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마찰교반용접법을 이용한 알루미늄제 압력용기의 제작

전문가 제언: ○ 1991년에 영국의 TWI(The Welding Institute)에서 개발된 친환경적이며 에너지 절약형 생산공정인 마찰교반용접기술은 미국과 일본 등 주요 선진국은 물질의 유동분석, 툴의 재질과 형상개발, 기술의 실용화를 위한 장치의 개발을 활발히 수행하고 있으며 이를 토대로 철도차량, 선박, 항공기기, 자동차, 반도체분야 등에 대한 실용화과정에서 괄목할만한 성과를 얻고 있다.

○ 마찰교반용접은 회전 툴을 모재 속에 항상 일정한 깊이로 넣는 것이 필수조건으로 아크와 레이저 용접과 같은 비접촉 방식에 비해 장치구조가 복잡하며 회전 툴의 큰 하중에도 견디어야 한다. 이를 위해서는 복잡한 구조물에 대응 가능한 곡면대응 마찰교반용접 장치를 개발하는 것이 필요하다. 이와 더불어 자동화와 재현성을 구비하고 회전 툴의 큰 하중에도 견딜 수 있도록 마찰교반용접 로봇장치의 개발이 필수적이다.

○ 마찰교반용접법을 적용하는 데 있어서 핵심기술 중의 하나는 올바른 툴의 선정이다. 현재 마찰교반용접기술의 선도국들은 본문에서 소개되고 있는 얼레형 툴(bobbin tool), 자기 반응형 툴(SRT: Self Reacting Tool), 신축형 핀 툴(RPT: Retractable Pin Tool) 등을 포함하여 다양한 형상과 재질의 툴을 개발하고 있다.

○ 최근 영국의 부가가치가 높은 툴을 집중적으로 개발하고 있다. TWI에서 개발한 WhorlTM 툴과 MX TrifuteTM 툴은 이동되는 물질의 부피를 각각 약 60%, 70% 정도 경감시켜주며 용접 압력의 감소, 소성화된 물질의 유동성 증가, 핀과 소성화된 물질사이의 계면을 넓혀주는 특징을 갖는다. 마찰교반용접 기술분야에서 후발주자에 속하는 우리나라는 이와 같은 해외기술의 동향을 참조하여 국내 용접구조물 제조시장에 도움이 되는 마찰교반용접기술의 국산화 개발에 노력을 기울여야 할 것이다.

저자: E. DALDER, J. W. PASTRNAK, J. ENGEL, R. S. FORREST, E. KOKKO, K. MCTERNAN, AND D. WALDRON
자료유형: 학술정보