[배 이야기] 용접의 세계에 빠지다

선체 조립에 가장 많은 인원 투입
아크용접·아르곤용접 등

[아시아경제 채명석 기자] 선박을 건조하는 공정에서 가장 많은 인원이 투입되는 과정이 바로 용접이다.

철판을 강재 절단해 선체의 각 부분을 구성하는 블록을 만들고, 그 블록을 하나로 결합하는 모든 일은 바로 용접에 의해 이뤄지기 때문이다.

용접 업무의 40~45%는 자동 용접 로봇, 경량 자동화 장비로 이뤄지지만 장비를 사용하기 어려운 곳에는 여전히 사람이 직접 용접을 하며 용접작업 여하에 따라 배에 물이 세거나 선체가 충격에 부서지는 사고가 일어나지 않기 때문에 전문가급의 치밀하고 섬세한 노하우가 필요하다고 한다.

선박 건조에서 사용되는 대표적인 용접 방법은 다음과 같다.

◆FCAW, 모든 부분에 어떤 자세로 용접 가능= 흔히 이산화탄소(CO₂)용접이라 불리며 야드에서 가장 많이 쓰이는 용접이다. 실제 이름은 ‘플럭스 코어드 아크용접’(FCAW. Flux Cored Arc Welding)이다.

이 용접은 용접기, 용접 와이어를 공급하는 캐리지, CO₂가스를 제공하는 실린더, 토치 등으로 이뤄진다.

토치 입구에서 나오는 와이어가 접지한 철판에 닫는 순간 불꽃과 고열을 내는 아크(Arc)를 발생시켜 용접봉(와이어)과 떨어져 있는 두개의 철판을 함께 녹여 하나로 붙여준다. 이때 토치를 통해 CO₂가스가 나와 막을 형성해 녹은 상태의 쇳물이 공기와 닿는 것을 차단해 준다.

또 와이어 안의 플럭스(Flux)라는 검은 가루는 아크를 안정시키고 용접된 부분(용접비드)을 깨끗하게 만든다.

이 용접법은 용접봉 교체 시간을 줄일 수 있어 용접 속도가 빠르며, 다른 아크용접법에 비해 용착효율이 높고, 세라믹 백킹재를 이용한 일면 용접뿐 아니라 어떤 자세로도 용접이 가능하다.

반면, 바람이 강한 옥외 작업시 CO₂가스 사용에 제한이 있다는 것이 단점이다.

◆SAW, 후판 용접에 사용= 조선소에서 CO₂용접 다음으로 가장 많이 쓰이는 용접법은 ‘서브머지드 아크 용접)SAW, Submerged Arc Welding)이라는 자동용접이다.

'잠호(潛弧)용접'이라고도 불리는데, 아크를 안정시켜주는 플럭스 가루를 미리 용접 부위에 뿌려놓고 그 내부에서 아크를 발생시키기 때문에 붙여진 명칭이다.

그림과 같이 용접할 부위에 플럭스 가루를 일정 두께로 살포하고, 그 속에 전극 와이어를 연속적으로 송급해 접지된 철판과의 아크를 발생시켜 이를 다함께 녹여 용접한다.

자동화된 설비로 1000A 이상의 대전류 속에서 용접이 가능하므로 두꺼운 후판을 빠른 속도로 용접한다.
용접선이 짧거나 복잡한 경우 수동에 비해 비능률적이므로 야드에서는 주로 평블록의 주판(평판) 용접에 사용한다. 곡이 심하지 않은 곡블록의 주판용접에는 세라믹 받침재를 이용한 일면 SAW용접이 적용되는데 이를 FGB(Flexible Glass fiber Backing)용접이라고 한다.

◆TIG, STS·알루미늄 용접에 사용= ‘TIG용접’(Tungsten Inert Gas Welding)은 텅스텐 불활성 가스용접의 약자로 아르곤 가스로 용접 부위를 보호하기 때문에 통상 ‘아르곤 용접’이라고도 불린다.

정식 명칭은 GTAW(Gas Tungsten Arc Welding)인데, 이 용접은 고온에서 녹지 않는 텅스텐 전극봉을 사용해 접지된 철판에 아크를 발생시켜 철판을 녹여 용접한다.

박판(薄板)이 아닌 두꺼운 후판의 용접에는 용가재(용접봉)을 공급해 함께 녹여 용접한다.

어떤 자세로도 용접이 가능한 TIG용접은 아크 안정성이 높아 스테인리스(STS)강, 알루미늄 합금 등 산화·질화에 민감한 재질의 용접에 사용된다.

대우조선해양 옥포조선소에서는 STS 등 특수배관이나 액화천연가스(LNG)선 화물창 인바 용접에 주로 사용된다.
<자료: 대우조선해양>