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레이저 국부연화를 통한 2.0 GPa HPF 강과 Al 합금의 SPR 접합 실험적 연구
주진혁,조경환,김민규,김홍섭,오제훈,감동혁 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
자동차 산업에서는 연비 규제 강화로 차량의 중량을 줄이는 동시에 차량 충돌 시 승객의 안전성 확보라는 두 가지 목적을 달성하기 위해 자동차 부품에 기가 파스칼급 이상의 초고강도강의 사용이 증가하고 있다. 1.5 GPa급 이상의 steel을 포함한 SPR (Self Piercing Rivet) 접합에서 steel 소재의 높은 강도 및 낮은 성형성은 rivet의 상판 관통 및 성형 체결이 어렵기 때문에 적용이 제한된다. Steel 소재에 홀 가공을 하여 접합을 시도 할 수는 있으나, 비용 증가와 홀 정렬의 어려움 때문에 접합 난이도가 증가한다. 본 연구에서는 2.0 Gpa급 HPF(Hot Press Forming) steel소재에 레이저 열원을 이용한 국부연화를 통하여 SPR 접합을 위한 적용가능성을 평가하였다. 평가방법으로 인장 시험을 통하여 접합부의 강도를 평가하였으며, 단면검사 후 국부연화가 접합부 형성에 미치는 영향을 확인하였다. 또한 금속학적 분석을 통하여 연화의 메카니즘에 대하여 논의하였다. 실험 결과 국부연화 레이저 Defocus는 100 mm, 레이저 속도는 1 m/m 에서, 레이저 출력은 200 W, Number of pass가 3회인 조건에서 전단인장 하중이 8.04 kN으로 최대로 측정되었다.
주진혁,조경환,김민규,감동혁 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
차량 경량화는 내연기관(ICE) 자동차의 연비 향상과 배기가스 감소를 위한 가장 효율적인 방법 중 하나이다. 또한 전기차(EV)의 주행거리 확보를 위하여 경량화가 필요하다. 자동차 경량화를 위하여 고강도 경량 다종소재의 적용이 증가하고 있다. 이에 따라 이종소재 접합의 난이도가 높아지므로 하이브리드(hybrid) 형태의 접합 공법 필요성도 증가하고 있다. 레이저 기술은 이종소재 접합의 품질 향상을 위하여 여러 가지 측면에서 활용도가 높다. 본 연구에서는 이종접합에 적용되는 레이저 기술의 예를 아래와 같이 설명하고 그 효용성을 논의하고자 한다. - 초고강도강과 알루미늄의 SPR(Self-Piercing Rivet) 접합을 위한 레이저 국부 연화 기술 - 열경화성 CFRP와 금속의 접착제 접합 강도 향상을 위한 레이저 표면처리 기술 - 열가소성 CFRP와 금속의 레이저 용접과 레이저 표면처리 기술
2.0 GPa HPF 강과 Al 합금의 SPR 접합을 위한 레이저 국부연화에 대한 연구
주진혁,조경환,김민규,이태현,노재우,오제훈,감동혁 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
자동차의 연비향상을 위한 차체 경량화와 충돌 안전성을 위한 내구성 확보를 위해 1.5 GPa 이상의 초고강도강에 대한 사용이 증가하고 있다. 1.5 GPa 급 이상의 HPF(Hot Press Forming) Steel을 포함한 이종접합의 경우, SPR(Self Piercing Rivet) 접합에서 Rivet이 강판을 관통하지 못하여 홀 가공 없이는 접합이 어렵다. 본 연구에서는 1.1 mm 두께의 2.0 GPa HPF steel을 레이저 국부연화를 통하여 2.0 mm 두께의 Al5052-H32 소재와 SPR 접합이 가능한 것을 확인하였고, 공정 변수별 비교 평가하였다. 인장 시험을 통해 최대 인장하중과 파단모드를 비교하였다. 실험 결과 국부연화 레이저의 Defous는 100 mm, 레이저 이송 속도는 16.6 mm/s, 레이저 파워 200 W, 레이저 스폿 직경 6 mm의 조건에서 접합부 전단인장 하중 8.3 kN으로 인장하중이 최대로 측정되었다.
알루미늄 제진판재와 CFRP 이종소재 접합부의 접합 방법에 따른 비교 평가
주진혁,조경환,김민규,이태현,김근호,오제훈,감동혁 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
차체경량화는 연비 개선, 배기가스 감소에 가장 효율적이다. 이를 위해 알루미늄, 초고강도강, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 등의 다종소재 적용이 늘고 있다. 본 연구에서는 1.5 mm 두께의 알루미늄 제진판재와 1.8 mm 두께의 CFRP의 이종소재 접합을 평가하였다. 알루미늄 제진판재는 소음과 진동을 저감시키는데 효과적이며 동시에 경량화 효과가 크므로 차체 대쉬패널(Dash panel) 소재로 검토되고 있다. 알루미늄 제진판재와 CFRP 이종소재 접합은 소재 물성이 상이하고 용융 용접이 불가하므로, 기계적 체결이 고려된다. 따라서 기계적 체결 방법인 SPR(Self-Piercing Rivet), FDS(Flow Drill Screw), SPR-Adhesive, Blind rivet 접합을 비교 평가하였다. 각각의 체결 방법에 따라 인장 시험을 통해 인장하중과 파단 모드를 관찰하였다. 실험 결과 SPR 접합의 경우, CFRP가 상판에 위치하고 알루미늄 제진판재가 하판에 위치할 때, 최대 인장하중은 2.26 kN이었다. FDS 접합의 경우, 상판 CFRP에 홀 가공 이후 하판에 알루미늄 제진 판재가 위치할 때 접합부의 최대 인장하중은 3.08 kN이었다. SPR-Adhesive 접합의 경우, 최대 인장하중은 7.3 kN으로 측정되었다. Blind rivet접합은 알루미늄 제진판재가 상판에 위치하고 CFRP가 하판에 위치할 때, 접합부의 접합하중은 3.9kN으로 측정되었다.
알루미늄 제진판재와 1.5 ㎬ HPF 강재 이종소재 기계적 체결 특성 평가
주진혁(Jin Hyeok Joo),조경환(Keong Hwan Cho),오제훈(Je Hoon Oh),감동혁(Dong Hyuck Kam) 대한용접·접합학회 2021 대한용접·접합학회지 Vol.39 No.5
In this study, the mechanical properties of aluminum vibration damping sheet and 1.5 ㎬ HPF steel sheet (SABC1470) dissimilar joining were evaluated. Joint methods of self piercing rivet (SPR), bolt/nut, flow drill screw (FDS), and blind rivet were compared to evaluate joint characteristic. In SPR Joining, buckling failure was occurred in SPR rivet caused by the strength of the 1.5 ㎬ HPF steel. So that, SPR hybrid joining was selected with a Al5052 alloy additional plate in lower sheet for formability and pre-hole processed on 1.5 ㎬ HPF steel in upper sheet. Through optimized of SPR die, the tensile shear load of the SPR hybrid joining was measured 7.53 kN. In FDS joining, failure of fastener was occurred due to the high strength of the 1.5 ㎬ HPF steel. FDS joining was available after pre-hole process on the 1.5 ㎬ HPF steel. However, delamination of the aluminum damping plate was observed and the tensile shear load was measured 3.14 kN. In bolt/nut joining, tensile shear load was measured depending on process variable (combination of plate, washer and tightening torque) and maximum tensile load was measured 5.43 kN. In blind rivet joining, the maximum tensile shear load was measured 3.64 kN, when the Al vibration damping sheet was placed on the upper plate. The large area of the blind rivet head released the concentration of stress on Al vibration damping sheet. As a result, SPR hybrid joining is considerable method because pre-hole processing is minimized and tensile shear load is higher than the other method.
지각된 가치를 중심으로 한 친환경자동차의 이용행태에 관한 연구
주진혁(Joo Jin hyuk),안대천(An Dae chun),왕진(Wang Chen),황사연(Hwang Sa youn) 한국상품학회 2017 商品學硏究 Vol.35 No.1
본 연구는 친환경자동차에 대한 소비자의 이용행태를 폭 넓게 이해하고자 친환경자동차에 대한 지각된 가치, 제품태도, 주관적 규범, 구매의도간의 구조적 인과관계를 규명하고자 한다. 수도권에 거주하는 성인소비자 202명을 대상으로 한 설문조사결과, 다음과 같은 연구결과가 도출되었다. 첫째, 친환경자동차에 대한 지각된 가치(기능적 가치, 경제적 가치, 환경적 가치) 중 기능적 가치, 환경적 가치는 제품태도에 정의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 친환경자동차에 대한 사회적 가치는 주관적 규범에 정의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 제품태도는 친환경자동차의 구매의도에 정의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 넷째, 주관적 규범은 친환경자동차의 구매의도에 정의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 친환경자동차의 지각된 가치 중 기능적 가치, 환경적 가치, 사회적 가치가 제품태도와 주관적 규범에 영향을 미치는 중요한 원인변수임을 확인하였다. 따라서 마케터는 소비자들이 중요하게 고려하고 있는 친환경자동차의 가치요소를 파악할 필요가 있을 것이며, 그에 따른 마케팅과 커뮤니케이션활동을 진행해야 할 것이다. 특히 본 연구에서 나타난 것처럼 기능적, 사회적, 환경적 가치가 친환경자동차의 이용행태에 영향을 줄 수 있다는 점을 고려하여 이러한 가치요소들을 소비자에게 잘 소구할 수 있는 커뮤니케이션 활동을 진행하는 것이 효과적일 것이다. 본 연구는 이론적으로 친환경자동차의 이용행태에 영향을 주는 지각된 가치의 효과를 파악함으로써 제품태도, 주관적 규범, 구매의도를 심층적으로 이해하고 폭을 넓혔다는데 있다. This study examines the structural relationships among perceived value of environment-friendly-car(functional, economic, social and environmental value), product attitude, subjective norms, and purchase intention. The results from a sample of 202 adults in Seoul and its metropolitan area show that the functional, environmental value dimensions of perceived value affect product attitude, and the social value dimensions of perceived value affects subjective norms. The results also confirm the direct effects of product attitude and subjective norms of environment-friendly car on purchase intention. These findings help us broaden our knowledge on value perception-based consumption behavior of environment-friendly products. Practically, the findings suggest that marketers should recognize the importance of the three dimensions of perceived value and appropriatemarketing strategies are recommended to add value to environment-friendly cars.