우리나라 경제상황에 촉각을 곤두세우는 것 만으로도 지쳐있는 우리 용접 관련 업계에 이 같은 전세계 경제상황 악화는 우리 용접 관련 업계에 짐을 더 해주고 있다. 용접은 접합하고자 하는 두 개 이상의 물체나 재료의 접합 부분을 용융, 반용융 상태로 직접 접합시키거나 접속하고자 하는 두 물체 사이에 용가재를 첨가해 간접적으로 접합시키는 작업으로, 모든 산업의 기초 공정이라고 할 수 있다. 용접산업 자체의 산업규모는 크지 않지만, 기술적 중요도는 매우 큰 특성을 갖고 있다. 그리고 용접산업은 우리나라 핵심산업의 주요 생산기반 기술로, 전방산업 연쇄효과가 큰 산업 중 하나다. 게다가 용접과 관련성이 높은 주요 산업은 지속적으로 성장할 가능성이 충분히 있는 산업으로, 그 중에서도 우리나라 수출효자 산업 1위인 조선산업에서 그 수요가 특히 많다. 조선산업에서 용접은 과거 단순히 강재를 접합하는 공정을 넘어서 조선소의 경쟁력을 좌우하는 핵심공정으로 자리잡은 지 오래됐다. 그리고 조선산업에서 가장 많이 쓰이고 있는 용접법 중 CO2 용접에 사용하는 필수부품 중 하나는 CO2 아크 용접용 토치, 그리고 싱글케이블이다. 

토치란?
‘토치(Torch)’는 용접설비 관련 주변기기 중 가장 대표적인 것으로, 금속에 열을 주기 위해 빛을 발산하는 기구다. 흔히 토치라고 하는 것은 가스 용접이나 절단에서 사용되고 있는 것으로 가스의 혼합비와 유량을 조절하는 기구를 뜻하며, ‘blowpipe’라고 부르기도 한다. 또 이 외에도 가스 용접법이나 가스 절단법이 아닌, 전기 용접의 경우 ‘전원+가스’를 이용한 작업 시 용접사나 절단사가 손에 잡고 하는 부분에 있는 기구를 일컬어 토치라고 부르기도 한다. 토치는 일반적으로 용접용 토치와 절단용 토치로 나눌 수 있으며, 앞서 언급한 대로 가스용 토치와 그 외 전기 및 특수 용접용 토치로도 구분할 수 있다. 국내에서 가장 많이 사용되는 토치는 가스 토치를 비롯해 CO₂ 토치, Tig 토치, Mig/Mag 토치, 플라즈마 토치 등이 있으며, 그 분류는 아래 표 1과 같다.

표1. 국내 주 사용 토치의 구분과 종류                              ■ 출처: 월간 <용접저널> 2010년 3월

토치 산업의 기술력
토치는 용접기 및 절단기를 구성하는 소모품 중 하나에 불과하지만, 그럼에도 불구하고 관련 업계에서는 토치가 차지하는 비중이 매우 크다는 데 의견을 같이한다. 특히, 절단 토치의 경우 작업 시 비중이 50%에 달할 정도로 그 중요성이 매우 크다고까지 언급하고 있다. 이처럼 용접 및 절단 작업에 있어 토치가 중요한 이유는 ‘생산성’과 ‘안전성’이 크게 직결되기 때문으로, 아무리 장비가 좋다 한들 토치의 기능이 질적으로 떨어진다면 성능을 발휘하지 못해 작업 생산성도 떨어지게 된다.
만약 토치가 제 기능을 100% 발휘하지 못하게 되면 절단면이나 용접면이 깨끗하지 못해 다시 그라인더 작업 등 후처리 작업을 거쳐야 하기 때문에 그만큼 인력과 시간이 이중으로 소요되는 것으로 전해졌다. 결국 용접이나 절단의 효율성 측면에서 볼 때 그 품질을 좌지우지 하는 가장 큰 요소이기 때문에 토치는 매우 중요한 역할을 차지한다고 할 수 있겠다.
특히 가스 토치의 경우에는 생산성은 물론이거니와 ‘안전성’과도 매우 밀접한 관계에 있다는 의견이다. 가스 토치의 경우 가스와 산소를 혼합하여 불을 발생시키는 역할을 담당하는데, 가스와 산소 혼합 시 폭발이나 역화 현상이 일어나지 않도록 안전대 역할을 하므로, 작업자의 안전과 직결되는 중요한 장비라 하겠다. 더욱이 산업이 발전하고 새로운 기술이 개발되면서 레이저 절단이나 워터젯 절단 등 신개념의 다양한 절단 방법도 나타났지만, 그럼에도 플랜트 공사 및 건설 등에서의 철구 공사 시에는 가스 절단만큼 휴대성이 간편한 절단 방식은 없는 데다 두꺼운 철재도 쉽게 절단이 가능해 그 ‘필요성’ 측면에서도 매우 중요한 장비라고 할 수 있겠다.
그러나 일반적으로 토치는 기기 자체는 전기가 흐르고 가스가 분출돼야 한다는 점 외에는 특별한 기술력을 필요로 하지 않는 것으로 전해졌다. 이 때문에 관련 업체가 수요량이 비해 현저히 많다는 점, 그리고 그로 인해 과당경쟁이 발생하고 있다는 점 등이 문제점으로 지적되기도 한다.
물론 원칙적으로 기본적인 기술력은 당연히 갖춰야 하겠으나, 결과적으로 토치의 성능을 좌우하는 것은 특별한 기술력 보다는 쓰이는 자재의 품질이라는 것이 대부분 전문가들의 의견이다. 그리고 이 때문에서인지 기술개발에 대한 투자도 활발히 이뤄지고 있지 않는 것으로 보인다.

싱글케이블이란?
현재 사용되는 CO2 용접기에서 와이어 송급장치와 용접기 본체 사이는 용접 전원 케이블, 컨트롤 케이블, 탄산가스 호스로 연결 돼있다. 그리고 이 길이는 10~15m가량이다.
이러한 케이블은 여러 가닥으로 돼있어 단선이 많고 무게가 무거워 이동성이 저하될 뿐만 아니라 작업 환경이 좋지 않아 작업 안전의 위험이 높고 취급이 불편해 작업 준비에 많은 시간을 낭비하는 등의 문제점이 지적돼왔다. 그리고 이를 개선하기 위해 3개의 케이블을 조합해 1가닥으로 만든 싱글케이블(CO2 SINGLE CABLE)이 사용되고 있다.
CO2 SINGLE CABLE은 용접기와 와이어 송급장치 간에, 또는 PUSH 송급장치와 PULL송급장치 간에 연결해 장거리 작업구간에 적용해 길이연장 목적으로 사용하는 용접용 CABLE의 통칭으로 정확히는 CO2 WELDING CONNECTION(EXTENSION) CABLE이다. 초기 연장 케이블의 형태는 전원과, GAS, 제어 기능을 담당하는 LINE이 각각 분리된 3라인 이상의 구조였으나, 일본을 선두로 1라인으로 하는 SINGLE CABLE이 개발되기 시작했다. 그러나 일본에서는 노이즈 혼입 등의 이유로 상용화되지 못하고 국내에서는 약 30년 전부터 개발되기 시작해 1990년대 후반부터 대형 조선소를 중심으로 본격 사용되기 시작했다. 물론 개발 초기에는 국내에서도 노이즈 혼입, 전류?전압 DROP, 난이한 수리작업 등 많은 문제가 있었으나 절연 재 및 SHEATH 재료의 고급화, 3LINE 각각의 SHEATH를 구비하고 SINGLE화한 구조의 혁신 등으로 꾸준히 개선되고 발전하면서 오늘에 이르렀다.
싱글케이블은 가스 금속 아크용접에서 용접기 본체와 와이어 송급장치 간에 연결해 동력(Power) 및 CO2 가스공급 제어 기능을 전달하는 케이블로, 용접기 본체와 와이어 피더 간 길이를 연장해야 하는 대규모 작업 현장에 유용하게 적용된다.

싱글케이블 산업의 기술력
최초 SINGLE CABLE의 개발은 일본에서 시작됐으나 양산화, 실용화하고 발전시킨 것은 우리나라가 세계 최초인 것으로 알려졌다. 특히 용접산업기술이 기초가 되는 우리나라 조선업의 기술 수준이 세계 최고수준 임을 감안할 때 이에 수반되는 싱글 케이블 산업의 기술력 또한 세계 최고라고 할 수 있겠다. 국내 조선산업의 기술 경쟁력은 전세계 최고 수준이라고 평가 받는다. 조선 공정에서 상당한 비중을 차지하는 용접공정 역시 이러한 기술경쟁력을 갖고 있으며, 이는 싱글케이블을 포함한 용접관련 기기 및 부품의 경쟁력이 뒷받침되고 있다고 볼 수 있을 것이다. 특히 국내 시장의 경우, 중국을 포함한 개도국들이 가격 경쟁력을 앞세워 시장진입을 시도한 바 있지만 국내산 제품의 품질을 따라오지 못해 고전한 것으로 전해졌다. 이러한 점 등을 미뤄봤을 때 국내 기술력은 상위권 수준이라고 볼 수 있겠다.
특히 최근 국내에서는 용접 작업조건이나 작업 환경에 따라 현장에서 요구하는 품질을 백분 충족하는 자동용접용, 저용량, 고용량, 경량화, 통신용 등 다기능의 익스텐션 싱글 케이블의 개발이 활발히 진행되고 있을 뿐만 아니라 소재 개발 또한 꾸준히 발달하고 있어 기술력은 강화되고 있다.

싱글케이블의 세계적인 기술개발 동향
(1) 제품의 경량화 및 내구성 강화
이는 토치 산업과 맥락을 같이 하는 것이라고 할 수 있겠다. 사실 싱글케이블 산업의 기술개발은 한국이 주도해왔다. 최근 다양한 산업적 교류를 통해 글로벌 용접기업체를 중심으로 싱글케이블 산업 또한 점차 글로벌화되고 있는데 세계적인 제품설계 추세는 경량화, 그리고 내구성이다.
용접기사의 작업 편리성과 안전사고 위험을 방지한다는 차원에서 소재개발을 통한 케이블의 경량화 및 내구성 개선 노력이 진행되고 있는 것으로 알려졌다. 용접작업은 정신적인 긴장은 물론이고, 용접기사의 고된 육체노동을 요하는 작업 중 하나다. 따라서 용접케이블의 무게를 줄이게 되면 용접기사의 근육 피로도를 완화시킴은 물론이고, 용접작업의 전체적인 집중력을 높이게 되어 생산성 향상 등의 고효율로 이어질 것으로 기대되는 것이다.

(2) 기능적 특성 개선
변화하고 있는 용접기술을 실시간으로 반영하고 기기와 케이블을 쉽게 결합 해체할 수 있으며, 기기의 제 기능을 효과적으로 전달할 수 있도록 하는 데 중점을 두고 있는 추세라고 할 수 있겠다.
싱글 케이블이라는 것이 얼핏 보면 단순히 용접기에서 피더까지 전기와 가스를 공급하는 케이블인 듯 하지만, 내부에 신호선이 등이 있어 개개의 용접작업의 특성에 맞도록 전류, 전압 등 용접기를 제어하는 기능이 필수적이다. 이 과정에서 강판 등 금속소재로부터의 노이즈 발생위험을 극복해내야 고품질의 정밀한 용접이 가능해지기 때문에, 노이즈 없이 신호체계가 이뤄질 수 있도록 싱글케이블의 기능적인 개선이 요구되고 있으며, 이에 대한 개발이 이뤄지고 있는 것으로 전해졌다.

출처: 메탈넷코리아