소모성 전극 아크 용접에서 용입의 산포와 각변형을 고려한 최적 필릿 용접 공정의 개발

Abstract

용접조물에서 발생하는 변형으로 인해 현장에서는 교정 작업의 추가공수가 요구되고 그로 인한 비용 또한 상당한 실정에 있다. 이러한 변형을 해결하기 위하여 많은 연구자들이 연구를 진행하고 있다. 본 연구에서는 플럭스 코어드 및 솔리드 와이어를 사용하여 동일한 각장을 가지도록 공정설계된 필릿 용접부에 대해 용입의 산포와 각변형을 고려한 최적 필릿 용접 공정을 개발하는 것이다. 이를 위해 CTWD, 용접속도, 아크길이를 변화시키는 실험을 진행하였고, 그에 따른 전류, 전압, 겉보기 입열량 및 용접금속단면적을 분석하였다. 이때 용접금속단면적의 분석에서 평균용입 DP를 정의하여 각변형에 대해 고려하였다. 연구결과로부터 다음의 결론을 얻을 수 있었다. 1) 프로세스 파라메타들의 변화실험을 통해 평균용입 DP와 각변형에 미치는 CTWD, 용접속도, 아크길이의 영향에 대해 검토할 수 있었다. 2) 반응 표면 분석법을 이용한 최적 공정 조건의 개발에 대한 실험 결과에서 필릿 용접부에 대해 각변형을 최소화 하는 동시에 양호한 용입의 조건을 만족시키는 기법을 개발하였다. 3) 개발된 최적 필릿 용접 공정 조건으로 반복 실험한 결과 평균용입 DP의 공정능력지수가 1.77로 5시그마를 만족하였고, 이때의 각변형의 변동계수가 1%로 낮게 나옴으로써 개발된 최적 용접 공정 조건이 양호하다는 것을 알 수 있었으며, 평균용입 DP의 표준편차를 줄이면 각변형의 변동계수를 줄이는 것이 가능할 것이고, 이때 자동용접이 유리할 것이라고 판단된다.

The several problems from the deformation generated in welding structure, such as requirements for the supplementary reformation work and the incidental expenses, occurred in the field. Therefore, many researches have been doing to solve this deformation. This research aims at the development of the optimum fillet welding process in the view of the distribution of penetration and angular distortion with regard to fillet that are designed to have constant leg length by using flux cored wire and solid wire. For the aims, there's a test that gave varieties to CTWD, the welding speed, and the arc length, and analyzed current, voltage, and apparent heat input and section area of weld metal as well. The optimum process condition using flux cored wire is achieved when CTWD and Set voltage are 31mm and 31.7V at advancing angle 10 degree.