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Al6061-T651 용접열영향부의 경도와 인장강도의 상호관계

전문가 제언: ○ 자동차를 포함한 수송기기 분야에서 6000계 알루미늄합금은 경량화를 위해 사용량이 증가하고 있다. 자동차의 경우 판넬에는 도장 baking성이 좋은 6000계 판재가 사용되고 충격에너지를 흡수하는 범퍼부재에는 단면형상의 설계에 유리한 6000계 압출형재가 사용되고 있으며, 철도차량의 경우는 구조부분에 6000계 형재가 많이 사용되고 있으며, 높은 강도가 요구되는 대차부분에도 6000계열의 신합금이 검토되고 있다. 또한 선박의 경우에는 ISO 규격의 6005A 합금과 6082 합금이 적용되고 있다. 6000계 알루미늄합금을 사용하는 수송기기의 품질을 확보하기 위해서는 알루미늄합금의 용접기술이 매우 중요하다.

○ 6000계 알루미늄합금의 아크용접 이음효율은 60～70% 수준으로 5000 계와 7000계보다 낮은데, 이는 6000계 알루미늄합금의 강도를 높여주는 미세한 침상석출물인 GP2 또는 과잉 Si계의 β가 용접열사이클에 의해 연화되어 경도가 회복되지 않는 부분이 용접열영향부에 존재하기 때문이다. 이에 대한 대책으로는 Mn의 첨가를 활용하여 소재성분을 개선하고 아시효 조질과 후열처리방법을 활용하여 소재재질을 개선하며 고에너지밀도 용접법의 활용과 입열량을 낮추어 용접방법과 용접조건을 개선함으로써 용접부의 이음강도를 높일 수 있다.

○ 현장에서 폭이 좁은 용접열영향부에서와 같은 국소영역의 경도와 강도 등의 재료특성을 평가하는 나노인덴테이션법은 국내의 FRONTICS에서 연속압입시험기인 AIS 2000을 상품화하여 활용 중에 있다. 나노인덴테이션법의 활용에서 가장 중요한 것은 나노인덴테이션 시험을 통해 얻는 데이터의 높은 신뢰성과 재현성을 확보하는 것이다.

○ 우리나라의 자동차, 철도차량, 항공기 등의 수송기기산업 분야에서 세계 정상급의 위치를 계속 확보할 수 있도록 친환경, 에너지 절약형의 자동차와 선박 제품의 개발에 주력을 해야 하며, 본고에서 기술한 6000계열의 Al6061-T651 알루미늄합금 용접부의 경도와 강도의 분석과 평가에 관한 기술 내용은 매우 유익한 자료로 활용할 수 있다.

저자: P.A. Stathers, A.K. Hellier, R.P. Harrison, M.I. Ripley, and J. Norrish
자료유형: 니즈학술정보