젖음성을 이용한 마찰교반 접합용 툴의 성능 평가

전문가 제언

○ 1991년에 영국의 TWI에서 개발된 마찰교반접합(FSW)은 알루미늄선박과 자동차, 철도차량, 그리고 항공기와 같이 품질수준이 높은 제품에 적용이 되거나 자동차부품 등 3차원 형상이 제품을 로봇으로 접합하는 등으로 진화하고 있으며, 재료의 표면개질을 위한 Friction Stir Processing, 표면개질에 앞서 계면에 분체를 첨가한 후 FSP를 실시하는 Friction Stir Powder Processing, YAG 레이저와 조합한 Laser Assisted FSW으로도 발전하고 있다.

 

○ FSW에서 툴의 주요 기능은 모재의 국부적인 가열과 물질의 유동이며 접합부의 미세조직 특성은 툴의 설계에 의해 지배된다. 특히 용융온도가 높은 철강재료의 FSW에서는 정성적인 접합온도가 높아지고 툴에 부과되는 하중도 커지므로 이를 견딜 수 있도록 공구강으로 제조된 툴을 대신하여 고온내구성이 높은 재료로 툴을 제작하여 사용하는 것이 필요하다.

 

○ 철강재료에 필요한 툴의 개발은 W-25%Re-4%HfC합금 툴(고장력강판과 Ti-6Al-4V 합금), Ir-10at%Re-1at%Zr합금 툴(STS304 스테인리스강), Ni3Al과 Ni3V 2개의 금속간화합물상으로 구성된 Ni기 초초합금 툴(STS430 스테인리스강), Co3(Al, W)의 γ‘상으로 석출강화된 Co기 합금 툴(탄소강과 Ti-6Al-4V합금), Sialon 세라믹 툴(저탄소강 SPCC 겹치기이음부), WC 툴(고장력강 맞대기이음부) 등이 발표되었다.

 

○ 구조재료의 대부분을 차지하고 있는 철강재에 FSW이 성공적으로 적용되면 산업계에 미치는 영향이 매우 크다. TWI가 소유하고 있는 FSW의 기본공업소유권(특허권)이 2015년에 종료됨에 따라 FSW의 이용이 폭발적으로 확대되고 새로운 국면이 전개될 것으로 예측되며, 2013년에 발행된 ASME Section Ⅸ, PART QW WELDING의 ARTICLE Ⅱ(Welding Procedure Qualification)의 Welding Variables Procedure Speifications(WPS) 항목에 Friction Stir Welding(QW-267)이 등재되었다. 국내에서도 자동차, 조선, 해양구조물, 항공기와 같은 고부가가치 산업 분야의 품질을 향상시키고 해외 경쟁력을 높일 수 있도록 FSW의 기술개발에 힘을 쏟아야 할 것이다.

저자

Morisada Yoshiaki, et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2016

권(호)

34(4)

잡지명

溶接學會論文集

과학기술
표준분류

재료

페이지

218~222

분석자

김*태

분석물

• 젖음성을 이용한 마찰교반 접합용 툴의 성능 평가.pdf [461,755 byte]

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