스패터 발생 시 조치 방법 > 기술 및 AS상담

• 목록
• 글쓰기

용접 시 스패터(spatter)는 용융 금속이 미세하게 튀어 주변에 들러붙는 현상으로, 미관 저해뿐 아니라 전기 절연 파괴, 장비 오염, 용접 품질 저하 등 다양한 문제를 일으킬 수 있습니다. 전자빔 용접은 일반적으로 스패터가 매우 적은 공정이지만, 고에너지 밀도 또는 설정 이상 시에도 스패터가 발생할 수 있습니다.

1. 스패터 발생 주요 원인 및 조치
- 전자빔 출력 과다: 빔 에너지가 금속 용융점보다 지나치게 높을 때, 증기폭발 및 금속 튐 → 빔 전류(Iₑ), 가속전압(Vₑ) 조정, 빔 체류 시간 단축
- 빔 초점 불일치: 초점이 용융면보다 위나 아래에 맞춰질 경우, 국부 증기압 폭발 → 전자렌즈 초점 조정 (focusing current), 스팟 크기 조절
- 불균일한 간극 or 단차: 이음면에 갭이나 단차가 크면 용융 메탈 튀면서 불균일 용접 → 정밀 가공 재확인, 맞대기 이음 정렬 보정
- 산화물/오염물 존재: 표면 불순물(녹, 산화피막, 기름기)이 가열되며 순간 증기 발생 → 탈지, 연마, 산화피막 제거, 용접 직전 세정 실시
- 고정 불량: 고정이 느슨하면 용융 중 미세 진동으로 금속 튐 → 지그 재설계 또는 고정력 강화
- 빔 흔들림 (Beam Instability): 전자빔 전류나 렌즈 전원 불안정 → 고전압 안정성 점검, 필라멘트/음극 상태 확인

2. 장비 조건별 대응법
- 가속전압: 지나치게 높을 경우 → 에너지 집중 과다 → 스패터 → 감소 조정 (예: 150kV → 120kV)
- 빔 전류: 과도한 전류 → 용융금속 과열 → 최소한의 전류로 안정 용입 확보
- 집속 상태(Focus): 초점이 어긋나면 중심용입이 무너지며 튐 발생 → 초점전류(Focusing lens current) 재조정
- 스캔 조건: 고속 스캔 시 순간 용융/냉각 반복 → 스패터 유도 → 속도 감소 또는 경로 수정 필요

3. 스패터 최소화를 위한 사전 조치
- 재료 표면 세정: 아세톤, IPA(이소프로필알콜)로 탈지 후 건조 → 산화물 제거 시 샌드블라스팅, 화학 에칭 병행
- 이음면 정밀 가공: 간극 ≤ 0.05 mm 이내로 유지 → CNC 또는 lapping
- 에너지 밀도 최적화: 빔 직경, 체류 시간, 스캔 궤적 조절
- 진공 조건 유지: 낮은 압력 유지 → 기화물 제거 효과 ↑
- 파일럿 테스트: 제품과 동일 재질로 사전 용접 시험 → 조건 튜닝

4. 스패터 발생 후 조치
- 스패터 제거: 알루미늄 브러시, 연마석, 초음파 세척 등 사용
- 기계 오염 방지: 뷰포트 보호필름, 흡착판 설치
- 스패터 쉴드 사용: 구리판 등 스패터 보호판 부착
- 품질 재검사: 비파괴 검사(NDT), 단면 검사로 용입 상태 확인

* 전자빔 용접에서 스패터는 출력 과다, 초점 불일치, 오염, 고정 불량이 주된 원인이며, 출력 조건 조정 + 이음면 정밀도 확보 + 표면 세정을 통해 충분히 방지 가능합니다.