A365-T6 알루미늄합금 다이캐스팅 판재의 마찰교반점접합에 관한 연구
세계적으로 지구온난화를 유발하는 CO2 배출량 규제가 강화되고 있는 현재, 자동차 산업에서는 차량 경량화, 대체연료 개발, 동력 전달효율 향상 등 다양한 기술들을 적용하여 CO2 배출감소를 위해 노력하고 있다. 특히, 차량의 경량화를 위해 고 비중의 철강재를 경량의 알루미늄합금으로 치환하는 연구가 세계적으로 주목받고 있다. 그러나 기존의 용융용접 시 알루미늄의 자연산화막 및 높은 열전도도 때문에 기존의 용융용접으로는 요구되는 용접특성을 얻기 어려운 문제점이 있다. 마찰교반점접합기술은 이러한 알루미늄합금 용접의 어려움을 극복할 수 있는 접합기술로 주목을 받아 국내외적으로 연구·개발이 활발히 이루어지고 있다.
따라서, 본 연구에서는 다이캐스팅공법으로 제조한 두께 3 mm의 A365-T6 알루미늄합금 판재의 접합에 마찰교반점접합을 적용하여 접합용 공구의 회전속도, 삽입 속도 및 깊이가 접합부 조직, 경도, 인장전단하중특성에 미치는 영향을 조사하였다.
공구의 회전속도, 삽입속도, 삽입깊이의 변화에 의한 접합부 미세조직의 급격한 상변화는 관찰되지 않았다. 하지만 조대한 primary 알루미늄 및 Al-Si의 공정조직으로 구성된 모재의 미세조직과는 다르게 교반부에서는 Si입자가 Al기지에 비교적 균일하게 분포된 미세조직이 관찰되었다. 그리고 접합부 부근의 경도는 모재와 비슷한 값을 나타내었으며 접합변수에 큰 영향을 받지 않았으나, 접합부의 경도 분포는 모재에 비해 크게 편차가 줄어들었다. 이는 미세조직 관찰에서 밝혀진 것처럼 접합부에서 Si이 Al기지에 비교적 균일한 분포를 나타내었기 때문이라고 사료된다. 인장전단시험 결과, 모든 접합조건에서 공구의 probe가 삽입/이탈로 형성된 hole부근에서 파단이 발생하였다. 공구의 회전속도, 삽입깊이 및 삽입속도를 각각 2000 rpm, 5.1 mm 및 100 mm/min인 조건에서 제조한 접합체에서 가장 높은 약 5.4 kN의 인장전단하중을 나타내었다.
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