아크절단
아크 절단은 아크열에 의해 금속을 국부적으로 가열하고 용해하여 절단하는 방법입니다. 이 방식은 가스 절단이 어려운 주철, 스테인리스강, 비철 금속(예: 알루미늄, 구리 등) 등의 절단이 가능하다는 점에서 특징이 있습니다.
절단 과정에서 강력한 전기 아크가 금속을 녹여 절단되므로, 가스 절단과 달리 다양한 금속 소재에 적용될 수 있습니다. 그러나 절단면은 가스 절단에 비해 상대적으로 매끄럽지 못하고, 후처리가 필요할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고, 절단 가격이 저렴해 경제적으로 많은 장점이 있으며, 금속의 특성에 따라 선택적으로 활용됩니다. 이 방식은 복잡한 장비 없이도 금속을 절단할 수 있어, 다양한 금속 가공 현장에서 자주 사용됩니다.
아크절단의 종류
탄소 아크 절단
- 탄소 아크 절단은 탄소나 흑연 등의 재료 사이에서 아크를 발생시켜 금속을 절단하는 방식입니다. **직류(DC)**와 교류(AC) 모두 사용 가능하지만, 일반적으로 직류(DC) 방식이 더 많이 사용됩니다. 이 방식은 금속 표면을 고온으로 가열해 절단하는데, 전극으로 탄소 또는 흑연을 사용하여 아크를 생성하며, 절단과 동시에 금속을 녹여내는 역할을 합니다.
산소 아크 절단
- 산소 아크 절단은 속이 빈 피복 용접봉과 모재 사이에 아크를 발생시켜 모재를 예열한 후, 고압 산소를 분출해 금속을 산화시켜 절단하는 방식입니다. 예열된 금속이 산소와 반응하면서 생성되는 산화열이 금속을 녹여 절단이 이루어집니다. 이 방법은 일반적인 아크 절단에 비해 절단 능력이 우수하며, 두꺼운 금속을 빠르고 효과적으로 절단할 수 있습니다.
금속 아크 절단
- 금속 아크 절단은 탄소 전극봉 대신 피복 용접봉을 사용하여 금속을 절단하는 방법입니다. 원리는 탄소 아크 절단과 유사하나, 피복 용접봉을 이용해 아크를 발생시키고, 그 열로 금속을 녹여 절단합니다. 탄소 아크 절단과 마찬가지로 금속을 고온으로 가열하여 절단하지만, 피복 용접봉을 사용함으로써 다른 금속 특성에 적합한 절단이 가능합니다.
플라즈마, 티그, 미그, 레이저 절단
플라즈마 절단법
플라즈마 절단법은 기체를 수천 도의 고온으로 가열하여, 기체 속의 가스 원자가 이온 상태로 유지되는 플라즈마를 형성하는 절단 방식입니다. 이 고온의 플라즈마를 고속으로 한 방향으로 분출하여 플라즈마 제트를 만들어, 이를 이용해 금속 및 비금속을 절단합니다. 플라즈마 절단은 전도성이 있는 모든 재료에 사용 가능하며, 주로 알루미늄, 스테인리스강, 구리 등의 비철 금속을 절단할 때 많이 쓰입니다.
TIG, MIG 절단법 (불활성 가스 아크 절단)
MIG 절단법(Metal Inert Gas)은 고전류 밀도의 MIG 아크를 이용하여, 모재와 용접봉 사이에 아크를 발생시키고, 깊은 용입을 통해 금속을 용융하여 절단하는 방식입니다. 주로 알루미늄, 스테인리스강 등의 절단에 사용되며, 아크 용접보다 강력한 열을 발생시켜 깊은 절단이 가능합니다.
TIG 절단법(Tungsten Inert Gas)은 텅스텐 전극과 모재 사이에 아크를 발생시키고, 불활성 가스(보통 아르곤)를 공급하여 금속을 절단하는 방법입니다. 이 방식은 고온의 아크로 금속을 녹여 절단하며, 정밀 절단이 필요한 경우 많이 사용됩니다. 알루미늄, 티타늄, 스테인리스와 같은 금속에 적합합니다.
레이저 절단법
레이저 절단법은 레이저 빔을 이용해 금속 및 비금속 재료를 절단하는 방식입니다. 레이저 빔이 재료 표면에 닿아 강력하게 가열하면서 녹거나 증발하여 절단이 이루어집니다. 레이저는 매우 높은 에너지 밀도를 가지므로 정밀하고 빠른 절단이 가능하며, 얇은 철판이나 비금속 재료의 가공에 주로 사용됩니다. 일반 철판의 경우는 산소를, 스테인리스나 알루미늄과 같은 금속의 경우는 질소를 사용해 절단합니다. 레이저 절단은 높은 정밀도를 요구하는 산업에서 많이 쓰이며, 금속의 손상을 최소화하는 장점이 있습니다.
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