플라즈마 아크 용접: PAW 용접의 장점

PAW는 GTAW와 마찬가지로 비소모성 텅스텐 또는 텅스텐 합금 전극을 사용하는 아크 용접 공정입니다.

플라즈마 아크 용접(PAW)은 의료, 전자, 항공우주, 자동차 산업과 같은 고집적 애플리케이션을 위해 융합 용접 공정을 선택해야 할 때 간과되는 경우가 많습니다.

이 공정은 다른 아크 공정보다 더 복잡하고 값비싼 장비가 필요하며, 용접공은 레이저 빔 용접(LBW)과 같이 용접 속도를 높이기를 원하기 때문에 간과되어 왔습니다. 그러나 자동차 제조업체는 차체 패널 및 배기 시스템 구성 요소를 포함한 다양한 응용 분야에 PAW를 사용하고 있습니다.

텅스텐 불활성 가스(TIG) 용접으로도 알려진 가스 텅스텐 아크 용접(GTAW)은 일반적으로 느린 속도의 고품질 용접에 사용되는 반면, LBW는 고속 용접에 종종 선택됩니다.

PAW는 때때로 LBW보다 저렴한 비용으로 GTAW보다 더 빠른 용접 속도를 제공하며 많은 응용 분야에서 가장 효과적인 프로세스일 수 있습니다. 여기에는 PAW가 LBW보다 접합부 정렬 불량에 더 잘 견디고 GTAW보다 더 나은 관통력을 제공하는 스테인레스 스틸 확장형 벨로우즈 용접이 포함됩니다. 자동차 배기 시스템에 사용되는 것과 같은 코팅된 강철을 용접합니다. 단일 패스로 상대적으로 두꺼운 재료를 완전 관통 용접하기 위한 키홀 모드 용접.

PAW는 GTAW와 마찬가지로 비소모성 텅스텐 또는 텅스텐 합금 전극을 사용하는 아크 용접 공정입니다.

이 두 용접 공정의 주요 차이점은 PAW에서는 아크를 수축시키는 역할을 하는 노즐에 전극이 들어가 있다는 것입니다. 플라즈마 가스는 수축하는 노즐에서 이온화되어 고속으로 노즐을 빠져나갑니다.

플라즈마 가스만으로는 대기로부터 용융된 용접 풀을 보호하는 데 적합하지 않으므로 GTAW와 마찬가지로 보호 가스가 플라즈마 컬럼 주변에 공급됩니다. 플라즈마 가스의 유량은 난류를 최소화하기 위해 차폐 가스의 유량보다 훨씬 낮습니다.

가스 텅스텐 아크의 원뿔 모양은 일관된 지점 크기와 에너지 밀도를 보장하기 위해 자동 용접에 아크 길이 제어(ALC) 또는 아크 전압 제어(AVC) 장비를 사용해야 합니다.

PAW의 수축된 호는 훨씬 더 원주 모양의 호를 생성합니다. 이는 에너지 밀도에 대한 아크 길이 변화의 영향을 최소화하고 ALC 또는 AVC의 필요성을 최소화합니다.

노즐에 전극을 넣는 것의 또 다른 장점은 전극 오염이 최소화된다는 것입니다. 전극은 일반적으로 재연마할 필요 없이 전체 생산 교대 기간 동안 지속될 수 있습니다.

PAW의 또 다른 독특한 기능은 아크가 시작되는 방식입니다. 고주파(HF) 전류는 일반적으로 전극과 구리 노즐 사이에 파일럿 아크를 설정하는 데 사용됩니다. 파일럿 아크가 시작된 후 HF가 꺼집니다. 파일럿 아크 전류는 일반적으로 한 레벨로 고정되거나 두 레벨 중 하나로 설정될 수 있으며 일반적으로 2암페어에서 15암페어 사이입니다.

용접의 경우 아크는 전기 회로의 일부가 되는 작업으로 전달됩니다. 용접을 하기 전에 아크가 형성되기 때문에 용접 아크 시작은 매우 신뢰할 수 있는 경향이 있습니다.

파일럿 아크는 용접이 완료된 후에도 계속 켜져 있으며 토치는 추가 HF 없이도 다음 용접을 수행할 준비가 되어 있습니다. 이는 HF의 전자기 소음이 컴퓨터 프로세스 컨트롤러를 방해할 수 있는 자동화된 응용 분야에서 용접할 때 유용할 수 있습니다. 파일럿 아크의 한 가지 부작용은 저전류 응용 분야에서도 플라즈마 토치가 수냉식이어야 한다는 것입니다.

PAW에는 용접 전류 수준에 따라 결정되는 세 가지 작동 모드가 있습니다. 마이크로플라즈마 용접 전류 범위는 0.1A 미만에서 약 20A입니다.

중전류 플라즈마 용접 또는 용융 모드 전류의 범위는 일반적으로 20~100A입니다. 높은 플라즈마 용접 전류는 100A보다 크며 일반적으로 LBW 또는 전자빔 용접(EBW)과 유사한 키홀 모드에서 수행됩니다.

높은 전류와 플라즈마 가스 흐름의 결합으로 재료에 구멍이 생기고, 움직이는 구멍 뒤로 용융 금속이 흘러 용접 비드가 생성됩니다. 키홀 모드에서 용접할 때는 용접을 만들기 위해 플라즈마 가스 유량을 주의 깊게 제어해야 합니다. 유속이 약간 높으면 용융된 금속이 날아가서 절단이 발생합니다.