비용 관리를 위한 용접 재료 소비량의 정확한 산정

Sep 29, 2025

보일러 및 압력용기, 철골 구조물과 같은 산업 응용 분야에서의 용접 재료 소비 기준은 원가 회계, 재고 관리 및 생산 계획 수립에 있어 핵심 요소입니다. 용접 재료 소비량이 설정된 예측치를 크게 초과하거나 미달할 경우 자재 낭비와 부정확한 원가 관리가 발생할 수 있습니다.

본 문서는 주류 용접 공정에서 사용되는 핵심 계산 로직, 표준 공식 및 실무 참고표를 소개하여 용접 재료 소비량을 정확하게 산출하는 방법을 빠르게 이해할 수 있도록 도와줍니다.

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1. 핵심 계산 로직

모든 용접 방법의 할당량 계산은 기본적으로 "이론적 충전재 부피 + 공정 손실 계수"라는 핵심 원리를 따릅니다.
실제 용접 소모재 소비량 = 이론적 용접 금속 충전 부피 × (1 + 공정 손실 계수)

간략한 형태:

용접 전극 소비량 (kg) = 용접 금속 무게 × 1.7

용접 와이어 소비량 (kg) = 용접 금속 무게 × 1.04

아크 매몰 용접 시 플럭스 소비량 (kg) = 와이어 소비량 × 1.7

여기서:

이론적 용접 금속 부피 = 용접 단면적 × 용접 길이 × 재료 밀도

공정 손실 계수는 스패터, 아크 발생, 아크 소멸, 슬래그/플럭스 잔여물 등을 고려합니다.

2. 일반적인 용접 방법의 표준 공식

다른 용접 방법(수동 아크 용접, 숨겨진 아크 용접, 가스 텅스텐 아크 용접 등)은 각각 다른 손실 계수와 계산 방법을 갖습니다. 수동 아크 용접과 가스 텅스텐 아크 용접의 공식은 GB 985를 기준으로 하며, 숨겨진 아크 용접의 그루브 치수는 국가 표준에 부합하는 산출 산정을 보장하기 위해 GB 986 "숨겨진 아크 용접 그루브의 기본 형상 및 치수"를 따릅니다.

기본 파라미터 정의 (도면/공정카드에서 확인)

파라미터 기호	의미	UNIT	비고
연료 분사 압력 테스트 게이지 키트	용접부 단면적	mm²	이음 형태(맞대기 이음, 봉우리 이음 등)에 따라 계산해야 합니다. 숨겨진 아크 용접의 경우, 그루브 치수는 GB 986에 따라 결정되어야 합니다.
L	실제 용접 길이	mm	연장부(런온/런오프 탭) 제외; 일반적으로 양쪽 끝단마다 10~15mm 추가합니다.
P	용접 금속 밀도	g/cm³	강재 용접 재료의 경우 기본값은 7.85; 알루미늄 및 알루미늄 합금의 경우 약 2.7입니다.
K	공정 손실 계수	%	아래 표 1을 참조하십시오.

이론적 충전량을 위한 보편적 공식:

충전 = F × L × P × 10 ^-6(kg)

표 1: 용접 재료 소비 공식 및 손실 계수

용접 방법	재료 유형	실제 소비량 공식	손실 계수 (케이)	비고
수동 아크 용접(SMAW)	전극	소비량 = 2 × 충전량	20%–30%	효율은 전극 종류에 따라 다릅니다: 산성 E4303(손실 큼), 기본성 E5015(손실 작음).
매몰アー크용접(SAW)	와이어 + 플럭스	와이어 = 1.18 × 충전량	8%–15%	플럭스 = 와이어 소모량의 1.25배. GB 986 기준 그루브.
전기 슬래그 아크 용접 (ESW)	와이어 + 플럭스	와이어 = 1.05 × 충전량	3%–5%	플럭스 고정: 0.5kg/m + 0.4kg (시작 구간).
텅스텐 불활성 가스 아크 용접 (TIG)	전선	와이어 = 1.25 × 충전량	5%–10%	스프레이 최소화, 주로 와이어 끝단에서 손실 발생.
가스 금속 아크 용접 (GMAW/MIG/CO₂)	고체선	와이어 = 1.05 × 충전량	5%–8%	안정적이고 효율적임.
옥시아세틸렌 용접	전선	와이어 = 1.1 × 충전량	10%–12%	박판에 적합함.

전극 소모량 계산 시:
공식 "전극 소모량 = 2 × 이론적 충전량"은 20%–30%의 손실 계수를 반영합니다. 실무적으로 이는 실제 전극 소모량이 융착된 용접 금속량의 약 2배라는 의미이며, 결과적으로 융착 효율은 50%–60%에 불과합니다. 즉, 1kg의 전극으로 약 0.5–0.6kg의 용접 금속이 생성됩니다. 소모 계수는 융착 효율의 역수로 계산되며, 효율이 50%일 경우 계수는 2.0, 효율이 60%일 경우 약 1.67로 감소합니다.

플럭스 소모량 계산 시:
공식 "플럭스 소비량 = 1.25 × 와이어 소비량"은 플럭스 소비 계수가 고정되어 있지 않음을 보여줍니다. 예를 들어, 일반적으로 사용되는 값인 1.7은 불완전한 플럭스 회수를 고려한 보수적인 추정치인 반면, 1.25는 효율적인 플럭스 재활용이 이루어지는 이상적인 조건을 반영합니다. 일부 경우에서는 다음 표 1에 명시된 것처럼 용접 1미터당 0.5kg의 고정된 플럭스 소비율 을 적용하는 다른 방법이 사용되기도 합니다.

특별 참고: 용접 재료 환산
생산 중 일시적으로 용접 방식이 변경되는 경우, 아래와 같은 계수를 사용하여 자재 소비 할당량을 신속하게 환산할 수 있습니다:

전극 = 1.7 × 와이어 소비량 = 1.75 × 플럭스 소비량

즉, 환산 비율은 다음과 같습니다:
전극 : 아크 매몰 용접 와이어 : 플럭스 = 1 : 0.6 : 0.9

3. 용접부 단면적(F) 계산

용접부 단면적은 정확한 계산에서 가장 어려운 부분인 경우가 많습니다. 아래는 일반적인 산업 현장의 사례들입니다:

필렛 용접 (개선 없음, 예: 철골 구조의 T형 이음부):

F=0.5xK ²(K=다리 길이)

예: K = 6mm → F = 18 mm².

대두 용접, I형 그루브 (양판 ≤ 6mm):
예: δ = 5mm, 루트 갭 b = 2mm → F = 10 mm².

SAW 대두 용접, V형 그루브 (중~두꺼운 판):
예: t = 25mm, b = 1mm, c = 3mm → F ≈ 276 mm².

SAW 패널 용접 (개선 없음, 얇은 판):
예: t = 10mm, B = 20mm, c = 3mm → F = 90 mm².

4. 실무 참고 표

수동 계산이 필요하지 않은 경우, 아래의 빠른 참조 표를 직접 활용하여 잠수 아크 용접(SAW) 및 피복 아크 용접(SMAW)과 같은 일반적인 공정에 대해 단위 길이(1m) 또는 이음부당 용접 재료 소모량을 확인할 수 있습니다.

표 2: SMAW 필렛 용접 소모량 (강철, P=7.85g/cm³)

다리 길이 K (mm)	전극 지름 (mm)	소모량 (kg/m)	용접 막대(1kg)
3	2.5–3.2	0.18	56 (Φ2.5)
5	3.2–4.0	0.37	34 (Φ3.2)
8	4.0	0.74	20 (Φ4.0)
12	4.0–5.0	1.38	13 (Φ5.0)
15	5.0	2.45	13 (Φ5.0)

표 3: SAW 뚫림 용접 소모량 (δ = 10–30mm, V/X 그루브)

두께 δ (mm)	와이어 직경(mm)	와이어 (kg/m)	플럭스 (kg/m)
10 (V-그루브)	4	1.26	1.58
20 (X-그루브)	4	1.97	2.46
30 (X-그루브)	4	2.75	3.44

5. 오류 방지를 위한 핵심 팁

정확한 파라미터:
항상 GB 986에 따라 그루브 각도, 루트 면, 루트 갭을 확인하십시오. 아크 시작/종료 길이(각 ~10mm)를 포함하십시오.

손실 계수 보정:
시험 용접을 수행하고 잔여 재료의 무게를 측정하여 실제 손실률을 정밀 조정하십시오. SMAW의 경우, 용접 기술자의 숙련도에 따라 조정하십시오.

특별한 소재:
스테인리스강, 알루미늄 또는 합금의 경우 밀도를 해당 재질에 맞게 조정하십시오(예: 알루미늄 = 2.7 g/cm³).

결론

용접 재료 소비 기준은 일반적인 패턴을 따르지 않기 때문에 개별 요구사항에 맞게 조정되어야 합니다. 업계 공식과 실측 보정을 병행할 경우 가장 정확한 결과를 얻을 수 있으며, 업계 계수 및 공식은 신뢰할 수 있는 추정치를 제공합니다. 이러한 계산을 이해하고 공정 특성에 맞는 조정을 수행하는 제조업체는 낭비 감소와 최적화된 재고 관리를 통해 비용 효율성을 향상시킬 수 있습니다.