업계에서는 두 가지를 "케이블 용접"이라고 부르는데, 이를 혼동하면 시간이 낭비됩니다. 첫 번째는 용접 케이블 자체입니다. 용접 기계에서 전극으로 전류를 전달하고 다시 전극으로 전류를 전달하는 무겁고 유연한 도체입니다. 두 번째는 케이블을 함께 용접하거나 브레이징하는 과정으로, 전기 인프라, 조선, 중공업 유지보수 분야에서 나타나는 작업입니다. 둘 다 중요하며 잘못 처리하면 실제 결과를 초래합니다.
이 가이드에서는 용접 케이블의 구성, 선택 및 안전한 사용을 다루고, 가스 용접 장비가 케이블 종단 및 도체를 결합하는 데 필요한 위치를 설명합니다.
케이블 용접의 실제 의미
대부분의 기술 및 상업적 맥락에서 "용접 케이블"은 아크 용접 시스템에 사용되는 2차 회로 도체를 의미합니다. 이는 용접 전원을 한쪽 끝의 전극 홀더와 다른 쪽 끝의 공작물 접지 클램프에 연결하는 유연한 리드입니다. 그것들이 없으면 전류가 흐르지 않고, 아크가 형성되지 않으며, 용접이 발생하지 않습니다.
두 번째 의미는 더 문자 그대로입니다. 케이블의 끝이나 몸체를 함께 용접하거나 브레이징하는 작업, 즉 구리 도체를 결합하거나 두꺼운 리드에 러그를 종단 처리하거나 절연 케이블 묶음을 열 접합하는 작업입니다. 이는 전력 인프라 작업, 광산 작업, 해군 건설 및 대형 도체에 기계식 커넥터가 아닌 영구적인 저저항 연결이 필요한 모든 곳에서 자주 나타납니다.
두 애플리케이션 모두 고전류, 고열, 제대로 선택되지 않았거나 제대로 유지 관리되지 않은 장비를 처벌하는 까다로운 물리적 환경이라는 동일한 기본 과제를 공유합니다.
용접 케이블의 구성 방법
용접 케이블은 압착된 표준 전기 케이블이 아닙니다. 이 제품은 처음부터 반복적인 굽힘, 열 노출, 용접 스패터 및 오랫동안 깨끗하거나 고정된 상태가 유지되지 않는 작업 현장의 거친 취급을 위해 설계되었습니다.
지휘자 항상 미세한 구리입니다. 표준 건물 와이어가 소수의 두꺼운 가닥을 사용하는 반면, 용접 케이블은 함께 묶인 수백 개의 머리카락처럼 얇은 구리 가닥을 사용합니다. 이것이 케이블의 특징적인 유연성을 제공하는 것입니다. 즉, 꼬임 없이 구부러지고, 갈라짐 없이 코일링되고, 메모리 없이 풀리는 것입니다. 가장 일반적인 두 가지 스트랜드 클래스는 클래스 K(30 AWG 스트랜드, 수동 용접 및 일반 휴대용 전원에 대한 업계 표준)와 클래스 M(34 AWG 스트랜드, 로봇 용접 암, 좁은 공간 설치 및 파이프라인 작업에 사용되는 보다 유연한 옵션)입니다.
절연 재킷 열가소성이 아닌 열경화성입니다. EPDM(에틸렌 프로필렌 디엔 모노머)과 네오프렌이 주요 소재입니다. 둘 다 용접 스패터, 마모, 습기 및 UV 노출에 저항합니다. EPDM은 극한의 온도를 더 잘 처리하고 추운 환경에서도 유연성을 유지합니다. 네오프렌은 오일 및 석유 기반 유체에 대한 더 강한 저항성을 제공합니다. 휘발유나 유사한 탄화수소와 장기간 접촉해도 성능이 좋지 않습니다. 이는 연료와 용접 장비가 동일한 공간을 공유하는 작업 현장에서 중요한 고려 사항입니다.
대부분의 용접 케이블 정격은 600V이지만 특정 저전압 응용 분야에는 100V 정격 케이블도 존재합니다. 작동 온도 등급은 사용된 절연 화합물에 따라 일반적으로 90°C 또는 105°C입니다.
작업에 적합한 용접 케이블 선택
케이블 선택을 결정하는 세 가지 변수는 전류용량, 총 회로 길이, 절연 유형입니다. 이 중 하나라도 잘못되면 전압 강하, 과열, 케이블 성능 저하 가속화 또는 부하 시 완전한 오류가 발생합니다.
전류용량 정격 온도 상승을 초과하지 않고 케이블이 전달할 수 있는 최대 전류입니다. 2/0AWG 케이블은 총 회로 길이 50피트에서 약 200A를 처리합니다. 4/0AWG 케이블은 동일한 길이에서 약 300A를 처리합니다. 이는 엄격한 최대값이 아니며 듀티 사이클이 중요합니다. 60% 듀티 사이클에서 200A 등급의 케이블은 해당 전류에서 계속 작동하면 과열됩니다.
케이블 길이 문제를 복잡하게 만듭니다. 저항은 길이에 따라 증가합니다. 이는 전압 강하가 증가하고 아크에서의 유효 전력이 감소함을 의미합니다. 실제 규칙은 기준선을 넘어 전체 회로 길이가 50피트 증가할 때마다 케이블 게이지를 최소 1AWG씩 늘리는 것입니다. 총 케이블 길이가 100피트인 300암페어 용접기에는 50피트에 충분한 2/0 AWG가 아닌 3/0AWG가 필요합니다. 의심스러운 경우 크기를 늘리십시오. 더 큰 케이블은 더 시원하고 더 오래 지속되며 아크 품질을 유지합니다.
절연 유형 환경으로 귀결됩니다. EPDM은 대부분의 용접 작업, 특히 실외 작업 또는 추운 기후 응용 분야에 적합한 선택입니다. 네오프렌은 케이블이 오일, 절삭유 또는 윤활유와 접촉할 가능성이 있는 경우 더 나은 옵션입니다. 가스 절단 장비와 아크 용접 시스템이 모두 근접하여 작동하는 환경(제작 공장 및 조선소의 일반적인 설정)에서는 토치 작업과 용접 스패터로 인한 부수적인 열 노출을 처리할 수 있는 단열재를 선택하십시오.
| 케이블 AWG | 대략. 전류용량 | 일반적인 응용 |
|---|---|---|
| 2AWG | 최대 150A | 경량 MIG, 취미 아크 용접 |
| 1/0AWG | 최대 200A | 중형 MIG/TIG, 일반 제작 |
| 2/0 AWG | 최대 250A | 고강도 스틱 용접, 구조용 강철 |
| 3/0 AWG | 최대 300A | 산업용 아크 용접, 긴 케이블 길이 |
| 4/0 AWG | 최대 400A | 고출력 용접, 파이프라인, 조선 |
가스 용접 장비가 적합한 곳
아크 용접과 순산소 가스 장비는 종종 나란히 작동하며 가스 장비가 주도하는 특정 작업이 있습니다. 특히 케이블 종단 작업과 러그 브레이징 작업에서 그렇습니다.
대형 게이지 용접 케이블에 구리 러그를 부착하려면 후면 절연체를 태우거나 구리를 산화시키지 않고 땜납 또는 납땜 충진 금속을 러그 배럴 및 스트랜드 번들에 흐르게 하기 위해 제어되고 집중된 열이 필요합니다. 저항 압착은 이를 기계적으로 처리하지만 특히 광업, 해군 및 중공업 환경에서 전도성이 높은 영구 접합의 경우 가스 가열 브레이즈 접합은 반복적인 열 사이클링에서 압착 연결보다 낮은 저항과 더 나은 장기 신뢰성을 제공합니다.
정밀한 케이블 브레이징 및 접합 작업을 위해 제작된 산소-아세틸렌 가열 토치 이 공정에 필요한 국지적이고 조정 가능한 열 출력을 제공합니다. 화염 크기와 열 강도를 조절할 수 있다는 것은 인접한 단열재를 과열시키지 않고 접합 영역이 납땜 온도에 도달한다는 것을 의미합니다. 이는 더 큰 절단 또는 용접 화염으로는 달성하기 어려운 균형입니다. 이식성이 중요한 현장 작업의 경우 현장 조사용 휴대용 가스 용접 및 가열 토치 제한된 공간과 원격 현장에 적합한 컴팩트한 형식으로 동일한 정밀도를 제공합니다.
가스 가열 장비는 주석 도금 전에 케이블 종단 부분을 예열하고, 노후 장비에서 부식되거나 고착된 케이블 러그를 제거하고, 전체 교체가 불가능한 케이블 수리 작업 중에 외부 절연 재킷을 부드럽게 하고 재형성하는 데에도 사용됩니다.
케이블 용접 안전: OSHA에서 요구하는 사항
용접 케이블은 까다로운 환경에서 높은 전류를 전달하며 규제 요구 사항이 존재하는 데에는 이유가 있습니다. 아래 OSHA의 건설 산업 아크 용접 표준(29 CFR 1926.351) , 모든 아크 용접 및 절단 케이블은 완전히 절연되고 유연해야 하며 진행 중인 작업의 최대 전류에 맞는 등급을 받아야 합니다. 또한 이 표준에서는 케이블이 전극 홀더 끝에서 최소 10피트 이상 수리되거나 접합되지 않아야 한다고 명시하고 있습니다. 케이블을 연결할 때 커넥터는 절연되어야 하며 최소한 케이블 자체와 동일한 용량으로 정격화되어야 합니다.
손상된 절연체, 노출된 노출된 도체 또는 손상된 접합부가 있는 케이블은 사용을 중단해야 합니다. OSHA의 일반 산업 표준은 더 나아가 대부분의 상황에서 손상된 용접 리드를 수리하기보다는 교체를 요구합니다. 절연체의 절단 또는 마모에 테이프를 붙이고 케이블을 계속 사용하려고 시도하는 것은 규정 위반이자 감전 위험이 있습니다.
케이블 용접 환경과 관련된 추가 안전 요구 사항은 다음과 같습니다.
- 용접공은 용접하는 동안 신체의 어떤 부분에도 전극 케이블을 감거나 고리 모양으로 감아서는 안 됩니다.
- 접지 리턴 케이블은 해당 케이블이 사용하는 용접 장치의 총 출력보다 크거나 같은 전류 전달 용량을 가져야 합니다.
- 모든 아크 용접기 프레임은 회로 케이블 또는 별도의 접지 도체를 통해 접지되어야 합니다.
- 케이블은 열원, 날카로운 모서리, 절연체를 손상시킬 수 있는 끼이는 지점이 없어야 합니다.
가스 장비가 용접 케이블 및 전기 용접 시스템과 동일한 공간에서 작동하는 경우 추가적인 안전 계층이 필요합니다. 산소 연료 라인과 전기 리드는 아크 스패터로 인해 가스 호스가 손상되거나 가스 누출로 인해 케이블 절연이 저하되는 것을 방지하기 위해 별도로 배선해야 합니다. 고전류 용접 환경에서 가스 라인을 보호하는 역화방지기 가스 토치와 아크 시스템이 작업 공간을 공유하는 모든 곳에서는 필수 장비입니다. 보호되지 않은 가스 공급 라인 근처에서 역화 현상이 발생하면 단독으로 발생하는 위험보다 훨씬 더 위험합니다. 토치 측 안전 요구 사항에 대한 전체 개요를 보려면 다음 가이드를 참조하세요. 모든 작업자가 따라야 하는 절단 토치 안전 예방 조치 전체 프로토콜을 다룹니다.
용접 케이블의 검사 및 유지보수
용접 케이블은 점차적으로 고장나다가 갑자기 고장납니다. 단열재 균열, 구리 가닥 피로, 커넥터 느슨해짐 등 점진적인 단계는 엄격한 사용 전 검사를 통해 완전히 포착할 수 있습니다. 갑작스런 단계에는 일반적으로 단락, 아크 플래시 또는 생산을 중단하고 직원이 부상을 입을 수 있는 장비 결함이 포함됩니다.
각 교대 근무 전에 전극 리드와 작업 리드의 전체 길이를 검사하여 절연 균열, 절단 또는 마모 손상이 있는지 확인하십시오. 기계적 응력이 집중되는 커넥터 및 홀더 근처의 케이블 끝 부분에 특히 주의하십시오. 모든 연결의 견고함과 부식 여부를 확인하십시오. 러그가 느슨하거나 녹색 구리 연결이 있으면 열을 발생시키고 아크 품질을 저하시키는 저항이 발생합니다.
EPDM 및 네오프렌 케이블의 절연체는 탄력이 있지만 파괴되지는 않습니다. 일반적인 손상 원인으로는 케이블 위를 달리는 롤링 장비, 날카로운 구조적 가장자리에 늘어진 케이블, 갈리는 불꽃이나 절단 토치 열과의 장기간 접촉 등이 있습니다. 사람이 많이 다니는 구역에서 보호 슬리브를 통해 케이블을 배선하고 가능한 경우 바닥에서 떨어지게 하면 서비스 수명이 크게 연장됩니다.
장애 발생 시뿐만 아니라 일정에 따라 케이블을 교체하십시오. 2년 이상 매일 과중하게 사용된 케이블은 외부 재킷이 손상되지 않은 것처럼 보이더라도 상당한 도체 가닥 피로를 축적했습니다. 피로한 케이블의 저항은 같은 크기의 새 케이블보다 측정할 수 있을 정도로 높으며 눈에 띄는 손상이 나타나기 전에 아크 성능 저하가 실제로 나타납니다. 예비 리드를 현장에 유지한다는 것은 전체 용접 스테이션을 중단하는 대신 케이블 교체에 몇 분 밖에 걸리지 않는다는 것을 의미합니다.
