자동차용 알루미늄합금과 GI강판의 이종 마찰교반용접성에 관한 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 마찰교반용접을 적용하여 자동차용 알루미늄 합금과 아연도금 강판의 겹침 용접에 대한 용접성을 평가하기 위하여 수행한다. 탄소강과 알루미늄을 용접하는 데 있어 용접성에 영향을 미치는 가장 큰 요인은 두 소재의 접합계면에 발생하는 FeAl, Fe2Al, Fe2Al 등의 금속간화합물로서 이러한 금속간화합물은 취성이 매우 강해 두께가 10um 이상의 경우 용접성을 급격히 떨어진다. 마찰교반용접은 용융용접에 비하여 온도가 매우 낮은 고상용접이므로 이러한 금속간화합물 두께를 제어하는 데 장점이 있다. 마찰교반용접으로 탄소강과 알루미늄 겹침 용접할 때는 상대적으로 낮은 온도를 유지하기 위하여 탄소강을 아래, 알루미늄을 위에 두고 용접하는 것이 일반적이다. 이러한 마찰교반 겹침용접을 적용하는 데 있어 마찰교반용접 툴의 핀 끝이 탄소강 표면에 삽입되는지 그렇지 아닌지에 따라 용접성에 차이가 발생한다. 본 연구에서는 먼저 각각의 경우에 접합계면에 발생하는 금속간화합물의 종류와 두께가 얼마나 형성되는 지를 관측하고 어떤 방법에 적합한지 판정한다. 또한 마찰교반용접 툴 핀에 존재하는 나사산의 유무에 따라 접합계면에 어떤 영향을 주는지 분석하여 적합한 마찰교반용접 툴을 설계한다. 마지막으로 마찰교반용접 공정인자인 툴의 회전속도와 용접속도를 변경하면서 용접결함이 없는 조건을 도출하고, 입열량에 따라 접합강도가 어떻게 변화하는 지 분석한다.