SMAW 프로세스

SMAW(Shielded Metal Arc Welding)는 가장 오래되고 범용적인 용접 프로세스입니다. 한국에서는 "피복 아크 용접" 또는 "스틱 용접"이라고 부릅니다.

핵심 원리: 피복제(Coating)가 입혀진 전극(스틱)에 전류를 흘려 아크를 발생시킵니다. 아크 열로 전극과 모재가 동시에 녹으면서 접합됩니다.

SMAW의 장단점

장점:
- 장비가 간단하고 가격이 저렴
- 야외, 바람 부는 환경에서도 작업 가능 (가스가 불필요)
- 거의 모든 금속에 적용 가능
- 모든 자세(1G~6G)에서 용접 가능

단점:
- 슬래그 제거가 필요 (생산성 저하)
- 용접 속도가 느림
- 전극 교체가 빈번 (연속 작업 어려움)
- GTAW 대비 비드 품질이 거칠 수 있음

대표적인 SMAW 전극 분류

- E6010: 셀룰로오스계. 깊은 용입. 파이프 루트 패스에 사용.
- E6013: 루타일계. 초보자 용이. 일반 구조물.
- E7018: 저수소계. 가장 널리 사용. 강도 높음, 균열 위험 낮음.
- E7024: 철분 산화물계. 높은 용착률. 아래보기 전용.

전극 번호의 의미: E7018 → 인장강도 70ksi(약 490MPa), 1=전자세, 8=저수소+AC/DCEP

AWS A5.1 전극 코드 — 끝 두 자리 완전 정리

EXXYZ에서 YZ 두 자리는 피복제 종류 + 자세 + 전원을 한꺼번에 알려줍니다.

번호 읽는 법 — E7018: 인장강도 70ksi(≈ 490MPa) · 자세 1(전자세) · 피복+전원 8(저수소·AC·DCEP).

저수소계가 왜 균열에 강한가 — 메커니즘

탄소강 용접부의 가장 무서운 적은 지연균열(Delayed Cracking, Cold Cracking)입니다. 용접 직후가 아니라 24~48시간 뒤에 갑자기 갈라지는 현상으로, 압력용기·교량에서 큰 사고를 일으킵니다.

원인은 세 가지가 동시에 작용할 때 발생합니다 — 수소(H₂) + 경화 조직 + 인장 응력. 일반 전극의 피복제(셀룰로오스·티타니아)에는 결정수가 5~10% 포함되어 있어, 아크에서 분해된 H가 용착금속에 녹아들어 갑니다.

저수소계(E7016/7018)는 피복제가 탄산칼슘(CaCO₃) + 형석(CaF₂) 기반이라 수분 함량이 0.5% 이하입니다. 용착금속 수소량 — 일반 전극 30~80 mL/100g vs 저수소계 < 8 mL/100g (H8 등급) 또는 < 4 mL/100g (H4).

현장 관리 핵심:
- 재건조(Re-baking): 사용 전 300~400°C × 1~2시간 (제조사 사양에 따름)
- 휴대용 보온통(Quiver): 100~150°C 유지, 4시간 이상 노출 금지
- AWS D1.1 Table 12-1 — 저수소 전극 노출 한계 시간 명시