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GTAW 프로세스
가스 텅스텐 아크 용접 (TIG)
🔵Reviewed — 교차 검증 완료
🔵 Reviewed
GTAW(Gas Tungsten Arc Welding)는 가장 정밀하고 깨끗한 용접을 제공하는 프로세스입니다. 흔히 TIG 용접이라고 부릅니다.
핵심 원리: 녹지 않는 텅스텐 전극으로 아크를 발생시키고, 아르곤(Ar) 보호가스가 용융 금속을 보호합니다. 용가재는 별도의 봉(Rod)으로 수동 공급합니다.
0/6 탐색
GTAW가 다른 프로세스와 가장 다른 점: 열 입력과 용가재 공급을 독립적으로 제어할 수 있습니다. 이것이 정밀한 용접을 가능하게 하는 핵심입니다.
🔵 Reviewed
GTAW의 장단점
장점:
- 가장 깨끗하고 정밀한 비드
- 슬래그 없음 (후처리 불필요)
- 거의 모든 금속에 적용 가능 (스테인리스, 알루미늄, 티타늄 등)
- 박판(薄板) 용접에 탁월
- 루트 패스(첫 번째 패스) 품질이 우수
단점:
- 용접 속도가 매우 느림
- 높은 숙련도 필요 (양손 동시 조작)
- 바람에 취약 (아르곤 가스가 날아감)
- 두꺼운 재료에는 비효율적
🟡 Referenced
프로세스 엔지니어가 알아야 할 GTAW 핵심
배관/압력용기 WPS에서 GTAW는 거의 항상 루트 패스(Root Pass)에 사용됩니다. 루트 패스는 두 모재가 처음 만나는 부분이므로 가장 높은 품질이 요구됩니다.
일반적인 조합: GTAW(루트) + SMAW(필/캡) 또는 GTAW(루트) + FCAW(필/캡)
이 조합은 WPS에서 "Process: GTAW/SMAW"로 표기됩니다.
1
차폐가스 설정
Ar 순도 99.99% 확인, 유량 8~15 L/min 설정. STS/Ti는 이면 퍼지도 준비합니다.
2
텅스텐 전극 준비
EWTh-2(적색) 또는 EWCe-2(회색) 전극을 15~30° 각도로 연마합니다.
3
아크 발생 및 용접
고주파 스타트로 아크 발생 후, 용융풀이 형성되면 용가재를 서서히 공급합니다.
4
종단 처리
크레이터 처리(전류 감소) 후 포스트 플로우 5~15초 유지하여 텅스텐 산화를 방지합니다.
🟢 Verified
텅스텐 전극 색상별 용도 — AWS A5.12 / ISO 6848
끝단 색상은 첨가물과 용도를 즉시 알려주는 표시입니다.
| 코드 | 색상 | 첨가물 | 주 용도 | 전원 |
|---|---|---|---|---|
| EWP | 녹색 | 무첨가 (순 W) | Al·Mg (AC 전용) | AC |
| EWTh-2 | 적색 | 2% 토륨(ThO₂) | 탄소강·STS·Ni 합금 | DCEN |
| EWCe-2 | 회색 | 2% 세륨(CeO₂) | 저전류·박판·STS | DCEN·AC |
| EWLa-1.5 | 금색 | 1.5% 란타늄 | 범용·DC·AC 모두 우수 | DCEN·AC |
| EWZr-1 | 갈색 | 1% 지르코늄(ZrO₂) | Al·Mg (AC 전용·고품질) | AC |
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현장 추세: 방사성이 있는 EWTh-2(토륨)는 점차 EWLa-1.5·EWCe-2로 대체되고 있습니다.
🟢 Verified
직류 정극성·역극성·교류 — 청정작용 메커니즘
GTAW에서 가장 중요한 선택은 극성입니다. 같은 장비, 같은 전극이라도 극성에 따라 전혀 다른 용접이 됩니다.
| 극성 | 전극 연결 | 전자 흐름 | 용입 | 청정작용 | 적용 |
|---|---|---|---|---|---|
| DCEN (정극성·DCSP) | (−) | 전극→모재 | 깊음 | 없음 | 탄소강·STS·Ni·Ti·Cu (대부분) |
| DCEP (역극성·DCRP) | (+) | 모재→전극 | 얕음 | 있음 | 거의 안 씀(전극 과열) |
| AC (교류·HF) | 반주기 교번 | 양방향 | 중간 | 반주기마다 있음 | Al·Mg 전용 |
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청정작용(Cathodic Cleaning)이란? 전자가 모재에서 전극으로 흐르는 반주기(DCEP 측)에 양이온(Ar⁺)이 모재 표면을 충격하여 Al₂O₃, MgO 같은 단단한 산화막을 분쇄합니다. Al의 산화막 융점은 2,072°C인 반면 Al 본체는 660°C — 청정작용 없이는 용접 자체가 불가능합니다.
그래서 Al·Mg 용접은 반드시 AC, 다른 금속은 DCEN이 표준입니다.
시험 단골 함정 3종 1. "Al을 GTAW로 용접 시 어떤 극성?" → AC. DCEN은 청정작용이 없어 산화막 때문에 비드가 형성 안 됨. 2. "GTAW 정극성(DCEN)의 특징?" → 용입 깊음, 텅스텐 발열 적음, 청정작용 없음. (SMAW와 반대 패턴이라 헷갈리기 쉬움 — SMAW는 DCEP 표준) 3. "텅스텐 끝을 뾰족하게 갈면?" → DC용. AC에서는 끝이 둥글게(반구형) 자연 형성되어야 안정 아크.
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🎯 학습 확인 퀴즈⚠️ 자체 제작 문항1 / 7
GTAW에서 텅스텐 전극의 특징은?