용접봉 3.2 용접 전류 범위와 피복계 차이

조선선재 용접핸드북은 3.2mm 용접봉의 하향 전류 하한을 피복계마다 60~90A로 다르게 적습니다. 상한은 한 종을 빼면 모두 130A입니다. 이 용접 전류 범위를 정하는 쪽은 규격이 아니라 제조사입니다. 지름이 커질수록 단면적당 전류 상한은 오히려 내려갑니다.

규격은 전류 범위를 정하지 않고 제조사에 넘긴다

용접봉 규격이 정하는 것은 분류입니다. 형번에는 피복계와 용접 자세, 용착금속의 강도가 담깁니다. 몇 A를 흘릴지는 형번 어디에도 없습니다.

미국용접협회(AWS)는 이 입장을 문서에 남겼습니다. 저합금강용 규격 AWS A5.5 2022년판은 부록의 대표 전류 범위 표를 지웠습니다. 대신 제조사에 확인하라고 적었습니다.

탄소강용 AWS A5.1 2025년판 부록에도 전류 표는 없습니다. 부록 표는 보관·건조 조건과 폐지된 분류 두 개뿐입니다.

저는 이것을 전류 범위가 규격값이 아니라 제품값이라는 뜻으로 읽습니다. 같은 형번이어도 제품이 바뀌면 범위가 바뀝니다.

출처: AWS A5.5/A5.5M:2022 · AWS A5.1/A5.1M:2025 공개 미리보기

같은 3.2mm라도 피복계가 전류 하한을 가른다

조선선재 핸드북의 연강용 용접봉 네 종을 3.2mm 기준으로 모았습니다. 차이는 하한에서 크게 납니다. 고산화티탄계 CR-13(E4313)은 60A, 저수소계 LH-100(E4316)은 90A부터입니다.

표 1. 3.2mm 용접봉의 피복계별 권장 전류(단위: A)

피복계·제품	하향	수직상향
고산화티탄계 CR-13	60~130	60~110
고셀룰로스계 CL-100	70~110	55~105
일미나이트계 CS-200	80~130	60~110
저수소계 LH-100	90~130	80~120
저수소계 LB-52-18*	90~130	80~120

* LB-52-18은 고베제강 제품, 1F·2F·1G·2G / 3G 상진·4G 기준임

* 형번: CR-13 E4313, CL-100 E4311, CS-200 E4301, LH-100 E4316, LB-52-18 AWS E7018

* 조선선재 값은 제품 대표값이며 보증값 아님

자료: 조선선재 「용접핸드북(국문)」 (2013) · 고베제강 「LB-52-18 제품정보」

다른 제조사 값도 같은 방향입니다. 고베제강 LB-52-18(E7018, 저수소계)의 3.2mm 권장값은 하향 90130A입니다. 수직상향은 80120A로, LH-100과 같은 숫자입니다.

용접봉 3.2 하나에 전류 한 값을 외우는 방식은 맞지 않습니다. 봉을 바꾸면 하한이 30A까지 움직입니다. 저는 피복계를 확인하기 전에는 용접기 전류 설정을 시작하지 말아야 한다고 봅니다.

출처: 조선선재 용접핸드북(2013) · 고베제강 LB-52-18 제품정보

셀룰로스계는 피복제 때문에 상한부터 낮다

고셀룰로스계 CL-100(E4311)의 3.2mm 상한은 110A로 다른 세 종보다 20A 낮습니다. 피복제는 플럭스라고도 부르는 봉 겉의 피복입니다.

조선선재는 같은 계열 CL-101 설명에서 높은 전류를 받으면 피복제 성질이 변한다고 적었습니다. 그래서 다른 계통보다 낮은 전류를 쓰라고 합니다.

고산화티탄계에 대한 경고는 결과 쪽입니다. 전류를 너무 높이면 방사선투과시험 성능이 떨어진다고 적었습니다. 스패터와 언더컷도 늘어난다고 했습니다.

자세를 바꾸면 상한이 다시 깎입니다. 수직상향에서 CR-13과 일미나이트계 CS-200(E4301)은 20A 내려갑니다. LH-100은 10A, CL-100은 5A입니다.

저는 상한을 정하는 것이 피복제가 견디는 열과 비드 품질이라고 봅니다. 셀룰로스계의 감소 폭이 가장 작은 것도 처음부터 상한을 낮게 잡은 결과로 보입니다.

출처: 조선선재 용접핸드북(2013) CL-100·CL-101·CR-13 작업요령

지름이 커지면 단면적당 전류 상한은 내려간다

지름이 커지면 전류도 커집니다. 그런데 심선(용접봉 속 금속선) 단면적만큼 늘지는 않습니다. LH-100 하향 상한으로 직접 계산했습니다.

단면적은 A = π × d² / 4 로 구합니다. 전류밀도는 상한 전류 / 단면적입니다.

3.2mm는 π × 3.2² / 4 = 8.04mm²입니다. 130A / 8.04mm² = 16.2A/mm²입니다.

4.0mm는 π × 4.0² / 4 = 12.57mm²입니다. 185A / 12.57mm² = 14.7A/mm²입니다.

5.0mm는 π × 5.0² / 4 = 19.63mm²입니다. 250A / 19.63mm² = 12.7A/mm²입니다.

이 값은 카탈로그 상한에서 필자가 계산한 것입니다. 제조사가 밝힌 전류밀도가 아닙니다. 2.6mm도 16.0A/mm²로 3.2mm와 비슷합니다.

비례 암산은 굵은 봉에서 틀립니다. 130A에 단면적 비 1.56을 곱하면 203A로, 4.0mm 상한 185A를 넘습니다. 핸드북은 이 감소의 이유를 적지 않았습니다.

출처: 조선선재 용접핸드북(2013) LH-100 제품치수 및 적정전류, 계산은 필자

KS 원문과 최신 전류표는 보지 못했다

KS D 7004 전문은 열람하지 못했습니다. KS가 시험 용접에 쓸 전류 조건을 따로 두는지는 이 글이 답하지 못합니다.

핸드북 값에도 조건이 붙습니다. 조선선재는 수록 수치가 대표 특성이며 보증이 아니라고 밝혔습니다. 2013년판이고, 현재 LH-100 제품 페이지에는 전류 표가 없습니다.

출처: 조선선재 용접핸드북(2013) 주의 사항 · 조선선재 LH-100 제품정보

전류 다이얼을 돌리기 전에 볼 세 가지

1. 형번이 아니라 제품명으로 범위를 찾습니다. 같은 저수소계라도 기준은 그 봉의 카탈로그입니다.
2. 자세 열을 따로 봅니다. 수직상향 상한은 하향보다 5~20A 낮습니다.
3. 굵은 봉은 비례로 올리지 않습니다. LH-100의 4.0mm 상한은 3.2mm의 1.42배입니다.

범위 안에서 고른 한 점도 결과를 바꿉니다. 입열량 H = 60 × E × I / v 에 E 24V, v 150mm/min을 가정했습니다.

LH-100 3.2mm 하향 범위의 양 끝으로 계산합니다. I가 90A면 H = 60 × 24 × 90 / 150 = 864J/mm입니다. I가 130A면 H = 60 × 24 × 130 / 150 = 1,248J/mm입니다.

같은 속도라면 범위의 양 끝에서 입열량이 44% 차이 납니다. 가정값으로 계산한 비교이며 실측이 아닙니다.

저는 용접기 전류 설정을 범위 확인이 아니라 입열량 선택으로 봐야 한다고 판단합니다. 실제 구조물에 쓸 값은 용접절차서와 시공 기준, 안전관리자 확인으로 정해야 합니다.

출처: 조선선재 용접핸드북(2013), 입열량 계산은 필자 가정