지구온난화의 주원인으로서 $CO_2$가스 사용량 증가에 의한 온실효과가 전 세계적인 문제가 되고 있다. 특히, 조선산업 분야에서는 아크용접 시 보호가스로서 막대한 양의 $CO_2$가스가 사용되고 있기 때문에 $CO_2$가스 사용량을 감소시킬 수 있는 용접장비의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 $CO_2$ 보호가스 사용량을 감소시킬 수 있는 토치노즐의 최적형상 설계인자를 검토하기 위한 기초연구로서 Tandem 용접기 토치 극간거리에 따른 $CO_2$ 보호가스 분포에 대해서 CFD해석을 수행하였으며, 극간거리와 아크전류 공급량에 따른 용접성에 대해서도 실험적으로 검토하였다. 토치간 거리에 따라서 가장 효과적인 보호가스층이 존재하며, 최적의 극간거리를 정량적으로 결정함에 의해 $CO_2$ 보호가스의 적정한 사용에 의한 $CO_2$ 가스 사용량을 감소시킬 수 있다.
Shipbuilding industry has used a lot of $CO_2$ gas as a shielding gas for arc welding and thus, development of welding equipment which can reduce the amount of $CO_2$ gas is requested widely. Therefore, this study is focused on the examination of optimum welding torch distance of Tandem welding system as a fundamental study for the optimum shape design of torch nozzle. $CO_2$ shielding gas distribution and welding bead shape formation by the torch distance are examined. Results show that according to the torch distance variation, most effective shielding gas layer can be formed and quantitative determination of the optimum torch distance can result in the reduction of $CO_2$ shielding gas consumption.
