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철강 사용의 역사는 용접의 역사

2014.05.21 이종민 조회수 9,872

용접(Welding)은 2개 또는 여러 개의 금속을 국부적으로 융착(Coalescence) 시키는 것을 일컫는 용어다. 축구장 몇 배 크기의 초호화 유람선으로부터 자동차, 가정기기 및 작은 부품 하나 등에 이르기까지 철강뿐만 아니라 거의 모든 금속이 하나의 제품으로 상용화 되기 위해서는 용접은 필수적인 작업이다.

이러한 용접기술의 발전은 필연적으로 금속 사용의 역사와 같이 해왔다.  

기원전 3000년경 청동기 시대에 현재 이라크 지방에서 수메르인들이 이어 붙인 칼을 만든 것이 발굴되었는데 숯불 속에 철광석을 넣어서 무르게 한 다음 망치로 두들겨 붙인 것으로 역사상 단조(鍛造) 용접의 첫 기록이다.


18세기 중반 용접에서 중요한 역할을 하는 산소가 원소로 발견되었으며 1801년 영국의 험프리 다비(Humphrey Davy)가 배터리를 이용하여 두 개의 탄소막대 사이에서 불꽃이 일어나는 것을 실증하여 보여 실질적인 전기 용접 연구가 실행되었다. 이후 패러더이(Faraday)에 의해 발전기가 발견되고 19세기 중반부터 ‘탄소 아크(Arc) 용접법’과 ‘전기저항 용접’ 및 ‘금속 아크 용접’ 등 다양한 용접기술들이 개발되기 시작하였으며, 20세기 들어 1, 2차 세계대전을 겪으며 다양한 금속을 군수용으로 사용하게 되면서 용접기술은 큰 진보를 하게 되어 현재 약 80여 개에 이르는 용접법들이 상용화되었다. 

용접기술은 크게 접합법, 시공 방법, 에너지원 등에 따른 분류가 가능한데 이 중 접합법에 의한 분류가 일반적이며, 접합법에 의한 용접기술 역시 크게 융접(Fusion welding), 압접(Pressure welding) 및 납땜(Brazing)등 세 가지로 구분한다.

융접은 모재(Base Metal, 母材)의 접합부를 가열, 용융시키고 융가재(Filler Metal, 鎔加材)를 용융, 첨가시켜 붙이는 방법으로 ‘가스 용접’, ‘아크 용접’ 및 ‘테르빗(Thermite) 용접’ 등이 대표적인 방법이다. 압접은 접합부를 반용융 상태 혹은 냉간 상태에서 기계적인 압력을 가해 용접하는 방법이며, 납땜은 모재보다 녹는 점이 낮은 경납, 연납을 이용하여 모재를 용융시키지 않고 붙이는 방법이다. 이 중에서 융접에 속하는 ‘아크 용접’과 고온을 사용한 압접 방법 중의 하나인 ‘전기저항 용접’이 산업계에서 가장 보편적으로 이용되고 있다.

최근에는 항공우주용 금속 및 원전 등 고온합금의 개발 등이 다양한 요구를 충족시키기 위해서 금속 용접법에 대한 연구 역시 꾸준히 수행되고 있으며 용접기술의 발달에 따라 철강 등 금속의 활용도는 더욱 커질 것이다.