원격 레이저용접을 이용한 자동차용 고강도강의 용접성 평가에 관한 연구 = A Study on the Evaluation of Weldability of the High Strength Steel for Automobile with Remote Laser Welding

국문 초록 (Abstract)

최근 자동차 업계에서 자동차의 안전성에 대한 규제 및 주행 편의성의 요구가 증대됨에 따라 자동차에 부착되는 기능성 부품의 수와 부품의 중량이 증가하는 추세이다. 이는 자동차의 연비 및 배기가스 규제와 상반되는 것으로 자동차의 성능을 유지하고 각종 규제를 만족시키기 위해서는 경량화가 필연적으로 수행되어야 한다는 것을 의미한다.
본 연구에서는 자동차 시트용 고강도강을 대상으로 레이저 용접을 실시하여 건전한 용접부를 확보할 수 있는 용접기술을 확립하고, 겹침부의 두께에 따른 레이저 출력과 용접속도 등의 용접조건을 예측하고자 하였으며, 고강도강의 파단형태를 개선하기 위한 용접 패턴을 개발하여 고강도강 레이저용접의 이론적 배경을 제시하고자 하였다. 또, 본 연구의 결과를 실제 제품에 적용하여 연구의 신뢰성을 검토하고 이론적 연구의 결과와 실제 현장에서 얻은 결과의 차이점에 대해 분석하여 고강도강 레이저용접의 실무적 표준을 마련하고자 하였다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다.
레이저용접 실험에서 겹침부의 두께를 고려한 단위 면적당 에너지량은 21 J/mm2 정도의 일정한 값을 보였으며, 이를 통해 출력과 용접속도, 두께와의 상관관계를 파악하였다. 또, 용입깊이 보다는 계면에서의 용융폭이 클수록 인장하중 값이 커짐을 확인하였다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차 ----------------------------------------------------------------------------------------- ⅰ
• 표 및 그림 목차 ------------------------------------------------------------------------ ⅲ
• I . 서론 ------------------------------------------------------------------- 1
• 1. 연구 배경 ------------------------------------------------------------------- 1
• 2. 연구 목적과 내용 --------------------------------------------------------- 2
• Ⅱ. 자동차용 고강도강과 레이저 용접 공정변수 -------------------- 4
• 1. 자동차용 고강도강의 개발 현황 ------------------------------------- 4
• 1.1 자동차용 고강도강판의 분류 및 특징 ------------------------- 4
• 1.2 TRIP강의 특징과 제조 방법 -------------------------------------- 5
• 1.3 DP강의 특징과 제조 방법 ----------------------------------------- 6
• 2. 레이저 용접 공정변수 --------------------------------------------------- 8
• 2.1 레이저 출력의 영향 ------------------------------------------------- 8
• 2.2 용접 속도의 영향 ---------------------------------------------------- 9
• 2.3 초점 위치의 영향 ---------------------------------------------------- 9
• 3. 국내외 자동차용 레이저용접 동향 --------------------------------- 10
• Ⅲ. 실험 방법 ------------------------------------------------------------------- 13
• 1. 실험 재료 ---------------------------------------------------------------- 13
• 2. 용접 장치 및 용접 조건 --------------------------------------------- 13
• 3. 용접부 평가 방법 ------------------------------------------------------- 15
• 3.1 미세조직 관찰 ------------------------------------------------------- 15
• 3.2 기계적 성질 평가 --------------------------------------------------- 15
• Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 ---------------------------------------------------------- 17
• 1. 레이저용접 용입 특성 평가 -------------------------------------------- 17
• 1.1 레이저 빔 크기에 따른 용입 특성 ------------------------------- 17
• 1.2 소재 두께에 따른 용입 특성 --------------------------------------- 18
• 1.3 패턴 형상에 따른 용입 특성 --------------------------------------- 23
• 2. 기계적 성질 평가 -------------------------------------------------------- 23
• 3. 미세 조직 관찰 ----------------------------------------------------------- 25
• Ⅴ. 결론 ----------------------------------------------------------------- 30
• 참고 문헌 ----------------------------------------------------------------- 31
• Abstract ---------------------------------------------------------------- 34