아크 스프레이, 설마 아직도 육성 용접 고집하시나요?

마모=교체?

단종되어 구하기 어려운 부품, 혹은 값비싼 수입 부품의 마모..

 

꼭 새것으로 교체해야 할까요?

 

때로는 마모된 부분만 정밀하게 되살리는 것이 현실적일 수 있습니다.

 

바로, 아크 스프레이(Arc Spray)를 통해서 말이죠.

 

아크 스프레이란?

원리는 그 이름에서 유추 가능합니다.

 

아크(좌) / 아크 스프레이(우)

· 아크(Arc) : 두 금속 선재(와이어)에 전류를 흘려 강력한 아크를 생성

· 스프레이(Spray, 용사) : 발생한 열로 금속을 녹이고, 고압의 공기로 모재에 분사

· 결과 : 마모된 부위에 새로운 금속층을 형성하여 육성 및 치수 복원

 

즉, '아크' + '스프레이' 그 자체인 기술입니다.

 

짧고, 굵게 스펙도 기술해 보겠습니다.

아스 크프레이(Arc Spray)

• 구분 : 냉간 용사 (모재 온도 200℃ 미만)
• 주요 코팅 재료 : 아연/알루미늄 합금, 니켈/크롬 합금, 스테인리스, 구리, 아연 인코넬 등 합금
• 재료 형태 : 선재(와이어)
• 열원의 종류 : 전기 아크
• 열원 온도(℃) : 4100
• 표면 온도(℃) : 100 미만
• 입자 속도(m/s) : 150
• 접착력(psi) : 7000
• 기공률(%) : 10
• 모재 변형 : 거의 없음

 

마모 복원에 아크 스프레이가 적합한 이유

아크 스프레이는 모든 금속에 코팅 가능하며, 주로 살 붙이기 용도로 사용합니다.

 

샤프트, 롤러 등 반복 사용으로 특정 부위에 마모가 빈번한 회전체의 원치수 복원 작업에 적합합니다. 이땐 단순히 육성만 시키는 것이 아닌 재료에 따라 '내구성'도 함께 강화시킬 수 있습니다.

 

작업 공정은 아래 순서로 진행됩니다.

 

① 장기간 사용으로 마모된 샤프트 베어링부

② 정밀하게 깎아낸 뒤

③ 작업 구간을 제외한 곳에 마스킹

 

④ 아크스프레이로 마모된 부위를 육성

⑤ 작업 후 모습

⑥ 고객사가 요구하는 파이널 치수만큼 최종 연마

 

이렇게 모든 공정이 끝나고 나면 마모가 있었던 부위라곤 생각하기 힘들어집니다.

 

이뿐만 아닙니다.

 

고온 다습한 환경에서 부식이 잦은 소각로의 보일러 벽, 부식에 취약한 교량 구조물이나 플랜트 설비에도 아크 스프레이 기술을 접목시키고 있습니다.

 

단순 치수 복원을 넘어 산업 전반에서 활용 범위를 넓혀 가고 있는 중이죠.

육성 용접 vs 아크 스프레이

기존의 육성 용접 방식은 아무래도 모재의 변형이 찾아올 수밖에 없습니다.

 

하지만, 아크 스프레이는 냉간 용사이기 때문에 정밀한 형상의 부품에도 적용할 수 있습니다. 4,000℃ 이상 고온의 열원을 사용하는데 반해, 모재에 전달되는 열은 100℃ 미만이기 때문입니다.

 

만약 후가공이 요구되는 부품이라면, 아크 스프레이는 더욱 매력적인 선택지가 됩니다. 초경 코팅처럼 강도가 지나치게 높아 연삭 가공이 어려운 방식과 달리, 아크스프레이는 재료 선택의 자유도가 높고 따라서 후가공도 자유롭습니다.

코팅 재료

앞서 스펙 부분에서 기술했듯, 다양한 금속 재료를 사용합니다.

 

두 개의 서로 다른 금속 선재를 활용한 합금 코팅도 구현 가능하단 장점이 있습니다. 따라서 내마모, 내부식, 열차폐, 절연, 전도 등 맞춤형 코팅이 가능해지죠.

 

단, 전기 아크를 열원으로 사용하기 때문에 전도성이 좋은 재료만 사용 가능하다는 한계는 존재합니다.

 

글 줄이며

아크 스프레이는 공정 관리가 용이하며, 경제적인 공법에 속합니다. 모재의 열변형이 가장 적은 공법이기도 합니다.

 

마모된 부품의 육성 및 원치수 복원,

 

지금까지 육성 용접만 고집하셨다면 아크 스프레이도 한 방법으로 고려해 보시길 바랍니다.

 

이상으로 지금까지 소개드린 내용이 도움이 되셨길 바라며 글 줄이겠습니다.

 

더 많은 용사 코팅법이 궁금하시다면 아래 글을 참고해 보시길 바랍니다.

 

용사 코팅 원리 및 종류 모음.zip