[도구의 원리 #5] 용접

[도구의 원리 #5] 용접

 도구와 기계의 원리 책을 기준으로 도구의 원리 포스팅을 쭉 이어나갈 생각이었다. 그런데 너무 거기 얽매이지 말고 그때그때 궁금한 게 생기면 추가하는 것도 좋을 것 같아 이렇게 갑자기 용접을 알아보게 됐다.

 

 군대에 있다보면 작업할 일이 많다. 여기에 있는 부사관들은 군인인지 목수인지 인테리어 하는 사람인지 모를 정도로 다양한 분야의 작업을 해야 한다. 예초, 청소, 페인트 이런 것들은 기본이고 철을 자르고 붙이는 등 아주 온갖 것들을 다 한다. 이번에 비닐로 덮어져 있던 야외 건조장에 지붕을 만들어준다고 철 구조물을 만드는데, 작업을 도와줬다. 당연히 철을 자르고 붙이는 과정이 있었다. 자르는 거야 뭐 철보다 딱딱한 원소로 구성된 날을 빠르게 돌려 잘라내는 작업이라고 생각했다. 그런데 용접이 신기했다. 전류를 흐르게 하고 철 막대를 녹여 철물을 부어서 굳히는 과정인 것으로 보였다. 그러다 용접이 궁금해져서 알아보려고 한다.

 

 생각보다 종류가 너무 다양했다. 용접도 다 같은 용접이 아니더라. 철을 붙이는 과정을 용접이라 부르는 것은 똑같은데, 그 원리에 따라서 종류를 나누는 듯 했다. 나는 여기에서 사용했던 아크용접에 대해서 알아보고 정리하려 한다.

 

 아크 용접이 무엇인지를 파악하기 전에 우선 아크가 무엇인지 알아야한다. 

아크 방전
(electric arc)은 전극에 전위차가 발생하여 전극 사이의 기체에 지속적으로 발생하는 절연 파괴의 일종이다. 

 내가 이해한 아크는 전류가 흐르는 두 고체의 거리가 멀어졌을 때, 순간적으로 전류가 흐르지 않는 기체에 전류가 흐르면서 번쩍이는 번개같은 것이다. 솔직히 잘 모르겠는데 이렇게 이해하고 넘어갔다. 절연 파괴라는 말이 이렇게 해석할 수 있다고 생각했다.

 

 아크 용접에서 중요한 부분은 이 아크가 발생하기 위해서는 고체가 붙어있으면 안되고 약간의 거리를 둬야한다는 것과, 아크가 발생할 때 엄청난 열을 뿜어낸다는 것이 중요하다. 이 열이 용접봉에 있는 고체를 녹이거나 우리가 붙이고자하는 물질을 녹여서 붙이게 해주는 열이기 때문이다.

 

 

 

 용접을 할 때 전류를 흘려보내는 기계가 있다. 이 기계의 한쪽은 용접봉에 연결하고, 한쪽 끝은 우리가 붙이고자하는 물질에다가 연결을 한다. 내가 도와줬던 용접의 경우에는 철 구조물에 연결 하는 것이다. 그 후 전류를 흘려보내준다. 용접봉과 우리가 붙이고자 하는 물질이 닿아야만 전류가 흐르는 구조다. 

 

 자 이 상태에서 두 고체 사이에 약간의 틈이 생기면 아크가 발생한다. 이 아크는 6000도에 육박하는 열을 뿜어낸다. 이 열로 우리의 용접봉을 녹이게 되고, 녹은 용접봉이 우리가 붙이고자하는 물질 사이에 흘러들어가 용접이 완성되는 것이다. 나는 이렇게 이해했다. 중간에 생략된 원리들이 많지만, 이정도만 하고 넘어가려 한다. 

 

 영어로 된 유튜브지만 참고하면 좋을 것 같아 첨부했다.

 

 

 오늘은 대략적인 용접의 원리를 살펴봤다. 도구의 원리를 하면 할 수록 인간에 대한 경외심이 생긴다. 그리고 물리를 공부할 필요를 뼈저리게 느낀다. 내가 좋아하는 start with why의 말처럼, '왜'를 충족시켜주는 좋은 시간이라 도구의 원리를 공부하는 시간은 아주 좋다. 인간이 발전시켜놓은 문명을 원리를 모르고 이용하기보다는 적극적으로 궁금해하는 자세를 계속 유지하고 싶다.