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강과 알루미늄 합금의 저항 엘리먼트 용접에 따른 기계적 특성평가
심우정,심성훈,안명복,박성진 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
최근 자동차 산업에서는 환경 규제 및 안전규제와 친환경 자동차인 전기 및 수소자동차에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그로 인해 자동차 차체부품에서는 안전규제 만족을 위해 초고강도강과 핫스탬핑강의 적용이 급증하고 있으며 연비 증가를 위한 자동차의 경량화로 알루미늄 합금 소재의 부품 적용도 함께 증가되고 있는 추세이다. 초고강도강, 핫스탬핑강과 알루미늄 합금을 동시 적용하기 위한 새로운 용접 및 접합 기술 또한 활발히 연구되고 있는 추세이다. 기존의 경우 SPR(Self Piercing Rivet), 클린칭 등 기계적 접합이 주로 사용되고 있지만 기계적 접합은 적용 소재에 강도, 적용 위치의 제약 등이 존재하게 된다. 특히 SPR의 경우 적용할 수 있는 소재의 강도가 제한적이며 접합부의 하단부 돌출이 발생하는 특징을 가진다. 따라서 본 연구에서는 적용소재의 강도에 대한 제한이 없으며 용접 및 접합부의 상/하면 돌출부가 최소화된 저항 엘리먼트 용접을 적용하여 핫스탬핑강과 알루미늄 합금 용접시험을 실시하였으며 자동차 차체부품의 조립시 발생하는 여러 매수의 동시 적용되는 조건의 용접성을 확인하기 위해 2~4매 조합을 선정하여 실험을 실시하고 각 조합에 대한 기계적 특성 평가를 실시하였다.
알루미늄 합금 및 핫스탬핑강 적용 자동차 경량 차체 개발
심우정,심성훈,안명복,박성진 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
최근 자동차 산업에서는 환경 규제 및 안전규제와 친환경 자동차인 전기 및 수소자동차에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있다. 그로 인해 자동차 차체부품에서는 안전규제 만족을 위해 초고강도강과 핫스탬핑강의 적용이 급증하고 있으며 연비 증가를 위한 자동차의 경량화로 알루미늄 합금 소재의 부품 적용도 함께 증가되고 있는 추세이다. 초고강도강, 핫스탬핑강과 알루미늄 합금을 동시 적용하기 위한 새로운 용접 및 접합 기술 또한 활발히 연구되고 있는 추세이다. 기존의 경우 SPR(Self Piercing Rivet), 클린칭 등 기계적 접합이 주로 사용되고 있지만 기계적 접합은 적용 소재에 강도, 적용 위치의 제약 등이 존재하게 된다. 이 부분을 반영하여 실제 자동차 차체부품을 제작하기 위해서는 다양한 접합 및 용접 방법이 적용되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 자동차 차체부품인 사이드 스트럭처의 접합위치 및 적용 소재, 종류 등을 감안하여 이종접합 방법 선정으로 최적의 경량 자동차 차체 제작을 실시하였다. 알루미늄 합금 및 핫스탬핑강을 적용하였고 저항점용접, SPR, 클린칭, 저항 엘리먼트 용접, 레이저 용접 등 총 5가지 용접 및 접합 방법이 적용되었다.
심성훈,심우정,안명복,박성진 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.5
종래의 내연기관 자동차 부품기업들은 환경 및 연비규제에 대응하는 친환경 자동차 증가, 내수경기 부진, 글로벌 경기 침체로 인한 경영위기와 매출실적 감소 등으로 이중고에 직면하고 있다. 이를 돌파하기 위한 방안으로 친환경 전기차용 부품개발 및 알루미늄 합금 소재를 이용한 경량 차체부품 개발에 주력하고 있다. 국내 및 해외 전기자동차에 적용된 도어, 후드 및 트렁크 리드와 같은 무빙부품이 알루미늄 합금 소재가 다수 적용되고 있다. 이와 같은 무빙부품은 자동차 외곽에 위치한 부품으로 외관 품질을 결정한다. 스크레치나 찍힘이 없는 상태를 유지해야함으로 용접이나 기계적 접합 적용이 불가하다. 따라서, 본 과제에서는 스크레치나 찍힘 등이 없이 알루미늄 합금 소재 무빙부품에 활용이 가능한 롤러헤밍 접합의 특성 분석 및 평가를 실시하였다.
심성훈,심우정,안명복,박성진,김원혁 대한용접·접합학회 2021 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2021 No.11
종래의 내연기관 자동차 부품기업들은 환경 및 연비규제에 대응하는 친환경 자동차 증가, 내수경기 부진, 글로벌 경기 침체로 인한 경영위기와 매출실적 감소 등으로 이중고에 직면하고 있다. 이를 돌파하기 위한 방안으로 친환경 전기차용 부품개발 및 알루미늄 합금 소재, 초고강도강, 고강도강 등을 이용한 경량 차체부품 개발에 주력하고 있다. 특히 아연도금 소재인 초고강도강 및 고강도강의 경우 레이저용접 시에 발생하는 다량의 스패터로 인하여 제품표면에 불량이 발생하고, 이는 외관품질 저하로 이어진다. 또한 흄 발생으로 인한 레이저 용접 출력을 저하시켜 용접 품질 이 저하되는 현상이 발생된다. 이를 해결하기 위해서 흄 제거를 위한 에어나이프와 용접부 주변에 부착된 스패터와 이로 인하여 발생한 자국을 제거하기 위해 브러싱 등 추가 공정이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 레이저용접 시 하부 방향으로 소용돌이와 같은 와류를 생성시키며 지속적으로 용접부에 유체를 공급하는 에어볼텍스 장치를 적용하여 스패터 저감 및 용접 품질 향상을 위한 레이저용접 특성 연구 및 평가를 실시하였다.
980MPa급 초고강도 강판을 이용한 자동차 패널의 스프링백 저감에 관한 연구
김병규(B. G. Kim),안명복(M. B. An),박성진(S. J. Park),김경보(K. B. Kim) 한국소성가공학회 2014 한국소성가공학회 학술대회 논문집 Vol.2014 No.10
There are growing needs of the Advanced High Strength Steel(AHSS) sheets for improving fuel efficiency through the weight reduction of a car and secure the crashworthiness. Compare the other lightweight materials; the AHSS has two outstanding advantages. First, it brings down the cost of production. Second, it is less sensitive to manufacturing equipments. Nevertheless, it has difficulty to apply due to low formability and poor dimensional accuracy caused by excessive springback. In this study we performed comparison evaluation on dimensional change by FE-analysis and making proto-products of two different materials; 980MPa grad AHSS, 590MPa grade steel. Also, we seek the ways to reduce springback by adding the bead shape; which increased stiffness and residual stress control; on the drawing die addendum and verify the ways by FE-analysis and making proto-products. According to the comparison dimension inspection report, we can notice that excessive springback is occurred; AHSS scores 28 percent and it scores 48 percent less than 590MPa grade steel; However, we can also notice that it can be improved 16 percent by adding the bead shape on the die.