연속 저항 용접과 돌기 용접
심용접(Seam Welding, RSEW)은 점용접의 전극을 원반형 휠 전극(Wheel Electrode)으로 바꾸어 연속적인 선형 용접을 수행하는 저항 용접 프로세스입니다.
연속 심용접(Continuous Seam Welding): 휠 전극이 회전하면서 연속적으로 전류를 공급하여 겹쳐진 너깃이 형성됩니다. 기밀(Leak-tight) 이음이 필요한 경우에 사용합니다.
단속 심용접(Intermittent/Roll Spot Welding): 휠 전극이 회전하면서 일정 간격으로 전류를 on/off하여 점용접을 연속 수행합니다. 겹쳐지지 않은 너깃이 일정 간격으로 형성됩니다.
심용접은 연료 탱크, 라디에이터, 캔(Can) 제조 등 기밀성이 요구되는 박판 이음에 주로 사용됩니다.
프로젝션용접(Projection Welding, RPW)은 접합할 금속판의 한쪽에 돌기(Projection, Embossment)를 미리 성형하고, 평판형 전극으로 가압·통전하여 돌기 위치에서 선택적으로 용접하는 프로세스입니다.
핵심 원리: 돌기 부분에 전류가 집중(Current Concentration)되어 국부적으로 저항열이 발생합니다. 가압력에 의해 돌기가 붕괴(Collapse)되면서 너깃이 형성됩니다.
프로젝션용접의 유형:
- 엠보스 프로젝션: 판재에 프레스로 볼록한 돌기를 성형. 가장 일반적
- 크로스 와이어(Cross-Wire): 와이어를 십자로 교차시켜 접촉점에서 용접. 와이어 메쉬, 철망 제조
- 패스너 부착: 너트, 볼트 등의 패스너를 판재에 용접. 패스너 하면에 돌기가 있어 전류 집중
전류 분포: 프로젝션용접에서는 다점 동시 용접이 가능합니다. 그러나 각 돌기의 높이가 균일해야 전류가 균등하게 분배됩니다. 돌기 높이 불균일 → 일부 점만 용접 → 품질 불량.
점용접과 프로젝션용접의 핵심 차이: 점용접은 전극 형상으로 전류를 집중시키고, 프로젝션용접은 공작물의 돌기(Projection)로 전류를 집중시킵니다. 따라서 프로젝션용접은 평판형 전극을 사용하며, 한 번에 다수의 점을 동시 용접할 수 있습니다.
심용접의 공정 변수와 주의사항
- 휠 전극 폭: 너깃 크기와 비드 폭에 영향. 일반적으로 4.8~12.7mm
- 전극 가압력: 점용접과 유사하지만, 연속 회전이므로 일정한 가압력 유지가 중요
- 용접 속도: 휠 전극의 회전 속도. 빠를수록 너깃 겹침 비율 감소
- 통전 패턴: 연속 심용접은 상시 통전, 단속 심용접은 주기적 on/off
크로스 와이어 용접은 철근 메쉬, 바구니, 필터, 냉장고 선반 등에 널리 사용됩니다. 와이어 직경에 따라 전류와 가압력을 설정하며, 와이어 교차점의 접촉 면적이 전류 집중을 결정합니다.
자동차 산업에서 프로젝션용접은 너트, 볼트, 브래킷 등의 패스너를 차체 패널에 부착하는 데 대량으로 사용됩니다. 한 대의 자동차에 수백 개의 프로젝션용접 패스너가 적용됩니다.
프로젝션(돌기)의 형상과 높이를 측정하여 균일한지 확인합니다. 돌기 높이 불균일 시 전류 분배가 불균등하여 일부 점만 용접되는 불량이 발생합니다.
프로젝션용접 전용 평판형 전극을 장착하고, 전극면이 공작물과 평행하도록 정렬합니다. 전극 평행도가 다점 동시 용접의 품질을 좌우합니다.
돌기 수량과 재질에 맞게 용접 전류와 가압력을 설정합니다. 가압력이 과하면 통전 전에 돌기가 붕괴되고, 부족하면 접촉 불량으로 불균일 용접이 됩니다.
시험편으로 용접 후 단면을 절단하여 매크로 검사를 실시합니다. 각 돌기 위치에 너깃이 균일하게 형성되었는지 확인하고 파라미터를 최적화합니다.
심·프로젝션 시험 함정 4종 1. "점용접과 프로젝션용접의 본질적 차이?" → 전류 집중 방식. 점용접=전극 형상으로, 프로젝션=공작물 돌기로 집중. 프로젝션은 평판형 전극 사용. 2. "심용접에서 휠 전극이 왜 회전?" → 연속 너깃 형성을 위해. 정지 시 1점만 용접되어 기밀성 확보 불가. 3. "프로젝션 다점 동시 용접 시 가장 큰 문제?" → 돌기 높이 불균일 → 전류 분배 불균등 → 일부 점만 용접. 4. "크로스 와이어 용접 적용?" → 철망·바구니·냉장고 선반 등. 와이어를 십자로 교차시켜 접촉점에서 용접.
심용접(Seam Welding)이 점용접과 다른 핵심 차이는?