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알루미늄합금 6061-O材 12mmt 厚板의 마찰교반용접 및 열탄소성 해석
강성욱,이광진 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
마찰교반용접(Friction Stir Welding)은 1991년 영국의 TWI(The Welding Institute)에 의해 개발된 이래 다양한 소재에 적용되어 왔으며, 항공기, 자동차 및 철도차량에의 적용을 목적으로 알루미늄합금과 같은 저융점 경량소재에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 최근, 국내에서는 전기구동 차량의 컨트롤러, 인버터, 배터리 및 공조 시스템 부품에 적용하고자 6xxx계열 알루미늄합금의 압연 판재, 압출 형재 등의 박판재에 대한 연구가 진행되고 있다. 한편, 유럽과 북미의 기술선진국을 중심으로 마찰교반용접 공정을 전투차량 등의 특수 모빌리티 및 해양플랜트 분야로 확대 적용을 위한 시도가 증가하고 있다. 이 경우, 소재의 두께에 대한 요구는 최소 12mmt, 최대 50mmt에 이르고 있으며, 심지어 1-pass 공정기술을 요구한다. 안타깝게도, 국내에서는 이와 같은 후판재에 대한 연구는 전무한 실정이다. 이에 본 연구에서는 가장 대표적인 6xxx계열 알루미늄합금 중 하나인 6061-O 12mmt 판재용 마찰교반용접 전용 툴을 설계, 제작하였고, 1-pass 공정으로 시험편의 제작이 가능한 공정범위를 설계하여 시험편을 제작하였다. 주요 공정인자인 툴의 회전속도는 500~900RPM, 이송속도는100~300mm/min., 틸팅각은 2도의 조건에서 시험편을 제작하였다. 인장강도와 경도분포 등의 기계적 특성 및 미세조직을 관찰하였으며, 그 결과를 토대로 AA6061-O 12mmt 후판에 대한 1-pass 용접이 가능한 공정범위를 도출하였다. 열전달 해석을 위하여 시편 모델링, 경계조건, 용접조건을 설정하여 열전달 해석을 실시하였고, 그 결과를 실험결과와 비교하여 용접중심부에서의 최적의 열유속(Heat flux)을 도출하였다. 이 결과를 바탕으로 열탄소성 해석을 수행하였다.
AA5083 마찰교반용접 시 상부 철강 덮개 열손실에 따른 기계적 특성에 관한 연구
강성욱,김성환,이광진 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
본 연구에서는 크기 L300 X W92 X T6 mm의 AA5083 알루미늄 소재 시편 2개를 이용하여 마찰교반용접을 수행하였다. 이때, 마찰교반용접은 일반 대기 조건과 상부에 철강 덮개를 이용하여 열손실을 발생시키는 조건에 대하여 수행하였다. 상부 철강 덮개는 용접 툴이 지나갈 수 있도록 특수 제작하였고, 텅스텐 합금 소재 용접 툴을 사용하였다. 용접 툴은 숄더 직경 16 mm이고, 핀의 직경과 높이는 3 mm와 5mm이다. 마찰교반용접 공정조건은 툴의 회전속도 800 rpm, 이송속도 200 mm/min을 기준으로 회전속도 ±200 rpm, 이송속도 ±100 mm/min를 변경하여, 총 5개의 공정조건으로 수행하였다. 상부 덮개가 있는 경우와 없는 경우를 합쳐 총 10번의 마찰교반용접 실험을 하였다. 실험 시 시편의 중심부를 기준으로 용접 선 수직방향으로 Advancing side와 Retreating side에 각각 5개의 열전대를 설치하여 용접 시 온도를 측정하였다. 실험이 끝난 후 용접 부의 기계적 물성을 측정하기 위하여 인장시험을 수행하여 항복강도, 인장강도, 연신율을 측정하였다. 실험 결과 상부 철강 덮개가 있는 경우 열손실이 일반 대기 조건보다 크기 때문에 용접 시 최고 도달온도가 10%정도 낮게 측정되었다. 기계적 물성은 차이가 크지는 않았지만 상부 철강 덮개가 있는 경우가 일반 대기 조건보다 우수하게 나타났다. 이는 상부 철강 덮개에 의한 열손실에 의하여 온도 구배가 감소하여 기계적 물성이 우수하게 나타난 것으로 판단된다.
강성욱,김규배 한국경영교육학회 2013 경영교육연구 Vol.28 No.5
The composition of manufacturing capabilities has been one of the controversial issues in manufacturing strategies. Represented by Trade-offs vs Sand cone, researchers have examined an appropriate combination but remained inconclusive. In an effort to solve such a controversy, we propose the contingency approach integrating two research streams. Building on manufacturing strategies and transaction cost theory, this study investigates the relationship among transaction variables, the degree of capability centralization and the firm performance. Independent variables include asset specificity and uncertainty, while a dependent variable is the degree of capability centralization. Two moderators, long-term relationship and IT investment are introduced. Our model is derived from previous literatures and theoretical arguments, presenting the following propositions. First, transaction variables influence the degree of capability centralization. Second, long-term relationship and IT investment moderate the above relationship. Lastly, the fit rather than actual degree is associated with the firm performance. Our conclusion is that by considering transaction cost theory, manufacturing strategies can be more thoroughly explained, solving a long-lasting academic controversy. In addition, operations managers may understand their role as a strategic coordinator and be provided with the guideline on the choice of manufacturing capabilities. 생산역량의 구성은 생산전략연구에 있어서 많은 논쟁의 대상이 되어 왔다. 생산역량들을 어떻게 조합할 것인가 하는 문제에 대해 상충적 접근법과 누증적 접근법의 두가지 접근법이 대립하고, 기존 연구들은 상이한 결과들을 제시하고 있다. 이러한 학문적 논쟁에 대해, 우리는 개별 기업들이 환경에 알맞은 접근법을 선택하는 것이 적절하다는 상황적 접근법의 관점에서 두가지 접근법을 통합하는 이론체계를 제시하고자 한다. 본 연구의 모형은 현재 생산부문에 큰 영향을 미치고 있는 공급사슬의 주요 이론인 거래비용이론을 생산역량이론과 통합하여, 거래비용 변수, 생산역량 집중도, 그리고 기업성과의 관계에 대해 분석한다. 독립변수로 자산특이성, 불확실성이 사용되고, 조절변수로 장기적 관계와 정보통신투자, 종속변수로 생산역량 집중도가 사용되었다. 다수의 문헌들과 이론들에 대한 분석을 바탕으로, 본 연구는 다음과 같은 주요 명제들을 제시하였다. 우선, 거래비용관련 변수들인 자산특이성과 불확실성은 생산역량 집중도에 각각 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 미친다. 둘째, 장기적 관계와 정보통신투자는 거래비용관련 변수들이 생산역량 집중도에 미치는 영향을 감소시키는 조절변수의 역할을 한다. 마지막으로, 생산역량 집중도의 적합성이 기업성과에 영향을 미친다. 결론적으로, 우리는 다음과 같은 이론적․실무적 시사점을 제공하고자 한다. 이론적으로, 기업 간의 이론인 거래비용을 고려함으로써, 기업 내부의 이론인 생산역량의 선택을 보다 명확하게 설명할 수 있고, 학계에서의 논쟁에 대한 해답을 제시할 수 있다. 실무적으로, 생산관리 담당자들의 임무가 외부의 환경을 고려하는 전략적 조정가라는 인식 하에, 생산역량의 조합과 선택에 대한 가이드라인을 제공하고 있다.