기획취재: 1996년 국내 용접기 업계의 현황실태와 동향
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제2회부산국제용접&절단&레이저설비산업전시회
1996년 국내 용접기 업계의 현황실태와 동향
한국기계연구원(KIMM) 대덕선박연구소 / 메탈넷코리아 취재부
(1)국내 용접기 업계의 현황실태
최근 모든 산업은 인건비 상승에 따른 대책마련에 부심하고 있다. 이에 따라 에너지절감, 로봇채용, 자동화 방법을 통한 생산성 향상의 요구가 불가피하게 되었다.
생산기반기술의 근간이 되는 용접기 산업도 고품질, 생산성, 효율향상 및 전력비 절감 등의 시장요구에 부응, 용접의 자동화 방향으로 빠르게 전개되어 가고 있는 실정이다. 한편, 국내 용접기 산업은 '80년대초 선반산업의 융성과 더불어 용접기술의 수요도 급속히 증가하게 되었다.
타 분야와 마찬가지로 용접산업 분야도 급속한 양적인 팽창의 결과로 기술축적이 되어 있지 않아 공산품의 품질과 생산성에 막대한 지장을 초래하고 있다.

용접기 산업의 기반을 살펴보면 대부분의 용접기 업계는 1980~1990년에 기하급수적으로 증가하여 80% 이상을 차지하는 것으로 조사됐다. 겨우 20%정도가 '80년 이전에 개업을 하여 기반형성의 역사는 평균 15년도 되지 않는 것으로 나타나고 있다.
용접기 국내 시장 현황중에서 제조업체간의 어려움은 과열경쟁 원인으로 응답자중 78.6%가 국내업계의 난립을 주요 원인으로 꼽았다.
그 이유는 소자본으로도 가능한 용접기 산업의 특성으로 소규모로 자립한 후 가격다운으로 경쟁력을 상실하기 때문인 것으로 나타났다. 이외에도 해외 업계의 국내 진출이 14.3%, 국내시장의 한정성이 7.1%를 각각 차지했다.

업계들이 예상하는 '95년 수요시장증가 구성비는 자동차분야와 조선분야가 각각 23%를 차지, 50%선을 상회하고 있어 향후 국내 용접기 시장은 조선, 자동차 산업의 변화에 따라 좌우될 것으로 보인다. 또한 올해 용접기 산업의 시장전망을 묻는 질문에 낙관적이다가 50%로 응답해 왔고, 그 이유를 묻는 질문에 신규 수요시장의 증가가 71.4%, 신기술 개발로 시장성 확대 28.6%로 나타났다. 이는 대형조선소의 시설확대와 조선수주 활황에 따른 것으로 보이며 현재로서는 꾸준한 증가가 예상된다.
반면 업계들이 예상하는 '95년도 시장구성비를 보면 조선분야가 24.2%로 가장 많이 차지하고 일반기계분야가 21.2%, 철강산업분야 13.7%, 자동차, 건설분야가 각각 10%, 비철금 속분야 8.3%, 기타분야 7.0%, 항공기분야 4.5% 순으로 들어나 비교적 고른 분포를 나타냈다.



용접기의 규모면을 보면 53.3%가 50명 이하의 종업원으로 운영되어지고 있고, 그중 10여명 이하인 업체도 26.6%를 차지하고 있어 용접기 업체는 기술개발의 인력확보가 어렵다는 것을 절실히 보여주고 있다.
용접기 업체에서 현재 가장 어려운점에 관한 질문에서 보면 전문인력의 부족이 47.1%, 과다경쟁 29.4%, 자금사정 악화 17.6%, 경쟁력확보가 어렵다 5.9%로 용접기를 제작하는 업체의 대부분이 부족한 기술인력에 어려움을 면치 못하는 것으로 나타났다.
특히 기술개발투자시 문제점에서 전문인력부족이 36.8%를 차지한것과도 맥락을 같이하고 있다.
이외에도 기술정보부족이 21.0%, 자금력부족과 자체 연구시설부족이 각각 15.8%를 차지한다.
'94년매출 규모는 10억이하가 35.7%, 100억 이상이 21.5%로 조사되어 업체간의 현격한 차이를 보이고 있다.

국내 용접기 산업의 기술수준을 묻는 질문에 국산화개발단계, 국산화개발시판단계가 각각 28.6%로 응답해 왔고, 해외업계와 경쟁 가능단계와 초보단계로 보는 시각도 각각 21.4%를 차지한다.
이에 반해 국내 용접기 업계의 작년도 기술개발 투자비는 3억이하가 38.4%, 1억이하 30.8%, 5억이상 10억이하가 15.4%, 3억이상과 10억 이상이 각각 7.7%로 턱없이 부족한 것으로 조사됐다.
이는 관련업계자의 지적대로 새로운 기술을 개발하기 보다는 앞선 기술을 따라가는 것이 편하다고 느끼는 만연된 분위기를 그대로 반영하고 있어 기술제휴 종속을 방지하기 위한 대책마련이 시급하다.

용접기의 기술개발 형태는 자체연구개발이다 58.8%, 국내 산.학.연 개발이다 23.5%, 기술제휴선과 공동개발 11.8%, 기술제휴선에 로얄티도입이 5.9%로 안정된 형태를 보이고 있다.
그러나 여기에서 말하는 자체연구개발이 국내 고유기술이 아니라 선진국의 용접장비를 모델로 개발 또는 응용연구 하는 수준에 그치고 있어 향후 산학연계로 많은 분야의 연구가 절실하다.
특히 용접기에 있어서 제어기술이 미치는 영향은 응답자중 80%가 크게 영향을 미친다고 답했고, 나머지 20%도 약간의 영향을 미친다고 말해 제어기술의 중요성이 대두되었다.
용접기의 제어방식에서는 소형화, 경량화 추세에 따라 기존의 사이리스터식 방식에서 인버터 방식으로 요청되어 가고 있다.

그러나 국내에는 사이리스트 제어용접기는 국산화 되어있으나 인버터용접기류는 국산화 단계이나 기본기술이 다소 미흡한 실정이다. 마이크로컴퓨터를 이용한 저항용접제어장치는 하드웨어 구성은 모방생산 수준에서 가능하지만 소프트웨어 분야는 전무한 상태이다.
용접기 산업에 있어서 수입부품의 구성비율은 30%-50% 이상이 64.2%, 30% 이하가 21.4%, 60% 이상이 14.4%로 나타났다. 그러나 IGBT등 고급소자로 갈수록 대일의존도가 높다. 특히 인버터 용접기기가 보편화될 경우 엔고상승에 따른 부담율도 가증될 것으로 보인다.

향후 육성방안으로는 업체간 협조체제구축을 통하여 육성해야 한다는 답변이 33.3%, 산.학.연 기술개발체제 구축육성이 26.7%, 일정기간 정부에서 보호 육성 20%, 시장원리 도입 육성 13.3%, 정부에서 지원 육성 6.7%순으로 나타났다.



정부에 관한 건의사항으로는 기술개발자금의 적극지원이 25.9%로 가장 많았고, 자문 또는 전문기 술제공기관설립이 22.2%로 조사됐다. 이는 정부의 직접적인 간여보다는 간접적인 기회제공을 필요로함을 시사해 주고 있다.
한편 금융기관에 관한 건의사항으로는 43.8%가 시설투자 담보조건의 완화를 꼽았고, 소재, 부품개발자금지원 25%, 신용대출 및 신용대출연장 18.7%, 설비기계화, 자동화자금지원 12.5% 순으로 각각 조사됐다.

(2)국내 용접산업 및 기술의 성장 과정
우리나라의 고대사회에서는 다른 문명국에서와 마찬가지로 단접과 같은 용접기술이 사용되어 왔다. 그러나 근세에 들어오면서 서구선진국, 그후에는 일본이 활발한 새로운 기술개발을 하고 있는 동안 우리나라는 발전이 없이 낙후되었다. 예로서 금속아크 용접방법이 소련에서는 1892년 발명되었고, 일본에서의 기술도입이 1914년에 이루어진 반면에, 우리나라에서는 본격적으로 사용되기 시작한 것은 1960년도 경이었다.
최근 우리나라는 정부의 강력한 중화학공업 육성책에 힘입어 공업이 양적으로 급속히 팽창하였고 이에 따라 용접기술의 수요도 급속히 팽창하였고 이에 따라 용접기술의 수요도 급속히 증가하에 되었다. 실제로 용접산업이 시작한 것은 이때문이라고 할 수 있다.
타분야와 마찬가지로 용접산업분야에도 급속한 양적인 팽창의 결과로 기술축적이 되어 있지 않아 공산품의 품질과 생산성에 막대한 지장을 초래하고 있다.



(가)용접재료 산업
국내 용접재료의 생산역사는 깊다고는 볼 수 없다. 최초로 국내에서 용접재료가 제조된 것은 일본의 대동아 전쟁당시 만주철도공사에 사용하기 위하여 인천에 용접봉 제조공장을 세운것이 시초이다.
이 때의 용접재료 제조방식은 Deeping방법으로서 용접봉의 초기단계에 지나지 않았다. 8.15 해방을 맞음과 동시에 이 용접봉 제조회사를 한국인이 인수하여 정식으로 용접봉 제조회사를 설립하였는데 이것이 용기련씨가 설립한 한국 최초의 용접재료 제조회사인 한국화공주식회사이다.
이 회사는 일본으로부터 전수된 기술을 바탕으로 Deeping방법에서 발전한 사출도장 방법을 이용하여 용접봉을 제조하였다. 그러나 신규개발의 취약 및 수요자의 기술향상 요구와 경영난의 압박으로 1983년에 페업하고 말았다.
그후 1945년경 진해 해군공작창에서 자체수요에 의한 용접재료의 생산이 필요하게 되어 피복 도장기의 개발을 시도하여 이 기술을 이용한 신규 용접재료 제조회사가 설립되었다. 이것은 신진공업사로서 해군공작창의 기술지원을 받아왔으나 용접재료 전문개발기술의 취약으로 약 4년간 지속되었으나 더이상 발전을 못하였다.
이와 동시에 일본에서 배합기술을 전수받은 강순갑씨가 1945년경에 역시 용접봉 제조회사인 동아화공을 설립하여 그 당시로서는 품질이 우수한 제품을 제조판매 하였으나 약 4년후 경영난으로 인하여 폐업하기에 이르렀다.
이때까지의 용접재료는 탄소강 심선에 막봉이라 하여 석회탄소가를 피복한 것에 지나지 않았으나 동아화공에서는 비교적 배합연구가 된 Data로서 피복제를 도장한 용접봉이 사용되었다.
동아화공의 경영난을 철강제조회사인 동국제강이 인수하여 일본 신호제강과 기술제휴를 체결하여 정식으로 규모를 갖춘 회사로서 조선선재주식회사가 1949년 설립되었다. 이때부터 용접재료도 연강 및 고장력강이 구분되어 제조되었으며 피복계열도 일미나이트계, 저수소계가 제조판매되기 시작하였다.
그후 약 15년이 지난뒤 기술제휴선언 신호철강으로부터 기술 및 원료를 제공받아 Wire에 CU가 도급된 자동용접용 Wire와 CO2용 Solkid Wire가 제조되었다. 조선선재주식회사가 중소기업으로서 회사 규모를 갖고 용접봉의 종류도 다양하게 생산하게 됨에 따라 국내 용접관련산업도 발달하게 되어 수요가 증가하게 되었다. 1958년 고려제강그룹에서 용접봉 제조에 참여하기 위하여 일본 후지용접봉과 기술제휴하여 고려용접봉을 설립하였다. 이때부터 용접봉의 종류도 연강, 고장력강, 경화육성용으로 다양화되었고 Solid Wire도 6%정도 제조판매하게 되었다. 1970년대의 호경기에 힘입어 국내수요 증가를 충당하기 위하여 1975년 현대그룹 산하의 서한개발(주)설립되었다. 이때까지 모두 4개회사에서는 일반강용용접재료는 포괄적으로 제조되고 있었으나, 용접의 원가절감 및 특수강의 수요가 증가하게 되어 새로운 기술개발 및 기술도입이 필요하게 되었다. 이에 발맞추어 Stainless강용 용접재료 전문제조업체로서 1977년 삼미금속공업주식회사가 설립되었고, 동시에 Flux Cored전문제조회사인 한국 유니웰드(주)도 설립되었다.
또한 1980년대 자동차 용접기법의 증가로 인하여 CO2 Solid Wire 전문제조업체인 서울용접봉(주)가 1983년에 설립되었다. 1994년에 SAW용 소결형 Flux, Flux Cored Wire, 수동피복아크용접봉을 전문적으로 생산하는 한국용재(주)가 설립가동중에 있다.
또한 산업개발과 아울러 비철계통도 용접수요가 증가하여 럭키그룹의 희성금속공업(주)를 비롯하여 일부 제조, 일부 수입판매 형태의 비철전용 용접재료회사도 5개사에 이르렀다.
현재 국내에서 제조되는 공업재료는 철강분야에서 아직 근대적인 수동용접에 의존하고 있으며, 연강, 고장력강의 수동용접이 50%에 달해 선진국의 25%보다 휠씬 많이 생산되고 있다.

(나)용접기 산업
피복아크 용접기를 제외한 아크용접봉이 국내에 도입되기 시작한 것은 1950년 중반부터이다. 1957년 대한조선공사가 노후시설 대체 계획의 일환으로 ICA자금에 의하여 미국 Linde사 제품의 서브머지도 용접기를 도입하였다.
서브머지드 용접기는 도입되었으나 그 사용법을 몰라 기사 1명, 용접직장 1명, 용접기능원 1명이 조를 이루어 3개월의 시행착오전인 시운전 결과 그 사용법을 스스로 터득했으며 이 당시 대한조선공사에는 교류 및 직류 수동용접기가 27대, 서브머지드 용접기가 1대로 신조선, 수리선 및 육상구조물 제작에 사용되었다. 알루미늄 비철금속제품을 용접하기 위해 불활성 가스용접기가 언제 처음으로 국내에 도입되었는지 확실치 않으나 1963년경으로 믿어진다.
당시 대한조선공사에서 불활성 가스 용접법의 연수과정이 사내 연수과정에 포함되었음에 비추어, 1960년말 해안경비용 알루미늄 경비정이 국내에서 건조되기 시작하면서 불황성 가스 용접기 (GMAW/GTAW) 용접이 활발히 적용되었다. 이전까지는 아르곤가스의 수급이 처음에는 미군부대의 유출품으로 충당되었으나 점차 수입품으로 충당되어 왔다.
1968년부터는 호남비료에서 국내 소요분의 년간 5,000병 정도를 생산하여 전구제조 및 용접용으로 공급하여 왔다.
1971년에는 흥화공업주식회사에서 탄산가스 아크용접기를 일본으로부터 수입하여 철구조물 용접에 사용하였으나 그후 1975년 몇대의 탄산가스 용접기가 수입되어 본격적으로 생산라인에 적용되기는 1978년부터이다.
개인회사의 조직이나 회사규모로 간단한 교류 아크용접기의 생산은 1950년부터 이루어지기 시작했으며, 현재의 명공공업사, 대한열전기 등은 1960년대초부터 소용량의 교류 및 직류 아크 용접기를 생산하여 왔다.
당시는 규소강판의 확보가 용이하지 않아 페품된 전기제품에서 규소강판을 재생하여 사용하거나 부정기적으로 수입할당된 규소강판을 이용하여 지극히 간단한 교류아크 용접기를 제작하는 수준이었다.
용접기기의 체계적인 생산은 1975년을 전후하여 용접기기 전문업체가 설립되었으며, 현재의 신성용접기, 조흥전기 등이 이 무렵부터 아크용접기, 점용접기등을 전문적으로 생산하기 시작했다.

㉮ 아크용접기술
국내에서 아크 용접법으로는 피복아크 용접법이 일제치하에서 사용되기 시작하였고, 2차대전중 병기산업이 발전함에 따라 당시 보편적인 용접법이었던 피복아크 용접법이 빠른 속도로 보급되었다. 그후 서브머지드 용접기가 1950년대 말기에 원조자금으로 반입되어 조선분야에 처음 적용되었다.
또한 60년대 초반에 역시 도선분야에서 알루미늄 용접등을 목적으로 가스 텅스텐 아크용접법의 미국연수가 이루어지고 국내에 보급되기 시작하였다.
탄산가스 아크용접법은 1972년에 국내에 처음 도입되었으나 조선분야에서 활발히 사용되기 시작한 것은 1980년이후, 국내용접기기는 피복아크 용접기의 경우 1950년대 이후부터 소규모적으로 제작되어 왔다. 1960년대 초에도 용접기의 수요증가와 더불어 꾸준히 제작되어 왔으나 이 당시 용접용 변압기의 주원료인 규소강판의 부족으로 품질보증 수준까지의 기술발전이 이루어지지 못하였다.
그러나 1972년 교류아크 용접기에 관한 KS 규격이 제정된후에 품질보증 수준의 기술이 1978년 이후에 이루어졌으며 1982년에는 교류아크 용접기의 KS 공장이 공업진흥청에 지정되기 시작하였다.
GMAW 용접기는 1974년 외국제품을 모방하여 제작되었으나, 품질보증 수준의 용접기는 1980년 이후에 이루어졌다. 초기에는 가포화 리액터형의 용접기가 국내에서 개발되었으나 1980년 이후 SCR 위상제어 방식의 GMAW 용접기가 개발되어 현재에도 사용되고 있다.
한편 GMAW(MIG) 용접기는 1982년에 외국제품을 모방하여 제작시도가 이루어졌으나 와이어 송급기 개발의 미흡으로 품질보증 수준의 용접기가 만들어지지 못하고 있다. 한편 탄산가스 아크 용접기 (MAG)는 가포화 리액터형, SCR 제어형, 인버터형의 용접기가 주로 쓰이고 있다. 현재 국내에서 1977년에 탄산가스 아크용접기가 모방단계로 개발되었으며 SCR에 의한 위상제어방식의 용접기의 모방생산이 이루어지고 있으며 자체기술 개발에 의한 국산화도 추진되고 있다.
또한 서비머지드 아크용접기는 1982년에 모방제작되어 주조수항특성형의 대용량 용접기가 국내에 보급되고 있다.

㉯ 저항용접기술
1.국내 저항용접산업은 자동차, 철도, 항공기산업 등의 발전과 더블어 급속히 발전해 왔다.
2.이러한 표면적인 저항용접기 관련산업의 발전에 비하여 각 업계가 부유하고 있는 저항용접 관련 자체기술력은 미약한 상태이다.
3.이는 용접기를 생산하는 (중소)기업이 빠른 속도로 발전하는 전방산업(자동차 등)의 요구사항에 대응하여 발전된 기술력을 공급할 능력이 제한되어 자체기술 개발보다는 외국기술 도입에 주력한 결과이다.
4.또한 대부분의 저항용접기 공급업체가 중소기업이면서 종합 용접기 생산업체(겸업업체)이므로 상대적으로 저항용접기 관련 기술개발에 투입할 인력이 부족하였고, 학계에서도 저항용접 관련 연구에 관심을 가지기 시작한시기가 타 생사기반기술의 경우보다 뒤쳐져 있고 내용 또한 낙후된 것이다.
5.이러한 국내 산업계와 학계의 상황은 결과적으로 기술력에서 앞서있는 일본의 기업에 유리한 입지조건을 제공하여 기술이전 및 합작회사 설립 등 국내시장 진출의 발판이 되고 있다.
6.현재 국내의 저항용접기 공급업체들은 모두 일본의 기업에 기술적으로 종속된 상태이며, 저항용접기의 핵심인 타이머도 일본의 전문업체인 L사, M사에 전적으로 의존하고 있다.

㉰ 육성용접
육성용접기술은 약 20년전부터 중기보수, 선박수리 및 보수에서 조금씩 응용되어 오다가 최근들어 노후된 산업설비의 재활용과 보수문제가 대두되면서 발전설비, 화학플랜트, 제철설비, 광산설비, 시멘트제조설비, 준설선, 금형 등 수많은 분야에서 활용되기 시작한다.
응용분야 앞으로 수없이 많은 것이다. 현재 폐기하는 제품을 재활용하는 것으로 정부차원에서 수요창출 정책이 수립될 것으로 전망된다.

(3) 국내 용접기술 발전을 위한 정책적 대응
(가) 국내 용접기술의 현 위치
1.국내 용접기술은 서구의 약 70년, 일본에 약 50년정도 뒤져 있고 현재는 선진국의 과거단계 (1940~1975) 즉 구조물의 대형화 및 용접의 고속화단계에 머루르고 있다. 이 단계를 소화하는데는 아직 많은 노력이 요구되고 있다.
2.국내 용접기술은 또한 국제화시대의 영향을 받아 선진국의 현재단계(1975~현재)즉 양에서 질의 변천단계, 그리고 미래단계의 용접기술이 도입되고 소개되는 혼란기를 맞고 있다.
3.조선소같은 대형 용접구조물 제작소 같은 곳에서는 선진국과 치열한 경쟁을 벌이기 위해서 첨단 용접기술을 도입/개발하고 있으나, 급격한 기술적 기반없이 발전하여 왔기 때문에 아직도 이 분야에서의 보강이 필요하다. 또한 용접기술의 사회적/국가적 하부구조 (infrastructure : 용접기술인력교육, 용접규격, 감리 등)가 취약하여 어려움을 겪고 있다.

(나) 국내 용접기술의 전망
1.용접기술의 수요는 중화학공업의 발전에 비례하여 증가함. (국제용접학회의 국별 년회비는 국별 철강 수요량에 이례 하여)
2.우리나라의 중화학공업 규모는 증가 일로에 있으며, 따라서 용접기술의 수요는 계속 증가할 것이다.

(다) 정책적 대응
1.용접기술하부구조(infrastructure)의 시급한 세계화
- 용접기술인력 교육체제
- 용접규격 및 시험검사
- 용접감리 체제
- 용접기술지도 및 기술정보 보급의 활성화
2.기초/요소/공통애로 기술의 체계적 개발
3.용접기술 활성화를 위한 사회단체(용접협회)및 기관(용접센터)의 설치 운용
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