GMAW 용접 강도 최적화

가스 금속 아크 용접(GMAW) 접합부의 품질은 여러 공정 변수에 의해 결정됩니다. 그러나 최적의 설정을 찾기 위한 반복적인 시도는 시간 소모적이며 통계적 근거가 부족하다는 문제가 있습니다. 본 연구는 강건 설계의 다구치 방법을 활용하여 연강 GMAW 접합부의 횡인장 강도를 최대화하고 용접 결함 수를 최소화하기 위한 최적의 용접 전류, 아크 전압, 보호 가스 유량 및 이송 속도 조합을 도출했습니다. 실험은 L9(3⁴) 직교 배열을 사용한 4인자 3수준 실험 계획에 따라 각 시도당 3개의 반복(총 27개 시편)으로 수행되었습니다. 단일 반응 최적값을 추정하고 인자의 영향을 분석하기 위해 신호 대 잡음비(S/N비), 분산 분석(ANOVA) 및 반응표 분석을 적용했습니다. 두 반응 간의 상충 문제를 해결하고 절충된 최적 매개변수를 선정하기 위해 회색 관계 분석(GRA)을 활용했습니다. 분석 결과, 12개 인자 중 용접 전류와 아크 전압이 두 반응 모두에 가장 유의미한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 이들은 인장 강도 분산에 각각 35.28%와 31.06%, 결함 수 분산에 각각 25.47%와 21.72%를 기여했으며, 1% 유의수준에서 통계적으로 유의했습니다. GRA 기반의 절충 최적 조건(220 A / 24 V / 15 L/min / 350 mm/min)에서 534.4 MPa의 인장 강도와 허용 가능한 결함 수준이 예측되었습니다. 본 연구에서 제시된 방법론, 방정식 및 통계 처리 과정은 상세하게 설명되어 있어, 실험실 측정 데이터를 활용하여 연구를 직접 재현할 수 있습니다. 이는 GMAW 공정 최적화 및 품질 향상에 실질적인 기여를 할 것으로 기대됩니다.