용접봉 3.2 2.6 4.0 지름 고르는 법
피복 아크 용접봉의 지름은 2.6, 3.2, 4.0, 5.0mm처럼 몇 단계로 나뉩니다. 지름을 정하면 전류 범위는 제조사 표가 알려 주지만, 그 지름을 무엇으로 정하는지는 따로 따져야 합니다. 이 글은 판 두께와 자세에서 지름을 좁혀 가는 순서만 다룹니다.
지름을 정하는 네 가지 조건
고베제강(Kobe Steel)의 교재 『The ABC’s of Arc Welding and Inspection』은 피복봉 지름을 모재 두께, 필릿 용접 크기, 용접 자세, 허용 용접 전류에 따라 고르라고 적고 있습니다. 미 해군 교육교재 『Steelworker Volume 1』도 판 두께에 더해 자세와 이음 형태를 지름을 정하는 요인으로 듭니다.
네 조건은 서로 얽혀 있습니다. 판이 두꺼워도 자세가 나쁘면 굵은 봉을 쓰기 어렵고, 판이 얇으면 자세가 좋아도 가는 봉으로 내려가야 합니다. 그래서 조건을 한 번에 따지기보다 순서를 정해 하나씩 걸러 내는 편이 정리가 쉽습니다.
순서는 판 두께로 위쪽 한계를 긋고, 이음과 층에 따라 첫 층 지름을 낮추고, 자세로 다시 한계를 확인한 뒤, 남은 후보에서 가장 굵은 것을 고르는 흐름입니다. 아래에서 단계별 근거를 차례로 봅니다.
1단계, 판 두께보다 굵은 봉은 쓰지 않는다
미 해군 교재는 경험칙으로, 용접하는 금속의 두께보다 지름이 큰 봉은 쓰지 말라고 적었습니다. 굵은 봉은 이동 속도를 높여 주어 선호하는 작업자도 있지만, 인증 수준의 용접을 내려면 상당한 숙련이 필요하다는 단서가 붙어 있습니다.
이 경험칙을 그대로 적용하면 3.2mm 판에서는 3.2mm 봉이 위쪽 한계가 됩니다. 얇은 판 쪽 선택지는 제조사마다 다릅니다. 현대종합금속 S-6013.LF는 박판과 경량 형강 용접을 용도로 내세우며 2.6mm부터 표에 올리고, ESAB OK 46.00은 1.6mm 봉까지 갖추고 있습니다.
2단계, 첫 층은 가늘게 다음 층부터 굵게
같은 판이라도 층마다 지름이 다를 수 있습니다. 미 해군 교재는 좁은 V 개선의 두꺼운 판에서 첫 층(루트 패스)은 언제나 가는 봉으로 놓아 뿌리까지 완전 용입을 확보하고, 이어지는 층은 더 굵은 봉으로 채운다고 설명합니다.
필릿 용접에서는 요구되는 필릿 크기가 지름 선택에 들어옵니다. 고베제강 교재가 필릿 용접 크기를 조건에 넣은 이유입니다. 같은 교재는 위빙 폭을 사용하는 봉 지름의 세 배 이내로 제한하라고 적고 있어, 한 번에 덮을 수 있는 비드 폭도 지름과 연결됩니다.
3단계, 수직·위보기는 3/16인치에서 멈춘다
미 해군 교재는 수직과 위보기 용접에서는 판 두께와 관계없이 3/16인치가 쓸 수 있는 가장 굵은 봉이라고 적었습니다. 그보다 굵으면 녹은 금속을 다루기가 너무 어렵다는 이유입니다.
제조사 표도 비슷한 경계를 보여 줍니다. 현대종합금속 제품 페이지의 적정전류 표는 아래보기·수평필릿(F & HF) 칸과 수직상진·위보기(V-up, OH) 칸을 나누는데, 전자세 봉이라도 6.0mm는 수직·위보기 칸이 비어 있고, 제품에 따라서는 5.0mm부터 비어 있습니다. 이 표에서 5.0mm는 3/16인치로 병기돼 있습니다.
| 제품(AWS 분류) | 아래보기·수평필릿 | 수직상진·위보기 |
|---|---|---|
| S-6013.LF (E6013) | 2.6~6.0 | 2.6~5.0 |
| S-7018.G (E7018) | 2.6~6.0 | 2.6~5.0 |
| S-7016.A1 (E7016-A1) | 2.6~6.0 | 2.6~4.0 |
| S-7024.F (E7024) | 3.2~6.0 | 표기 없음 |
* 각 제품 적정전류 표에서 자세별 전류값이 적힌 지름만 옮김. 생산 지름 전체를 뜻하지 않을 수 있음
자료: 현대종합금속 피복봉 제품 정보(S-6013.LF·S-7018.G·S-7016.A1·S-7024.F)
E7024처럼 아래보기·수평 필릿 전용으로 분류된 봉은 지름과 상관없이 수직·위보기 칸이 없습니다. 자세가 정해지면 지름보다 봉 종류가 먼저 걸러진다는 뜻입니다.
4단계, 남은 후보 가운데 가장 굵은 봉
앞의 조건을 통과한 지름이 여럿이면, 미 해군 교재는 경제성을 위해 작업에 실용적인 가장 굵은 봉을 쓰라고 합니다. 같은 종류라면 1/4인치 봉으로 같은 양을 용착하는 데 3/16인치 봉의 약 절반 시간이 걸리고, 굵은 봉은 높은 전류를 쓸 수 있으며 봉을 갈아 끼우는 횟수도 줄어든다는 설명입니다.
제조사 수치로도 같은 경향이 보입니다. ESAB이 공개한 OK 46.00(E6013)의 용착 속도는 3.2×350mm 봉이 시간당 1.3kg, 4.0×350mm 봉이 1.6kg, 5.0×350mm 봉이 2.3kg입니다. 아래보기처럼 굵은 봉을 쓸 수 있는 조건이라면 한 단계 굵게 가는 것만으로 작업 시간이 줄어든다는 뜻으로 읽을 수 있습니다.
마지막으로 고른 지름의 전류가 장비와 제조사 표의 범위 안에서 쓸 수 있는지 확인합니다. 회사가 정한 용접 절차서(WPS)가 있다면 지름과 층 구성은 WPS가 우선합니다. 구조물의 건전성이 걸린 판단은 시공 기준과 품질·안전 담당자의 확인을 거쳐야 합니다.
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