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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권용재
- 발행연도
- 2014
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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전 세계적으로 대두되고 있는 지구온난화의 심각성에 CO2 배출량 규제는 점점 강화되고 있다. 따라서 다양한 산업분야에서는 CO2 배출감소를 위해 많은 노력을 하고 있으며, 특히, 자동차 산업분야에서는 차량 경량화, 대체연료 개발, 동력전달성능 향상 등의 기술을 적용하여 CO2 배출감소를 위해 노력하고 있다. 차량 경량화를 위해서는 기존에 사용되던 고 비중의 철강재료를 재활용율 및 경량화 효과가 우수한 저 비중의 알루미늄합금으로 대체하는 방안이 효율적으로 인식되고 있으며, 알루미늄합금으로 치환하는 연구가 전 세계적으로 진행되고 있다. 이러한 비철경량금속인 알루미늄합금을 실용화하기 위해서는 성형기술, 열처리기술 및 주·단조기술 등도 중요하지만, 구조부재로 적용 할 경우 용접 및 접합기술은 필수불가결하다. 그러나 알루미늄합금의 특성상 표면 산화막에 의해 기존의 용융 용접시 높은 입열량으로 인한 기공 및 고온균열 등과 같은 용접결함을 형성시켜 요구되는 용접특성을 얻기가 어렵다는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점을 극복할 수 있는 방안으로 고상접합인 마찰교반접합법(Friction Stir Welding, FSW)이 주목 받고 있다.
본 연구에서는, AA5454-O 알루미늄합금 압연판재의 1.6 mm 및 1.0 mm 이종두께 접합에 마찰교반접합 기술을 적용하였으며, 접합시 공구의 이동속도는 100 mm/min ~ 2500 mm/min, 회전속도는 500 rpm ~ 3000 rpm으로 변화를 주어 실시하였다.
외관형상 관찰 결과, 접합용 공구의 회전속도가 2000 rpm이상 일 때, 접합부 외관형상에 골짜기 형태의 V자형 Notch 결함이 연속적으로 형성되었다. 접합부의 경도분포 조사결과, 모든 접합조건에 있어서 용접부의 경도가 모재부보다 높은 것으로 나타내었으며, 공구의 회전속도 및 이동속도가 500 rpm 및 1000 mm/min 의 조건에서 RS 모재부 평균 경도값의 약 132%인 약 107 HV0.1로 가장 높게 나타내었다. 상온인장시험 결과, 대부분의 접합조건에서 접합부 내 파단이 일어났으며, 특히, 회전속도 및 이동속도가 1000 rpm 및 1000 mm/min에서 평균 최대인장강도가 모재 대비 103%의 가장 높은 약 265MPa 의 값을 나타내었으며, 연신율은 평균 약 14%를 나타내었다.
본 연구에서는, AA5454-O 알루미늄합금 압연판재의 1.6 mm 및 1.0 mm 이종두께 접합에 마찰교반접합 기술을 적용하였으며, 접합시 공구의 이동속도는 100 mm/min ~ 2500 mm/min, 회전속도는 500 rpm ~ 3000 rpm으로 변화를 주어 실시하였다.
외관형상 관찰 결과, 접합용 공구의 회전속도가 2000 rpm이상 일 때, 접합부 외관형상에 골짜기 형태의 V자형 Notch 결함이 연속적으로 형성되었다. 접합부의 경도분포 조사결과, 모든 접합조건에 있어서 용접부의 경도가 모재부보다 높은 것으로 나타내었으며, 공구의 회전속도 및 이동속도가 500 rpm 및 1000 mm/min 의 조건에서 RS 모재부 평균 경도값의 약 132%인 약 107 HV0.1로 가장 높게 나타내었다. 상온인장시험 결과, 대부분의 접합조건에서 접합부 내 파단이 일어났으며, 특히, 회전속도 및 이동속도가 1000 rpm 및 1000 mm/min에서 평균 최대인장강도가 모재 대비 103%의 가장 높은 약 265MPa 의 값을 나타내었으며, 연신율은 평균 약 14%를 나타내었다.
목차
제 1 장서론 11.1 연구배경 11.1.1 경량화 기술의 연구개발 동향 11.2 이론적 배경 41.2.1 마찰교반접합법 41.2.2 마찰교반접합의 원리 51.2.3 마찰교반접합부의 특징 61.2.4 접합용 공구의 형상 및 특징 71.2.5 접합조건변수에 따른 영향 81.3 응용분야 91.3.1 국내·외 관련기술 현황 91.3.2 알루미늄합금 5000계열 연구동향 10제 2 장실험방법 112.1 소재의 특성평가 112.1.1 경도시험 122.1.2 상온인장시험 122.2 마찰교반접합실험 132.2.1 접합용 장비 132.2.2 접합조건 142.2.3 접합용 공구의 형상 152.3 접합부 특성평가 162.3.1 접합부 외관형상 162.3.2 접합부 단면조직 관찰 162.3.3 접합부 경도측정 162.3.4 접합부 결정립측정 172.3.5 상온인장시험 17제 3 장실험결과 및 고찰 183.1 소재의 특성평가 183.1.1 경도특성 183.1.2 인장특성 193.1.2.1 알루미늄합금 압연판재 1.0 mm 193.1.2.2 알루미늄합금 압연판재 1.6 mm 203.2 접합용 공구의 회전속도가 접합부 특성에 미치는 영향 213.2.1 외관형상 213.2.2 단면조직 233.2.3 경도특성 253.2.4 상온인장특성 283.3 접합용 공구의 이동속도가 접합부 특성에 미치는 영향 303.3.1 외관형상 303.3.2 단면조직 323.3.3 경도특성 343.3.4 상온인장특성 35제 4 장결론 37참고문헌 38
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