마찰교반용접에 의한 5456-H116 합금의 용접 형상과 기계적 특성

국문 초록 (Abstract)

선박 구조재료 FRP 재료의 대체 재료로 빠른 선속과 선적량 증가는 물론 재활용이 용이한 Al 선박으로 전환되고 있다. 본 논문에서는 인장실험을 통해 레저선박에 사용되는 5456-H116 합금에 대한 최적의 마찰교반용접 조건에서 프루브 직경의 효과를 기술하였다. 마찰교반용접에서 이송속도, 회전속도를 변수로 5 mm의 프루브 직경을 사용하여, 이송속도가 61 mm/min의 조건에서 가장 우수한 결과를 나타냈다. 프루브 직경 6 mm, 회전속도 170-210 rpm, 이송속도 15 mm/min 에서는 낮은 회전속도로 인하여 불충분한 용접열이 발생하여 거친 표면과 기공이 형성 되었다. 회전속도 500-800 rpm인 경우, 용접부에 칩이 관찰되었으며, 기공은 생기지 않았고, 용접표면은 우수하였으나 1100-2500 rpm에서는 지나친 용접열의 발생으로 많은 칩이 발생하였다. 열에 의한 영향은 용접 배면에서 관찰되었다. 이송속도가 15 mm/min에서 회전속도의 증가하게 되면 마찰이 증가함에 따라 용접열이 발생한다. 기계적 특성은 용접 입열량이 증가할수록 재질의 연화가 가속화되어 저하하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The use of Al alloys instead of fiber-reinforced plastic(FRP) in ship construction has increased because of the advantages of Al-alloy ships, including high speed, increased load capacity, and ease of recycling. This paper describes the effects of probe diameter on the optimum friction stir welding conditions of 5456-H116 alloy for leisure ship, measured by a tensile test. In friction stir welding using a probe diameter of 5 mm under various travel and rotation speed conditions, the best performance was achieved with a travel speed of 61 mm/min. Using a probe diameter of 6 mm, rotation speeds of 170-210 rpm, and a travel speed of 15 mm/min produced a rough surface and voids because of insufficient heat input produced by the low rotation speed. At 500-800 rpm, chips were observed, although there were no voids, and the weld surface was excellent. However, at 1100-2500 rpm, many chips were produced due to excessive heat input. Heat effects were very evident on the bottom. For a travel speed of 15 mm/min, heat input caused by friction increased as the rotation speed increased. The mechanical characteristics were degraded by accelerated softening due to increasing heat input.