| 초록 |
전기차(EV) 모델 출시 및 수요증가로 인하여 주행거리 증가를 위한 배터리용량 확대가 오히려 중량를 야기하는 문제가 발생하여, 차체 경량화와 강도를 유지하기 위한 경량소재 및 고강도 강을 복합적용이 글로벌 자동차업계에서 대두되고 있었다. 그리고, 경량소재 차체부품의 적용이 점차적으로 크게 늘어가는 상황에서 STEEL과의 이종접합의 중요성도 커져갔다. 본 연구에서는 경량소재인 알루미늄과 고강도 강 적용한 차체부품간의 접합방법에 대한 검토를 통하여 유효성 있는 접합방법 선정과 성능평가를 통한 신뢰성 있는 접합부재 도출을 하고자 한다. 접합강도 평가를 위한 이종소재는 프레스 박판성형용 Al6061과 압출성형 Al7021, 그리고 980MPa 이상 고강도 강으로 조합을 하여 KS B 0851에 의거하여 100*30mm 겹침시편으로 제작을 진행하였다. 이종 접합방법으로 SPR(Self Piercing Rivet), FDS(Flow Drill Screw), 리벳/구조용 접착제(하이브리드 접합)를 선정하여 진행하였으며, 그 중 FDS는 고속회전으로 인한 마찰열로 인하여 접착재 동시적용은 어려우며, 본 연구 적용소재인 고강도 강을 관통하지 못하여 접합이 불가하여 제외하였다. 리벳/ 접착재에 적용되는 리벳은 차체부품의 수밀성을 고려하여 모노리벳을 선정하였으며, 구조용 접착제는 자동차 산업에 사용되는 Pliogrip(에폭시계열), Plexus(아크릴 계열) 2종을 선정하여 상온에서 경화 한 후 SPR 시편과 동일한 조건으로 전단인장시험을 진행하였다. 평가기준은 국내 완성차 용접강도 규격을 참고하여 선정하였으며, SPR은 기준대비 127%, 모노리벳/Plexus는 178%, 모노리벳/Pliogrip은 229%으로 접합강도 측면에서 모노리벳/구조용 접착제가 우수한 것을 나타났으며, 또한, 리벳/Die형상 및 부품소재 재질,두께 등 접합에 고려할 사항이 많은 SPR에 비하여 모노리벳/구조용 접착제는 홀 가공 후 접합이 가능하여 자유도 측면도 높은 것으로 판단된다. 또한, 구조용 접착재 Plexus 경우, 비용 및 경화속도, 접합표면가공 미처리 등 경제적인 요인을 고려하여 경량 시작품 적용에 선정하였지만, 추가적으로 모노리벳/Plexus에 대한 내구수명 평가를 위하여 KS D 9502 기준하여 온도 35℃의 5% 염수를 0 ~192시간별 노출하여 단면 및 접합강도 평가를 진행하였다. 시험결과, 노출시간이 커질수록 접합강도는 점차적으로 저하되었으냐, 평가기준에는 상회하는 결과값을 얻을 수 있었지만 192시간 노출시 초기 접합강도 대비 40% 이하로 떨어지며 평가기준에도 미달되는 결과값이 나타나 접합부 표면에서 부식 발생으로 접착성능이 상실되어지는 것으로 판단된다. |
