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마찰교반 점 접합(Friction Spot Joining) 기술을 적용한 자동차부품

전문가 제언: ○ 지구환경을 보존하기 위하여 자동차 생산 공정에서의 에너지 절감, 이산화탄소 배출량의 감소 등 환경부하 저감과 자동차의 연비향상을 위하여 자동차 차체의 경량화가 요구되고 있다. 이러한 요구를 만족시키기 위하여 고 장력 강판, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 등 재료가 다양하게 적용되는 복합 재료화가 추진되고 있으며, 이러한 재료를 접합하는 이종(異種) 재 접합기술에 대한 필요성이 증가하고 있다.

○ 자동차 조립 공정은 신뢰성과 생산성의 향상을 위하여 고도의 차체기술에 대응하기 위한 새로운 용접·접합기술의 개발이 필수적이며, 최근에 적용되고 있는 용접기술로는 레이저용접과 MIG(metal inert gas arc) 용접, TIG(tungsten inert gas arc) 용접, 점용접(Spot welding), 레이저빔 용접, 레이저-아크 하이브리드 용접, 마찰교반접합, 마찰교반 점 접합, 브레이징, 전자빔 용접, 초음파 용접 및 리벳팅, 그리고 하이브리드 용접 등이 개발되고 있다.

○ FSW 기술은 영국의 TWI(The Welding Institute)에서 개발된 새로운 고상 접합기술로 1991년에 특허로 등록되었으며, 기존 용융접합에 비해 기계적 특성 향상 및 우수한 접합부를 형성하며, 접합용 공구와 시편의 마찰열을 이용하여 기존의 용융 용접에 비해 낮은 입열로 용접이 이루어지기 때문에 작은 잔류응력, 적은 변형 등의 장점을 가지고 있다. 국내에서는 대부분이 알루미늄 소재 대상으로 개발이 진행되고 있으며, 현대자동차의 납품업체인 세종공업에서 FSW를 적용한 부품의 개발에 성공하였다.

○ 마찰교반 점용접은 합금성분을 제어 조절하여 고온 균열(hot crack)을 방지하였으며, 조대한 금속간 화합물 생성의 억제, 미세한 금속간 화합물의 분산, 보호가스의 성분과 유량 조절, 기공(porosity)과 비금속개재물을 감소시켜 용접부의 품질특성을 향상시켰다. 특히 초음파이용 용접은 저항 점용접이나 마찰교반 점용접에 비하여 용접 당 에너지가 매우 적고 용접시간은 마찰교반 점용접에 비하여 짧아 향후 국내의 활발한 연구가 기대된다.

저자: Mitsuo Fujimoto
자료유형: 학술정보