맞대기 용접 방법 > 기술 및 AS상담

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전자빔 용접에서 맞대기 용접(Butt Welding)은 가장 널리 사용되는 접합 방식 중 하나로, 두 금속 판재 또는 부품의 끝단(edge)을 서로 밀착시켜 심 깊이로 관통 용접하는 방식입니다. 전자빔의 심층용입 능력과 좁은 열영향부(HAZ) 덕분에, 정밀하고 강한 접합이 가능합니다.

1. 맞대기 용접이란?
- 두 금속 부품의 맞닿은 면(edge)을 이음매 없이 연속적으로 용접하여 하나의 연속된 금속 구조로 만드는 용접 방식.
- 전자빔 맞대기 용접의 특징: 루트 간격 없음 (간극 없이 밀착), 단일패스(1번 조사)로 완전 관통 가능, 보통 풀 페네트레이션(full penetration) 용접

2. 용접 절차 요약
① 모재 준비: 절단면 평탄화, 탈지, 산화막 제거
② 정렬 및 클램핑: 2개 모재를 완전 밀착 상태로 고정
③ 진공 챔버 배기: 고진공 확보 (~10⁻⁴ mbar 이하)
④ 빔 파라미터 설정: 전압, 전류, 초점, 스캔 경로 등
⑤ 전자빔 조사: 일직선으로 이동하며 단일 패스 용접
⑥ 냉각 및 감압: 용접 후 냉각 → 대기 복귀
⑦ 검사: RT, UT, 단면절단검사 등

3. 주의할 점
- 간극(Gap): 없어야 함. 간극이 생기면 키홀 불안정 → 기공 발생
- 편심(Offset): 두 재료 정렬이 0.1mm 이상 어긋나면 불균일 용입 발생
- 두께 차이: 이종재 용접 시 용입 깊이 달라짐 → 파라미터 조정 필요
- 진공 누설: 클램핑 위치에서 미세 누설 시 품질 저하
- 표면 산화물: 구리, 알루미늄 등은 용접부 산화막 반드시 제거

대표적인 구조별 맞대기 용접 방식 4가지

1. 기본형 (Square Butt Joint)
- 가장 단순한 구조. 두 모재를 정확히 밀착시켜 단일패스로 용접
- 간극이 없어야 하고, 정렬이 매우 정확해야 함

2. 중심립(Centering Rib) 또는 Tongue-and-Groove Joint
- 두 모재의 맞닿는 단면에 작은 돌기/홈을 만들어 정렬을 유도
- 고정이 쉬워지고, 정밀 정렬 및 기공 방지에 효과적
- 특징: 중심 유지 용이, 초기 접합 안정성 향상, 내부 비드 품질이 균일함

3. 받침대 스트립(Backing Strip) 사용
- 두 재료의아래쪽에 얇은 금속 스트립(동일 혹은 이종재)을 넣어 용융 금속이 아래로 흘러내리지 않도록 받침 역할을 함
- 하부 기공 방지, 전도성 금속(동, 스테인리스 등)으로 제작
- 두꺼운 판재나 알루미늄 같이 기공 위험이 높은 경우 사용
- 용접 후 스트립을 제거하거나, 그대로 남겨둠

4. 스텝 조인트 (Step Butt Joint)
- 한쪽 모재에 계단 구조를 만들어 두께 정렬을 쉽게 하고, 용입 안정성 확보
- 특징: 얇은 재료와 두꺼운 재료 연결 시 유용, 용입 깊이 보장. 단, 구조 설계가 필요함

전자빔 맞대기 용접에서 단순한 밀착 접합 외에도 중심립, 받침대, 스텝 구조 등을 활용하면 정렬성, 기공 억제, 강도 확보 등에 효과적입니다. 특히 얇은 판재, 알루미늄, 이종재 용접 시 받침대 스트립이나 중심립은 매우 유용합니다.