기술이 발전함에 따라 시간 낭비 감소, 생산성 향상, 비용 절감, 품질 개선, 프로젝트 기간 단축, 마감 품질 향상과 같은 추가적인 이점이 종종 따라옵니다. 2023년 상반기인 지금, 용접 업계에서는 교육, 전문성 혁신, 기술 등 올해의 전망이 속속 밝혀지고 있습니다. 누릴 수 있는 이점은 많지만, 이를 실제로 활용하는 것은 대개 혁신을 추구하는 사람들뿐입니다. 많은 이들이 “고장 나지 않은 것은 고치지 마라”라고 말하겠지만, 바로 그런 사람들이 뒤처지게 됩니다.
이러한 배경을 바탕으로, 2022년에 이미 두각을 나타낸 용접 기술 트렌드에 대한 분석과 함께, 향후 시장을 주도할 것으로 예상되는 기술에 대해 살펴보겠습니다.
Advanced 용접
전문 용접사들은 아크 용접이 단순히 전류를 이용해 두 금속을 융합하는 과정이라는 사실을 잘 알고 있습니다. 이 과정에서 발생하는 열은 아크를 형성하고 견고한 금속 결합을 만들어내는 용가재를 녹이는 데 사용됩니다. 이 공정은 두세 가지의 서로 다른 금속을 결합하여 뛰어난 강도를 제공하므로, 항공우주 및 자동차 공학 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 또한, 첨단 아크 용접은 내식성이 뛰어나기로 잘 알려져 있어 화학, 원자력 및 유해 물질 관련 용접 작업에 이상적입니다.
증강 현실(AR)과 가상 현실(VR)
AR과 VR이 같은 것이라고 생각하는 것은 흔한 오해이지만, VR 용접과 AR 용접 사이에는 몇 가지 중요한 차이점이 있습니다. 가상 현실(VR)은 사용자를 100% 컴퓨터로 생성된 세계로 데려가, 마치 용접을 하는 것처럼 체험할 수 있는 환경을 제공합니다. 이 경험은 비디오 게임과 유사합니다. 증강 현실(AR)은 사용자가 실제 환경에 들어가 실제 물건을 만지고 느끼며, 그 물건을 새로운 형태로 '증강'하여 외관을 사실적으로 변화시킬 수 있게 해줍니다.
용접 교육의 경우, 증강 현실(AR) 기술을 통해 학습자는 플라스틱 재질의 부재를 다루면서, 마치 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄 부재를 용접할 때와 동일한 반응을 관찰하고 체험할 수 있습니다. 또한 증강 현실 용접 교육은 실제 용접 마스크와 토치와 같은 실제 장비를 사용하여 현실과 가장 유사한 용접 환경을 시각적·촉각적으로 경험할 수 있게 함으로써, 학습 경험과 학습 과정을 한층 더 향상시킵니다.
로봇 용접
로봇 공학을 빼놓고 미래 기술에 대해 이야기할 수 있을까요? 물론 아닙니다. ‘로봇 용접’이라는 용어가 사용될 때, 이는 테슬라가 최근 발표한 휴머노이드 로봇 중 하나가 사용하는 토치를 의미하는 것이 아니라, 인더스트리 4.0 기술의 발전 필요성을 가리키는 것입니다. 인더스트리 4.0, 즉 4차 산업혁명은 스마트 기술을 활용해 제조 생산의 자동화 방식을 변화시켜, 더 탄력적인 공급망과 순환 경제를 구축하는 것을 목표로 합니다 (더 보기).
머신러닝, 컴퓨터 비전, 센서, 로봇공학, 클라우드 컴퓨팅, 5G 네트워크의 활용으로 인해 프로그래밍 용접의 성능 기준이 완전히 새로운 차원으로 높아졌습니다. Advanced 사물인터넷(IoT)의 발전은 아직 상상조차 할 수 없는 규모의 상호 연결성과 스마트 기술을 실현할 것입니다. 용접 업계에 있어 이는 더 나은 데이터, 유연한 제조, 거의 완벽에 가까운 품질, 그리고 더욱 정확한 보고 및 문서화를 의미합니다.
맞춤형 용접 교육
용접공에 대한 재교육은 제조 과정에서 전문적이고 경험이 풍부한 용접공에 의존하는 산업 기업들에게 있어 매우 중요한 과제입니다. 용접공들이 최신 동향을 파악하고, 각자의 업무와 관련된 기술 발전을 제대로 이해할 수 있도록 하는 것은 지극히 중요합니다. 기업들은 단순히 경험이 풍부한 용접공뿐만 아니라, 해당 산업과 제품에 필요한 특정 용접 기술을 숙달한 용접공을 필요로 합니다.
레이저 용접
레이저 빔 용접(LBW)은 집중된 열원을 이용하여 좁고 깊은 용접부를 형성하는 용접 방식으로, 침투력이 매우 뛰어납니다. LBW는 용가재가 필요 없으며 용접되는 재료 간의 결합력을 극대화하는 혁신적인 방법입니다. 이 공정을 통해 전도 용접, 전도-침투 용접 및 키홀 용접을 수행할 수 있습니다. 또한 레이저 용접은 비접촉 공정으로, 레이저의 집중된 에너지를 통해 금속이 미리 프로그래밍된 경로에서 더 빠르게 가열됩니다.
레이저 용접은 그 정밀도와 마감 품질 덕분에 엔지니어링 기업들이 더 얇고 고합금 금속을 다루는 데 있어 더 큰 유연성을 제공하므로, 전자제품은 물론 보석류 제작에도 이상적입니다. 하지만 레이저 용접에는 두꺼운 금속을 용접하는 것과 같은 몇 가지 과제와 한계가 존재합니다. 실험실 환경에서 필요한 에너지는 100kW에 달하는 것으로 추정되며, 이는 한 번의 패스로 50mm 두께를 용접할 수 있는 수준입니다. 하지만 일반적으로 생성되는 출력은 이보다 훨씬 낮습니다. 이 공정을 수행하려면 숙련된 용접 기술자는 물론 지속적인 연구, 개발 및 교육이 필요합니다.
마치며
용접 분야를 둘러싼 수많은 놀라운 기술 발전이 현재 실현되어 널리 활용되고 있으며, 이 글은 그 일부만을 간략히 다루고 있을 뿐입니다. 50년 전의 용접공들이라면 달성하기 불가능하다고 여겼을 수준의 정밀도와 미세한 제어 기술이 가능해졌습니다. 용접 산업은 5년마다 비약적인 발전을 거듭하고 있습니다. 이제 AR 및 VR 용접 훈련의 발전과 더불어 이론적·실무적 측면에서 혁신을 일으키는 디지털 기술의 도움으로, 용접 산업은 의심할 여지 없이 더 빠르고 더 멀리 나아갈 것입니다.
