산업이 발전함에 따라 제조된 금속 제품은 형태의 복잡성 및 연비 효율 증가를 위한 경량화 기술이 지속적으로 발전되고 있으며, 이를 위해 용접기술의 발전과 용접 부위의 충분한 기계적 물성이 중요하다. 본 연구에서는 로봇 자동용접을 이용한 페라이트계 스테인리스강(STS444) 박판(두께 2.5mm)에서 용접변수 (토치각도, 모재간격, 용접전류, 용접속도)에 따른 용접부의 형태 및 인장강도 특성을 연구하였다.
로봇 자동용접기를 이용해 STS444, 2.5mm 박판에 산화 방지를 위한 아르곤, 산소 혼합 가스 상태에서 STS430LNb 용접봉을 이용하여 수행하였으며, 실험에 사용된 변수는 용접 전류(120, 140, 160A), 용접속도(400, 600, 800mm/min), 토치각도(45, 60° ), 모재 간격(0, 1mm)에 따라 36가지의 다양한 조건으로 관찰되었다.
토치 각도가 45° 에 비해 60° 로 용접할 경우 전반적으로 용접부 표면 비드 형상이 상부 모재쪽으로 볼록한 형상을, 하부 모재에서 더 많은 용입 깊이를 보이며 전반적인 용접부 단면 비드형상은 안정적인 양상을 보였다. 토치 각도 45° 의 경우 60° 에 비해 인장강도에서 모재부 파단이 일어났으며, 상대적으로 높은 인장 강도 값을 보였다. 모재부 간격은 낮은 용접전류에서는 상부 모재의 용융이 제대로 이루어지지 않은 형상이 보였으며 토치 각도를 60° 로 주고 용접한 경우가 마크로 시험에서 더 좋은 형상을 보이고 보강 덧붙임이 더 길게 보였다. 그 결과, 적정 용접조건은 160A 용접전류, 600mm/min 용접속도, 45° 토치 각도에서 가장 좋은 결과값을 나타내었다. 또한 두 모재 간 1mm의 간격이 있는 경우 토치 각도 60° 일 경우가 전반적인 변수에서 양호한 용접성을 보였지만 적정 전류 및 속도에서는 토치 각도 45° 일 경우 더욱 양호한 용접성을 보이는 것으로 나타났다. 이 연구는 스테인리스 겹치기 로봇 용접에서 변수의 제어를 통해 금속 간 용접성을 조절할 수 있음을 보여주며 향후 생산성 향상을 위한 기초 자료로서 활용할 수 있다.