되며, 표면이 거칠고 공기 구멍이 많습니다.

방호가스: 보호된 용접 대 공기 오염 용접

이 용접에서 문제가 발생한 이유와 바람이 문제를 일으킨 이유를 설명하십시오. 용융 금속 수준에서 발생한 현상에 대해 설명하십시오.

열 제어

두 용접사가 동일한 스틸 판을 동일한 결합에 대해 용접합니다. 용접사 A는 중간 정도의 안페를 사용하여 빠르게 이동합니다. 용접사 B는 금속에 더 많은 열을 넣는 높은 안페를 사용하여 천천히 이동합니다.

두 용접 모두 표면에서 용접이 수용되지만 용접사 B의 판은 왜곡되고 구부러져 있으며, 용접 근처의 금속은 변색되어 있고 부서질 가능성이 있습니다.

열 입력과 용접에 대한 효과

용접사 B의 판이 어떻게 되었나요? 열 영향 영역에 대해 알아보십시오. 왜 왜곡되고 부서지는지 설명하십시오.

다섯 가지 기본 조인트

조인트 유형 화면 캡처

금속 조각이 어떻게 함께 오는가

각각 연결이 시작되는 용접 연결에는 금속 조각이 서로 상대적인 위치로 어떻게 배치되는지에 따라 다섯 가지 기본 조인트 구성이 있습니다.


가로 조인트: 두 판이 같은 평면에서 모서리를 맞대어 놓음. 판 및 파이프에 사용되는 가장 일반적인 조인트. 두께가 많은 재료에 대해 전체 용입을 허용하기 위해 절삭(엣지에 각도를 부여)가 종종 필요합니다.


겹치기 조인트: 두 판이 겹쳐 놓음. 간단하며, 시트 금속 및 자동차 바디 작업에서 강한 전단에 사용됩니다.


T-조인트: 한 판이 다른 판에 직각으로 놓여 T 모양을 만듭니다. 교차점에서 주로 필렛 용접이 사용됩니다.


각도 조인트: 두 판이 모서리가 맞닿아 L 모양을 만듭니다. 프레임, 상자 및 격납물에 사용됩니다.


엣지 조인트: 두 판이 평행하게 놓여 모서리가 정렬됩니다. 얇은 시트 금속 및 낮은 응력 적용에 주로 사용됩니다.


필렛 용접은 T-조인트, 겹치기 조인트 또는 각도 조인트의 내부 모서리에서 입힌 삼각형 용접입니다. groove 용접은 가로 조인트에서 준비된 홈(비벨)을 두 판 사이에 채웁니다.


용접 기호는 청사진에 있어 용접자가 정확하게 어떤 종류의 용접을 만들야 할지, 그 크기, 길이 및 위치를 알려줍니다. 기본 기호는 화살표가 조인트를 가리키는 참조선 위에 위치하며, 용접 유형 기호는 참조선에 위치합니다. 기호가 참조선 아래에 있다면 화살표 쪽에서 용접, 위에 있다면 다른 쪽에서 용접합니다.

작업 읽기

구조공학자가 강철 테이블 프레임용으로 그린도를 보내줍니다. 네모난 튜브로 만든 네 개의 다리가 평평한 판 위에 용접되어야 합니다. 다리와 판의 아래쪽에서 만나는 조인트는 테이블 위에 놓인 모든 물체의 전체 중량을 지탱해야 합니다.

네모난 튜브의 다리의 한쪽에서 평평한 판과 만나는 조인트는 어떤 종류의 조인트가 되는가요? 그 조인트에서 사용할 용접 유형은 무엇이고, 왜 그 용접이 부하를 견디도록 강해야 하는가요?

용접 위험 및 보호

비결정적 사항

용접은 영구적인 부상을 유발할 수 있는 위험을 생성하며, 사망까지 발생할 수 있습니다. 안전은 전문 용접사에게 가장 먼저 마스터해야 하는 스킬입니다.


UV 및 인프라 레드 방사선: 아크는 강렬한 자외선 방사선을 생성하며, 이는 눈에 아크 눈(photokeratitis)을 유발합니다. 눈에 모래가 느껴지며, 일시적인 시각 장애를 유발합니다. 장기 노출은 심각한 태양 쿨러와 비슷한 피부 연화상을 유발합니다. 적절한 용접 헬멧(아크 용접에 대한 적절한 톤 10-13의 렌즈)이 필수입니다. 자동 어두티징 헬멧은 아크가 치는 순간 밀리초 단위로 밝은 톤에서 용접 톤으로 전환합니다.


연기 및 환기: 용접은 금속, flux 및 코팅을 용해하여 연기가 발생하며, 이는 망간, 크롬, 주석 및 기타 독성 화합물을 포함합니다. 주석 처리된 강철(주석으로 코팅된)은 주석 산화 연기가 발생하며, 이는 노출 후 몇 시간 후 메탈 푸메 피버를 유발하는 금속 연기 증상을 유발합니다. 스테인리스 강 연기는 헥사발렌트 크롬을 포함하며, 이는 유명한 암세포 생성물입니다. 충분한 환기, 연기 추출 또는 마스크가 필요합니다.


전기 위험: 용접기는 높은 전류를 낮은 전압으로 전달하지만, 개방 회로 전압(보통 60-80볼트)은 습한 환경에서 치명적인 충격을 유발할 수 있습니다. 물에 서 있지 않고 용접하지 마십시오. 케이블 및 연결을 손상되었는지 검사하십시오. 작업물에 적절하게 지상을 적용하십시오.


화재 및 화상: 불꽃 및 용해된 금속은 35피트까지 이동할 수 있습니다. 유연한 물질이 있는 곳에서 용접하지 마십시오. 불길에 저항하는 옷, 가죽 장갑, 가죽 부츠를 착용하십시오. 용접이 combustible 물질 근처에서 가까워질 때는 화재 경계가 필요합니다.


PPE 요약: 용접 헬멧(정확한 톤 10-13), 안전 안경 아래에, 가죽 장갑, 불길에 저항하는 자켓 또는 주름, 가죽 부츠, 폐쇄 공간에서 귀 보호, 환기 부족할 때 마스크를 사용할 때 respirator.

Welder PPE: Personal Protective Equipment

안전 결정

당신은 철제 손잡이 복구 작업을 위해 작은 기계실에 도착했습니다. 이 방은 창문이 없고 단 하나의 문만 있습니다. 카드보드 상자와 오일로 적은 수건이 방의 한 구석에, 용접 위치에서 약 10피트 떨어진 곳에 보관되어 있습니다. 바닥에는 최근 파이프 누수에서 남은 물웅덩이가 있습니다.

이 시나리오에서 식별할 수 있는 모든 안전 문제를 나열하고, 아크를 치기 전에 각 문제에 대해 무엇을 할 것인지 설명하세요.

용접으로 가는 길

용접 직업 및 인증

용접은 단 하나의 직업이 아닙니다. 대신 수십 개의 전문 분야로 문을 열어주며, 그 중 많은 직업이 높은 급여를 받고 지속적으로 요구되는 직업입니다.


파이프라인 용접자: 오일, 가스 및 수자원 파이프라인의 섹션을 외부에서 연결합니다. 주로 스티크 또는 하이류 용접을 사용하여 탄소강 파이프를 연결합니다. 파이프라인 용접자는 지속적으로 이동하며 프리미엄 급여를 받습니다. 숙련된 파이프라인 용접자는 연간 100,000달러 이상을 벌 수 있습니다.


수중 용접자(고압 용접자): 해상 플랫폼, 선박 갑판 및 수중 인프라를 용접합니다. 상업 다이빙 인증과 용접 기술을 결합합니다. 가장 높은 급여와 가장 위험한 용접 전문 분야 중 하나입니다.


항공 우주용접자: 티기(TIG) 용접을 사용하여 티타늄, 인코넬 및 알루미늄-리튬과 같은 독특한 합금으로 항공기 및 우주선에 용접합니다. 극한의 정밀성과 청결 기준이 적용됩니다. 모든 용접은 검사되고 문서화됩니다.


구조 철근 용접자: 건물, 교량 및 중형 장비의 구조 철재를 용접합니다. 주로 높이에서 작업을 수행하며 빔 연결에 용접합니다.


인증: 미국 용접 협회(AWS)가 용접자 자격 시험을 관리합니다. 가장 일반적인 시험은 AWS D1.1 구조 용접 코드 자격 시험입니다. 시험을 통과하면 테스트 쿠폰을 찍어내거나 X-ray를 통과한 것을 의미합니다. 인증은 프로세스, 위치 및 재료별로 구체적이며, MIG용 플레이트 인증은 TIG용 파이프 인증과 동일한 것을 의미하지 않습니다.


시작하기: 커뮤니티 칼리지 용접 프로그램(6개월에서 2년), 상업 학교 프로그램 및 연합 학徒 과정(보통 3-5년간 지불되는 현장 교육을 포함)가 주된 진입점입니다. 학徒 과정은 수업 시간과 실제 용접 작업을 조합합니다.

용접 경력 발전 가능성 및 경로도

계획 수립

용접과 미래 연결

당신은 주요 용접 공정을 알게 되었습니다. 용접弧의 물리학, 부재의 설계 및 용접 작업에 필요한 안전 준수 사항까지 다루었습니다.

용접 경력을 추구한다면, 가장 관심이 있는 전문 분야와 그 이유를 선택하고, 그곳에 도달하기 위해 어떤 단계를 거쳐야 할까요: 학교, 학徒 과정, 자격증? 만약 용접이 아닌 경우, 어떤 무역 분야를 선택하고 용접 지식을 그 분야에서 어떻게 유용하게 활용할 수 있는지 설명해 주세요.