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자동차업계의 경량화를 향한 접합기술개발

전문가 제언: ○ 최근 일본에서는 고장력강을 적용하면서 경량화도 적극적으로 개발되고 있다. 또 유럽에서는 고급차는 물론 일반대중 차에까지도 알루미늄합금이 많이 사용되고 있고 이에 대한 최적경량재료가 개발되고 있다.

○ Kwasaki중공업의 Mitsuo Fujimoto는 자동차업계에서의 경량화 요구에 대응한 이종재료 접합기술에 관한 연구를 했다. 차량의 중량증가원인은 충돌안정대책을 위한 보강부품이나 모터, 배터리 등 편리한 부대장착장비의 증가에 의한 것으로 나타났다. 경량재료와 구조 개발은 더욱 더 증가할 것이며 하이브리드 차나 전기자동차에서도 경량화는 필수적이다.

○ 종래의 저항점용접에서는 이종재료 이음부 접합의 용융부가 매우 취약하기 때문에 기계적 결합법인 셀프 피어싱 리벳을 사용하여 접합하고 있다. 실례로서 알루미늄합금 손잡이와 강재의 사이드아웃패널, 보강부재를 셀프 피어싱 리벳으로 접합하고 있다. 그러나 셀프 피어싱 리벳접합은 리벳가격이 매우 고가이고 리벳을 삽입하기 때문에 경량화를 저해하는데다 고강도 대형프레임을 갖추어야 하는 복잡한 문제가 내재해 있다.

○ 일본 Mazida사에서 상판 알루미늄에 하판 강을 마찰교반점접합하고 있고 강재가 상판으로 되는 경우도 있는 것으로 알려졌다. Kwasaki중공업에서는 세라믹스를 기초로 한 툴을 사용하여 상판의 알루미늄합금과 강재, 상판의 강재와 알루미늄합금을 다양한 깊이로 시공하고 있다. 강재끼리의 마찰교반점접합에 대해서도 연구 중이며 상판을 알루미늄, 하판을 이상복합조직 강으로 하는 새로운 마찰비트점접합 기술도 개발적용하고 있다.

○ 국내에서도 마찰교반점접합이 적용되고 있다. 자동차 강판의 아연도금 층 두께감소와 용접부의 오목자국이 없어야 되며 최근 Winzen사에서는 경량금속인 알루미늄 합금, 마그네슘합금, 동합금 등 이종재료접합에 적용하고 있으며 향후 전자, 항공기, 선박 등에 점차 확대적용될 것으로 기대된다.

저자: Mitsuo Fujimoto
자료유형: 학술정보