• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권1호
• /
• pp.38-43
• /
• 1994

고강도 알루미늄합금은 중량이 가벼우면서 인장강도와 항복강도가 높고 가공성, 성형성이 좋아 항공기, 자동차, 선박 등 수송용 재료로 각광을 받고 있으며, 이 중 Al-Zn-Mg계(7000계) 알루미늄 합금은 용접 구조물용 경량소재로 활용범위가 높다. Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금은 고온에서 용체화 처리후 저온으로 급냉시킨 재료를 자연시효 또는 인공시효처리를 하여 이 때 석출되는 시효 석출물에 의해 강도를 증가시킨 석출 경화형 합금이다. 그런데, 7000계열 알루미늄합금은 적절한 열처리 작업을 통해 최적의 기계적 성질이 얻어지도록 합금설계가 되어있기 때문에 구조물 제작시 용접에 의한 ARC 열을 받게 되면 열이력(thermal cycle)에 의해 모재의 미세조직이 변화하고 용접 결함이 발생하며 강도의 약화와 함께 내식성 등이 저하한다. 따라서 고강도 알루미늄합금의 용접성을 향상시키기 위해서는 용접부의 미세조직거동과 용접부에 발생하는 용접결함의 현상을 조사하여 용접용 고강도 합금에 필수적으로 요구되는 용접성에 대한 검토가 충분히 이루어져야 한다. 따라서 본 고에서는 알루미늄합금, 특히 7000계열 알루미늄합금에 주목하여, 용접방법, 각종 결함과 대책, 용접부의 시효경화와 응력부식균열 및 기계적 성질 등을 지금까지 보고된 각종 자료를 기초로 하여 3회에 걸쳐 기술하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권1호
• /
• pp.16-27
• /
• 1994

1970년대 2번에 걸친 석유 파동 이후 재료의 경량화는 자동차, 우주항공분야에서 중요한 문제로 대두되었다. 알루미늄합금은 높은 강도/밀도비, 내식성, 인성 및 저온 특성을 보유하고 있어 일반 가정용품에서 자동차, 우주항공, 선박같은 수송장비까지 여러분야에 사용되고 있으며, 그 사용량과 적용분야는 해가 갈수록 증가하고 있다. 알루미늄합금의 용접특성과 용접 시공기술에 대한 연구결과는 상당히 많이 발표되어 있으나, 실제 현장용접시에는 기공, 불완전 용입 등의 예상치 못한 용접불양이 발생한다. 알루미늄합금의 용접 방법으로는 GTAW, GMAW 등의 보호가스 용접이 주로 사용되고 있다. 본 고에서는 알루미늄합금의 GMAW용접 특성과 용접시 용접 결함에 대하여 간단히 기술하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 1994

알루미늄합금의 용도가 우주 항공기 부품에서 자동차, 선박, 건축 등 다양화되면서 이들 재료에 대한 용접기술 또한 산업현장의 주요한 과제로 등장하게 되었다. 알루미늄합금은 극히 활성이 높고, 열전도율이나 열팽창계수가 매우 큰 물리적 특성 및 액상과 고상간의 매우 큰 수소 용해도 차이 등의 특이한 성질을 가지고 있기 때문에 용접에 있어서는 기공이나 미세한 융합 불량이 발생하기 쉽고, 또 용접변형의 제어에도 세심한 배려를 요하는 등 우수한 용접부를 만들기 위해서 고려해야 할 문제를 가지고 있다. 특히 기공이 후판 알루미늄 합금 용접에 있어서 보수공사의 대부분을 차지하고 있으므로 기공 방지법을 확립하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금의 용접에 있어서 기공의 발생원인은 수소에 의한 것이라고 정립되어 있으나 그 방지법에 대해서는 많은 연구검토가 행해지고 있음에도 불구하고 수소의 공급경로가 매우 다양하고 복잡하기 때문에 아직 체계적으로 확립되어 있지 못한 실정이다. 본 해설에서는 후판 알루미늄 용접시 가장 큰 문제가 되는 기공의 발생 원인과 방지대책을 기 발표된 자료를 기초로 하여 요약 정리함으로써 앞으로 여러 생산현장에서의 알루미늄합금 용접 특히 MIG 용접 관련 문제점 해결에 도움이 되고자 한다.

• 기계저널
• /
• 제21권1호
• /
• pp.32-39
• /
• 1981

전자 비임 용접법을 이용하게 될 때 알루미늄과 철과의 용접이 가능하다는 것을 알 수 있는데 그러면 다음은 알루미늄과 철과의 식접이 곤란한 이유와 원인을 설명하고 그 원인을 제거하는 방법을 검토하여 끝으로 양호한 용접이음을 얻을 수 있는 용접법을 기술하기로 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제8권2호
• /
• pp.1-12
• /
• 1990

본 고에서는 알루미늄 점용접시의 용접품질 및 용접봉 수명에 미치는 요소와 점용접부 설계방법에 대하여 간략히 설명하였다. 점 용접방법은 알루미늄 뿐만 아니라 steel의 박판용접에도 많이 사용되고 있으며, 특히 최근 공정자동화에 맞추어 가장 쉽게 자동화할 수 있는 용접 방법 중의 하나이다. 그러나 아직까지는 용접품질을 보증할 수 있는 비파괴 검사방법이 없기 때문에 새로운 비파괴 검사방법 개발 혹은 컴퓨터를 이용한 용접품질 추적방법에 대한 많은 연구가 요청된다. 한편 용접부 설계 관점에서는 조그만 단순 시편이 아닌 설계구조물을 이용한 용접강도 해석방법에 대한 연구가 미약하므로 이에 대한 많은 연구도 요청되고 있다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
• /
• pp.42-42
• /
• 2010

알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.231-237
• /
• 1995

알루미늄 합금 진공챔버를 제작할 때 따르는 기밀 기술을 용접과 플랜지 이음 측면에서 해설하였다. 알루미늄 합금 재료 특성의 유리한 점 때문에 진공챔버로서의 그 사용이 증가하고 있으나, 챔버나 부품들을 제작할 때에 용접과 플랜지 이음에 상대적인 어려움이 있다. 진공 용접은 주로 TIG용접이며, 용접시에 가상누설을 최소화 하고 균열 방지를 위한 용접설계와 시공조건을 고려하는 것이 중요하다. 플랜지 이음에서는 알루미늄 콘플랫형과 금속오링을 사용하는 플랜지에 대하여 소개하였다. 이러한 기술은 앞으로 핵융합장치, 플라즈마 실험장치, 반도체 제조장비, 일반 초고진공장치에 응용될 것이다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
• /
• pp.98-98
• /
• 2010

온실가스와 같은 환경오염으로 인한 규제로 인해 경량화 소재인 알루미늄의 차체 적용이 늘어가는 추세이다. 하지만 알루미늄의 낮은 용접성으로 인하여 기계적 접합법 등이 알루미늄의 접합에 사용되고 있으나 낮은 접합강도 등의 문제가 발생하고 있다. 본 논문에서는 스폿용접 시뮬레이션 프로그램인 SORPAS를 이용하여 건전한 용접부를 얻을 수 있는 알루미늄 합금 용접 조건을 도출하였고 실제 델타스폿 용접기를 이용하여 도출된 실험 결과와 비교 분석하였다. 이를 위하여 전극의 형태에 따른 용접성의 변화를 분석하였고, 전류 및 가압력 프로파일에 따른 용접성의 특징을 관찰하였다. 그리고 각각의 용접 변수들의 변화에 따른 용접 특성 평가 실험을 통하여 각 변수들의 특성을 파악하였고, 용접강도가 높고 용접부에 결함이 존재하지 않는 용접성을 가진 변수조건을 구하였다. 최종적으로 변수 특성 평가 실험의 결과를 바탕으로 Al 6032와 Al 5454에 대하여 넓은 적정용접 영역을 가진 로브 곡선을 도출하였다. 본 연구는 2009년도 서울시 산학연 협력사업(과제번호 10848) 및 BK21의 연구비 지원을 받아 수행 하였음.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
• /
• pp.111-111
• /
• 2009

전 세계적으로 환경 보호의 차원에서 자동차 업체는 자동차의 연비 향상을 위한 차체의 경량화가 큰 이슈로 대두되고 있다. 이를 위해 알루미늄과 같은 경량화 소재를 이용하여 차체 조립에 투입하고자 연구 중에 있다. 이와 같은 레이저 용접 공정이 현장에 적용되기 위해서는 용접부의 품질을 실시간으로 모니터링하고 품질을 판단하여야 생산성을 극대화 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 알루미늄 AA5182 알루미늄 판재의 용가 와이어를 이용한 레이저 용접에서 용접부를 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 위하여 레이저는 4kW급 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 차체용 알루미늄 판재 AA5182 1.4t를 AA5356 와이어를 이용하여 용접을 수행하였다. 모니터링 센서로는 반응 범위가 190 mn~680 nm인 센서를 이용하였고, 용접 중 센서로부터 발생된 출력전류를, 신호 증폭기와 DAQ 보드를 통해 초당 10,000 samples/sec로 계측하였다. 다양한 용접조건을 이용하여 실험을 수행하였고 이를 정량적으로 분석하였다. 계측된 신호와 용접 품질은 비선형적 관계를 가지고 있으므로 본 연구에서는 용접 품질을 예측하는 방법으로 퍼지 패턴인식 알고리즘을 이용하는 방법과 계측 신호를 이용한 인장강도 예측모델을 이용하여 병렬로 품질평가를 할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 이를 위하여 계측된 신호와 용접 품질과의 관계를 이용하여 퍼지 규칙 베이스 정의하였고, 신경회로망 모델을 이용하여 인장강도 예측모델을 제시하였다. 또한 품질 평가 알고리즘을 기반으로 레이저 용접부의 품질평가가 가능한 GUI 프로그램을 구현하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.512-517
• /
• 2009

알루미늄합금 철도차량의 차제를 조립하기 위하여 적용하는 용접방식으로는 가스 메탈 아크용접과 가스 텅스텐 아크용접이 주로 적용되고 있다. 그러나 알루미늄합금은 강재에 비해 용접성이 불리하며, 용접결함을 제어하기 위하여 보다 엄격한 용접조건과 용접설비의 작업환경이 요구된다. 따라서 선진국을 중심으로 비 용융 고상접합 방식인 마찰교반용접(FSW)이 널리 상용화 되고 있다. 본 연구에서는 대형 중공형 알루미늄합금 차량에 적용되는 압출재 A6005 소재의 마찰교반용접 시 용접변수에 따른 용접부의 기계적 특성을 평가하고, 적용 공구에 대한 최적의 용접조건을 파악하고자 하였다.