| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 가을 (11/24 ~ 11/26, 경주 라한호텔) |
| 권호 | 27권 2호 |
| 발표분야 | D. 구조 재료 분과 |
| 제목 | Al-10%Si 용융도금 보론강 ARM 레이저 용접 시 빔 모드에 따른 용접부의 용융거동 및 미세조직 비교 |
| 초록 | 최근 세계적인 환경 규제 강화로 인하여 자동차 산업에서는 온실 가스 배출 저감과 연비향상을 위한 차체의 경량화와 더불어 운전자의 안전을 위한 강성 및 내구성 확보가 요구되어, 보론강과 같은 1 GPa급 이상인 고강도강 적용이 증가하고 있다. 하지만 강재가 고강도화됨에 따라 냉간 성형성 저하로 인해 복잡한 형상의 가공이 어려운 실정에 있다. 이를 극복하기 위해 고온에서 성형과 동시에 빠른 냉각을 함으로써 고강도 및 고성형성의 동시 구현이 가능한 핫스탬핑 공법이 적용되었다. 그러나 이 공법은 오스테나이트 변태온도인 900℃ 이상의 가열공정으로 강재의 표면산화에 의한 스케일 생성 및 표면탈탄 현상을 방지하기 위해서는 Al-Si(10wt%) 도금이 필수적이다. 이러한 도금층으로 인해 핫스탬핑용 Al-Si 도금 보론강의 파이버 레이저 용접시 도금층이 용융부에 혼입되어 페라이트를 형성하여 용접부의 강도를 저하시키는 문제로 인해 많은 어려움을 겪고 있다. 레이저 용접은 타 용접법에 비해 용접속도가 빠르고 입열량이 작아 열변형이 작은 이점이 있고, 비드 외관이 미려할 뿐만 아니라 정밀성, 안정성이 높다. 현재는 파이버 레이저 시스템에서 독립적으로 조정 가능한 링 모드(ARM)를 추가한 차세대 고출력 파이버 레이저가 개발되었다. ARM 레이저는 스패터 저감, 심 품질 향상 및 생산성 증가와 같은 많은 이점이 제시되었지만, ARM 레이저 용접 메커니즘 연구 및 공정 개발에 관한 연구는 미비한 실정이다. 특히 ARM 레이저 용접의 경우, 빔 모드에 따른 용접 효율이 달라지기 때문에 용접부의 형상 및 미세구조 특성에 많은 변화를 가져올 것으로 예상된다. 본 연구의 목적은 자동차 차체 소재인 Al-10Si 도금된 보론강을 레이저 용접시 센터 빔과 링 빔의 빔 모드에 따른 용접부의 용융거동 및 미세구조 특성에 대한 분석을 통해 링 빔의 효과를 명확하게 고찰하는 것이며, 이를 위해 도금층의 성분인 Al과 Si의 용융부 혼입 위치(농도)에 따른 편석 현상과 상변화에 대한 경향을 체계적으로 검토하고자 현미경과 전자탐침미량분석기(EPMA)를 이용하여 비교·분석하였다. |
| 저자 | 전현욱1, 천주용1, 김재득1, 김재훈1, 김원호1, 김양도2, 지창욱1 |
| 소속 | 1한국생산기술(연), 2부산대 |
| 키워드 | <P>Hot-stamped; Al-Si coated layer; ARM(Adjustable ring mode) laser; beam mode; melting behavior</P> |
