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철강재료의 마찰교반접합

전문가 제언: ○ 친환경적이며 에너지 절약형 생산 공정인 마찰교반 접합기술은 접합부의 품질이 우수하고 생산성이 뛰어난 21세기 첨단 접합기술이다. 현재 미국과 일본 등 선진기술국은 마찰교반 접합기술의 적용범위를 넓히기 위한 여러 종류의 회전 툴의 개발과 로봇장치 등 응용기술의 개발을 활발히 수행하고 있으며 이들 기술에 대한 특허 출원도 체계적으로 진행되고 있다.

○ 미국은 2004년에 마찰교반 공정 센터(CFSP, Center for Friction Stir Processing)를 마찰교반 접합공정의 인텔리전트 조절 알고리즘, HSLA와 4340강의 마찰교반 접합기술, 오스테나이트계 스테인리스강과 인코넬 합금의 마찰교반 접합기술 등의 연구개발 과제를 수행하고 있다.

○ 영국의 TWI는 부가가치가 높은 회전 툴을 집중적으로 개발하고 있다. TWI의 WhorlTM 툴과 MX TrifuteTM 툴은 이동되는 물질의 부피를 각각 약 60% 및 70% 정도 경감시켜주며 접합압력(welding force)의 감소, 소성화된 물질의 유동성 증가, 핀과 소성화된 물질 사이의 계면을 넓혀주는 설계 특징을 갖는다.

○ 본고에서는 소개되고 있지 않지만 알루미늄 합금 점용접의 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 작동원리가 간단한 마찰교반 점 접합법(Friction Stir Spot Welding)이 새롭게 개발되어 자동차 분야의 알루미늄 합금 겹치기용접에서 실용화되고 있다. 마찰교반 점 접합법은 일반 저항용접에 비해 이음부의 품질이 우수하고 강도가 높으며 에너지의 절약과 생산비용의 절감 등의 장점을 지니고 있다.

○ 마찰교반 접합기술은 가까운 장래에 자동차, 조선, 강관, 및 부품제조와 같은 고도의 기능을 갖춘 부품 소재 산업을 육성하는 데 필요한 핵심적인 접합생산 기술로, 관련 산업계로 급속히 보급되고 폭넓게 사용될 것으로 전망된다. 따라서 향후 국내에서도 자동차, 전기?전자, 항공과 같은 정밀 산업 분야의 품질을 향상시키고 해외 경쟁력을 높일 수 있도록 부가가치가 높은 첨단 생산기술인 마찰교반 접합기술의 개발에 힘을 쏟아야 할 것이다.

저자: Fujii Hidetoshi
자료유형: 학술정보