기계공학실험 | CO2 용접법을 이용한 시편의 제작 및 시편의 조직관찰

 

 

 

TIP

 

 

각종 재료의 성질, 특히 기계적 성질은 재료의 미세조직에 따라 크게 달라진다. 즉 재료의 미세조직을 보면 그 재료의 기계적 특성을 이해할 수 있다. 따라서 재료의 미세조직의 관찰은 재료 시험의 가장 기본적 시험 중의 하나라고 할 수 있다. 재료의 미세조직관찰은 육안으로 또는 광학현미경을 이용하여 관찰하는데 가장 널리 이용되고 있는 방법은 광학 현미경에 의한 조직관찰이라고 할 수 있다. 본 실험에서는 CO2 용접법을 이용하여 시편의 제작 및 관찰이 주목적이다.

 

 

 

용접의 개요

1. 용접 정의 및 원리

① 광의의 정의

용접은 접합하고자 하는 2개 이상의 물체나 재료의 접합부분을 용융 또는 반용융상태로 만들어 여기에 용가재(용접봉)을 넣어 접합하거나 (융접: Fusion Welding), 접합 부분을 적당한 온도로 가열 또는 냉간 상태에서 압력을 주어 접합 시키는 방법 (압접: Pressure Welding), 또는 모재 전체를 녹이지 않고 모재 보다 용융점이 낮은 금속을 녹여 접합부의 사이에 표면장력에 의한 흡인력으로 접합시키는 방법 (납땜: Brazing & Sodering)을 통틀어 용접이라 한다.

 

② 협의의 정의

용접은 또한 "두 금속의 표면을 원자간 결합거리 (10^-8 cm)이내로 좁혀주는 금속학적 공정"으로 정의하기도 한다.

 

2. 용접의 원리

금속과 금속을 충분히 접근시키면 이들 사이에는 뉴턴의 만유인력에 따라 금속 원자 사이에 인력이 작용하여 서로 결합하게 된다. 이 결합을 이루려면 원자들을 10nm정도 접근시켜야 하는데 이와 같은 일은 평상시에는 일어나지 않는다. 그 이유는 보통 조건에서는 금속표면에 산화막이 존재하여 원자간 결합이 안 되며, 또한 원자 간의 인력이 작용할 만큼 가까이 할 수가 없기 때문이다. 즉, 금속표면이 평활하게 보여도 확대해보면 올록볼록하고 공기와 접촉한 면은 산화 막으로 덮여있기 때문이다. 이런 방해 작용을 줄이면서 두 금속을 접합시키는 과정을 넓은 의미의 용접(Welding)이라고 할 수 있다. 따라서 일반적으로 용접이란 접합하고자 하는 두 개 이상의 물체(주로 금속)의 접합부분에 존재하는 방해물질을 제거하여 결합시키는 과정이라고 할 수 있는데 주로 열을 이용하여 두 금속을 용융시켜 이 작업을 수행하게 된다.

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실험 방법

1. 실험 과정

1) CO2 용접기를 이용하여 시료를 용접한다.(시료의 준비)

 

2) 용접된 시료를 절단기계를 이용하여 일정한 길이로 채취한다.(시편채취)

 

3) 채취한 시편을 마운팅기계에 넣어 마운팅(mounting)을 한다.

 

 

4) 마운팅한 시편을 연마(polishing)를 한다.

 

5) 연마된 시편을 부식제에 넣고 부식(etching) 시킨 후 시편을 물에 넣어 부식제를 씻어낸다.

 

6) 시편을 현미경에 고정시켜 조직 관찰한다.

 

 

 

[기계공학실험]CO2 용접법을 이용한 시편의 제작 및 시편의 조직관찰 레포트