금속재료/용접 기술사가 전하는 기술과 과학 이야기
1. 서론 SAW(Submerged Arc Welding)는 말 그대로 아크가 분말 형태의 플럭스(Flux) 속에 ‘잠겨(Submerged)’ 보이지 않는 상태에서 진행되는 용접법이다. 와이어 송급장치를 이용한 자동화가 용이하고, 솔리드 와이어를 사용하며 고능률이라는 점에서 GMAW용접과 유사하다고 할 수 있다. 1930년대 개발된 이후 조선, 교량, 압력 용기 등 중후장대 산업의 자동화 용접을 이끌어왔다. 플랜트의 경우 대형 기기 Vendor shop 용접시 많이 사용되는 … 더 읽기
1. 서론 제1편에서 희토류(rare earth elements)의 정의와 분류, 그리고 공급망의 특수성을 살펴보았다면, 제2편에서는 이 ‘마법의 가루’가 실제 어떤 산업의 핵심 동력으로 작용하는지 고찰한다. 희토류는 극소량으로도 재료의 물리적 성질을 완전히 바꾸어 놓기 때문에, 현대 첨단 기술의 성패는 특정 희토류 원소를 얼마나 안정적으로 확보하느냐에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 따라서, 현재 전기차나 로봇, 항공우주, AI 등 첨단 … 더 읽기
1. 서론 첨단 IT 기기부터 전기차, 신재생 에너지, 그리고 정밀 무기 체계에 이르기까지 현대 산업에서 ‘희토류(Rare Earth Elements)’가 빠지는 곳은 거의 없다. 특히 현재 미중 패권경쟁중에 희토류가 전략무기로서 매우 중요한 지위를 차지하고 있다. 또한, 희토류를 지배하는 자가 첨단 산업을 지배한다는 말이 나올 정도로 전략적 가치가 높고 현대 산업의 비타민이라 불리우는 이 원소들은 과연 무엇이며, 왜 … 더 읽기
1. 서론 주철(Cast Iron)은 단순히 탄소량이 많은 철이 아니라, 다양한 합금 원소와 냉각 조건의 정밀한 상호작용으로 탄생하는 야금학의 결정체이다. 주철 1편에서 주철(Cast Iron)의 정의와 분류를 다루었다면, 이번편에서는 주철의 성질을 결정짓는 내부 5대 원소의 상세 역할과 조직 개선을 통해 기계적 성질을 극대화하는 원리에 대해 알아 보고자 한다. 현장 설계에서 가장 많이 사용하는 재료중 하나인 주철에 대해서는 … 더 읽기
1. 주철(Cast Iron)의 정의 주철(Cast Iron)은 일반적으로 2.11% 이상의 탄소(C)를 함유한 Fe-C계 합금을 일컫는다. 실제 산업 현장에서는 보통 2.5% ~ 4.5%의 탄소와 1% ~ 3%의 규소(Si)를 함유한 4원소 이상의 합금 형태로 사용된다. 강(Steel)에 비해 융점이 낮고 유동성이 우수하여, 복잡한 형상을 만드는 ‘주조’ 공정에 최적화된 재료이다. 플랜트 현장에서는 밸브 body 재료로 많이 사용되는데, 주조성이나 내마모성면에서는 우수하지만, … 더 읽기
1. 오스테나이트(Austenite) 스테인리스강이란? 스테인리스강은 금속 조직에 따라 마르텐사이트, 페라이트, 오스테나이트(Austenite) 등으로 분류된다. 그중 오스테나이트(Austenite) 스테인리스강은 철(Fe)에 크롬(Cr, 18% 이상)과 니켈(Ni, 8% 이상)을 주합금 원소로 첨가하여 상온에서도 오스테나이트 조직을 유지하게 만든 강종이다. 전 세계 스테인리스 생산량의 약 60~70%를 차지할 정도로 범용성이 높으며, 대표적으로 ’18-8 스테인리스강’이라 불리는 300계열이 여기에 속한다. 현장 설계 엔지니어로서, 오스테나이트 스테인리스강은 탄소강이나 Low … 더 읽기
1. FCAW의 원리 FCAW는 속이 빈 와이어(Tubular Wire) 내부에 아크 안정제, 합금 원소, 슬래그 형성제 등이 포함된 플럭스(Flux)를 채워 넣고, 이를 연속적으로 공급하며 아크를 발생시키는 용접 방식이다. 기본적으로 GMAW(MIG/MAG)와 유사한 장비를 사용하지만, 와이어 내부의 플럭스가 용융되면서 가스를 생성하거나 슬래그를 형성하여 용융지를 보호한다는 점에서 차별화된다. Flux위치의 경우, SMAW에서는 심선 바깥쪽에 Flux를 피복하지만, FCAW는 그 반대인 경우이다. … 더 읽기
0. 서론, 수은과 수성 우리가 흔히 아는 금속은 단단하고 견고하다. 하지만 이 상식을 정면으로 거부하는 금속이 있다. 바로 원자번호 80번, 수은(Mercury, Hg)이다. 금속의 광택과 전도성을 모두 갖췄으면서도 마치 물처럼 자유롭게 흐르는 이 기묘한 물질인 수은(Mercury)의 비밀이 궁금해 진다. 수은의 영어 이름인 ‘머큐리(Mercury)‘는 태양계의 첫 번째 행성인 수성과 이름이 같다. 고대 연금술사들은 액체처럼 빠르게 움직이는 수은의 … 더 읽기
1. SMAW의 정의와 원리 SMAW(Shielded Metal Arc Welding)는 흔히 ‘피복 아크 용접’ 또는 ‘수동 용접’으로 불리는 가장 대표적인 용접 방식이다. 이 공법의 핵심은 피복재(Flux)가 발라진 소모성 용접봉과 모재 사이에 전기적 아크를 발생시키는 것이다. 아크의 강력한 열(약 3,500°C~5,000°C)이 용접봉과 모재를 녹여 ‘용융지(Weld Pool)’를 형성하고, 이것이 굳으면서 강력한 접합이 이루어진다. SMAW 원리, 이미지 출처: Wikimedia Commons (Public … 더 읽기
1. 서론: 강도와 경도의 정점, 다이아몬드(Diamond) 다이아몬드(Diamond)를 사람들은 주로 결혼 예물이나 보석으로 생각하지만, 우리 엔지니어들에게 다이아몬드의 이미지는 주로 절삭이나 연마의 도구로 생각하는 경우가 많이 있다. 우리는 흔히 금속을 강함의 상징으로 여기지만, 절삭과 연마의 현장에서 금속을 깎아내는 것은 다름 아닌 다이아몬드(Diamond)다. 금속 역시 강력한 결합력을 가진 재료임에도 불구하고, 왜 유독 다이아몬드(Diamond)는 그들을 압도하는 경도를 지니는가? 이는 … 더 읽기