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Al-Si 도금된 1.8 GPa 급 핫스탬핑 보론강의 저항 점 용접 시 용접조건 최적화 및 Expulsion mechanism 고찰
김원호(Wonho Kim),전현욱(Hyunuk Jun),김재훈(Jaehun Kim),천주용(Jooyong Cheon),이은경(Eunkyung Lee),지창욱(Changwook Ji) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
최근 전 세계적으로 배기가스 및 연료 효율 등의 환경 규제가 강화됨에 따라 자동차 산업에서는 배기가스 규제 충족을 위해 차체의 경량화가 활발하게 이뤄지고 있다. 특히, 두께 감소를 통해 차체의 경량화가 가능한 초고강도강은 강성과 내구성이 요구되고, 탑승객의 안전과 직결된 A필러, B필러 등에 적용이 확대되고 있다. 기존에 존재하는 TWIP,TRIP, DP강 대비 핫스탬핑 보론강은 인장강도 1.5 GPa 를 상회하는 초고강도강으로써 우수한 가공성과 연신율로 인해 적용이 증가하고 있다. 핫스탬핑 보론강의 제작에 사용되는 핫스탬핑 공법은 고온에서 성형과 냉각이 동시에 이뤄짐에 따라 강재의 표면에는 산화 스케일의 생성과 탈탄(decarbonization) 현상이 발생된다. 이를 방지하기 위해 핫스탬핑 공법전 강재의 표면에는 필수적으로 Al-Si(10wt%) 도금이 적용된다. 그러나 저항 점 용접 시 Al-Si 도금층은 접촉 저항의 증가 및 국부적 발열의 원인으로 작용함에 따라 협소한 가용전류구간, 스패터 등으로 인해 용융 접합에 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 본 연구에서는 용접성 개선을 위해 Al-Si 도금된 핫스탬핑 보론강의 저항 점 용접 시 용접 전류에 따른 도금층의 거동을 비교·분석하였다.
Al 5052 합금의 저항 점 용접 시 가압력 제어에 따른 용접부 특성 비교
김원호(Wonho Kim),김재훈(JaeHun Kim),전현욱(HyunUk Jun),천주용(JooYong Cheon),이은경(Eunkyung Lee),지창욱(Changwook Ji) 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
자동차의 배기가스 및 연비 규제가 심화됨에 따라 자동차 연료의 효율 증대 및 배출 가스 저감 등을 목적으로 자동차의 경량화가 지속적으로 요구되고 있다. 자동차에 적용되는 경량 소재는 알루미늄 합금, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic), 마그네슘 합금이 존재하며, 그중 알루미늄 합금은 높은 신뢰성과 효율성으로 자동차의 차체에 광범위하게 적용되어 사용되는 추세이다. 그러나 알루미늄 합금의 저항 점 용접 시, 알루미늄 표면에 분포하는 Al2O3 산화층 및 높은 열전도도와 전기전도도, 660 °C의 낮은 융점과 같은 고유한 소재 특성으로 인해 용접부 내부의 기공과 수축공으로 인한 용접품질을 열화 시키는 문제가 지속적으로 초래되고 있다. 이와 관련되어 예비 통전, 용접 시간에 따른 용접성 평가, 전극 표면 가공을 통한 품질향상 연구들이 활발하게 이뤄지고 있으나, 가압력 제어를 통한 용접성 특성 및 영향에 대해서는 연구가 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 용접부 내부에 발생되는 결함 감소 및 용접품질 향상을 목적으로 용접 가압력에 변수를 두고 선 가압(Pre-force) 및 후 가압(Post-force), 선 가압과 후 가압을 결합한 다단 가압(Multi-force) 등을 적용하여 너겟경의 크기와 용접부 내부에 발생되는 결함 분포 양상을 비교·고찰해보았다.