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첨단기술정보

마찰교반접합을 위한 가시화기술의 현상

전문가 제언: 마찰교반접합(FSW; Friction Stir Welding)은 종래의 용접과 같이 금속재료를 용융시킬 필요가 있기 때문에, 접합부 및 주변의 강도감소가 매우 작고, 접합에 의한 재료의 변형도 아크용접의 수분의 1이하로 억제할 수 있다. FSW선단부에 프로브라는 작은 돌기를 갖는 원주상의 툴(tool)을 고속 회전시켜서 피 접합재를 내리눌러 모재 중에 압입한다.

모재는 프로브 측면 및 툴 숄더(shoulder)부 하면과의 마찰열에 의해 소성변형 저항을 상실하여, 툴의 회전에 끌려가는 형태로 소성유동을 일으킨다. 이 상태를 유지하면서 접합 선에 줄지어 툴을 이동시키면, 접합계면은 순차적으로 유동에 따라 교반되며, 재결정에 의해 일체화되어 접합된다.

소성유동이 제어되지 않는 경우는 교반부에 터널상이나 홈(trench)상의 결함이 생겨, 이음새의 기계적 특성이 감소한다. 양호한 FSW이음새를 얻기 위하여 가장 중요한 현상은 소성유동이며, 지금까지도 많은 연구자가 다양한 가시화기법을 사용하여 소성유동 거동해명을 시도해 왔다. 본고에서는 마찰교반접합에서의 가시화기법의 현상에 관하여 기술하였다.