신성장 산업에 대한 요구로 재료에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. 이 중 접합기술에 속하는 마찰압접 기술은 국내외에서 다양한 방법으로 연구되어지고 있다.
현재까지 마찰압접 재료의 강도와 파괴 거동에 관한 연구는 대부분 계면의 기계적 성질의 특성에 주목하였고, 그 결과는 압접 계면의 경도 거동은 모재보다 높고, 파괴는 압접 계면부에서 파괴되기도 하고, 계면 부근에서 파괴되기도 한다고 보고되었다.
따라서 본 연구에서는 마찰압접 접합 계면의 소성유동층의 거동에 따른 강도와 파면 특성에 대하여 실시하였고, 단면적이 다른 단이 있는 Fillet 마찰압접 계면의 소성유동특성과 단면적이 같은 평활부 마찰압접부의 계면 강도와 파괴거동을 금속조직학적 관점과 응력집중, 잔류응력 관점에서 비교, 분석하였다.
경도 거동은 동종재 SM20C 마찰압접의 모재는 Hv 173, 접합부는 Hv 201 으로 나타났으며, 이종재 SM20C-STS304 마찰압접 시험편의 접합부는 Hv 477, Fillet SM20C 마찰압접의 접합부는 Hv 211 로 나타났다.
접합계면의 금속조직학적 특성은 대부분 접합계면에서 Ferrite 와 Pearlite 조직이 관찰되었으며, 각 조직 결정립은 미세화되어 결정립의 크기가 모재보다 작다. SM20C 의 Ferrite 결정립의 평균 지름은 모재가 D=6.38㎛ 이고, 동종재 SM20C 마찰압접의 접합부에서는 D=2.90㎛, 이종재 SM20C-STS304 마찰압접의 SM20C 접합부에서는 D=2.46㎛, Fillet 마찰압접의 접합부에서는 D=2.28㎛ 로 나타났다.
모재 인장강도는 SM20C 는 616Mpa, STS304 는 781Mpa 로 타나났으며, 동종재 SM20C 마찰압접 시험편의 경우, 모재 인장강도의 91% 수준, 이종재 SM20C-STS304 마찰압접 시험편은 SM20C 기준으로 91% 수준, Fillet SM20C 마찰압접의 경우 모재부 파단 시험편은 모재 인장강도와 유사한 100% 수준이며, 접합부 파단 시험편은 68 ~ 73% 수준으로 나타났다.
본 연구의 결과에 따르면, 마찰압접 접합 계면의 경도가 모재보다 증가하였지만 접합부 강도는 감소하였다. 이는 Hall-Petch 식에 의하여 결정립 크기와 강도 거동은 성립하지 않는다. 이는 마찰압접의 강도와 파괴 거동은 기존 재료와 다른 거동을 가진다고 할 수 있다.
마찰압접 접합부 계면의 소성유동층의 거동을 분석하면, 두 재료의 Burr 형태에 따라서 인장과 압축잔류응력이 구분된다. 인장하중시 동종재 SM20C 마찰압접은 동일한 크기의 Burr 를 가짐에 따라 접합부에서 전단잔류응력을 가지지 않는다. 하지만 이종재 SM20C-STS304 마찰압접의 다른 크기의 Burr 를 가진에 따라 접합부에서 전단잔류응력을 가져서, Burr 크기가 큰 SM20C 는 인장잔류응력, Burr 크기가 작은 STS304 는 압축잔류응력을 가진다. 그로 인해 SM20C 의 인장잔류응력은 이종재 SM20C-STS304 마찰압접의 접합부 강도를 SM20C 모재 강도 이하로 저하시킨다.
Fillet 마찰압접은 원호 형상의 열영향부를 가짐에 따라 접합부에서는 단면적이 작은 재료는 높은 압축잔류응력을 가지고, 단면적이 큰 재료는 작은 인장잔류응력을 가진다. 그로 인해 단면적이 큰 재료의 인장잔류응력은 SM20C Fillet 마찰압접의 접합부 강도를 SM20C 모재 강도 이하로 저하시킨다.
따라서 마찰압접 접합부의 계면 강도는 금속조직학적 특성, 기계적 특성보다는 계면의 소성유동에 대한 잔류응력이 파괴와 강도 거동의 주요지배인자라고 생각한다.

Due to industrial development, a variety of material research is needed in the world. Among the research, Friction Welding in Bonding Technology is applied and studied.
Friction Welding has a few advantage and disadvantage. Among these things, a disadvantage which Friction Wedling must be done with circular shape falls application in the industry. So, This disadvantage have to be resolved to apply widly in the industry.
And in the shaft parts, Friction Welding material is used with burr. Burr is made when Friction welding is being done. And It is important to understand how burr affect material strength.
In this study, Friction Welding with multi area in interface and burr is studied experimentally
First, tensile strength test about ''Multi area specimen'' is done by universal material testing machine. and result of Tensile Strength test is compared with basic material.
Generally connecting metal together, there is HAZ(Heat Affect Zone) in connection interface. It makes Stress concentration occurs. and It affects the strength. in a reault it is in decline.
In a strength way, Burr specimen has lower strength than basic material. but multi area specimen has equal strength as basic material. This doesn''t explain it in a strength way. Connection Mechanism have to makes Strength fall in the connection due to HAZ in interface. but the strength of multi area specimen doesn''t fall. So, This study have to be done by the various view.
Second, Strength of Multi area specimen is studied in the metallography. mechanical process gets hardened with metal and grain. Grain which is done by process becomes smaller and makes the strength of material increase.
Because Friction Welding is one of mechanical process, behavior of strength with metallography is studied about multi area specimen in Friction Welding.
Third, Fracture behavior of multi area specimen is studied with geometric stress concentration and fractography.