석출경화 스테인리스강 17-4PH의 저항 점용접 특성 평가를 통한 용접조건 최적화 Optimization of welding conditions by evaluation of resistance spot welding characteristics of precipitation hardening stainless steel 17-4PH원문보기
최근 항공우주산업에서 제트엔진 연소실용 강재로 고온강도와 내식성이 강한 석출경화 스테인리스강 17-4PH를 사용하고 있다. 항공우주산업 시스템 설계제약으로 고강도 경량 강판의 사용의 비중이 증가하고 있으며, 이로 인하여 제품의 불량도 증가하고있는 추세이다. 본 연구에서는 석출경화 스테인리스강 17-4PH의 이종 두께(0.3 mm, 0.66 mm)간 ...
최근 항공우주산업에서 제트엔진 연소실용 강재로 고온강도와 내식성이 강한 석출경화 스테인리스강 17-4PH를 사용하고 있다. 항공우주산업 시스템 설계제약으로 고강도 경량 강판의 사용의 비중이 증가하고 있으며, 이로 인하여 제품의 불량도 증가하고있는 추세이다. 본 연구에서는 석출경화 스테인리스강 17-4PH의 이종 두께(0.3 mm, 0.66 mm)간 저항 점용접을 수행하였고, 저항 점용접 특성평가를 통하여 최적의 저항 점용접 조건을 도출하였다. 용접 전류 2~3 kA에서는 최소너깃크기 2.73 mm를 만족하지 못하였고, 용접 전류 7 kA이상에서는 중간날림 및 너깃 파손이 발생하였다. 최소너깃크기와 중간날림을 각각 상한과 하한으로 설정하여 로브곡선을 작성하였고, 적정 용접 전류구간을 도출하였다.로브 곡선 관찰결과 통전 시간이 증가할수록 낮은 전류대로 로브 곡선이 이동하는 현상을 확인하였다. 중심합성계획법을 이용하여 실험조건을 도출하고, 인장전단강도, 너깃사이즈, 날림발생의 회귀식을 도출하였다. 인장전단강도와 너깃사이즈 회귀식의 결정계수는 0.99, 0.99으로 유의함을 확인하였다. 분산분석결과 인장전단강도에서 용접 전류와 통전 시간의 기여도는 86.9 %, 9.6 % 이며, 너깃사이즈 형성에 용접 전류와 통전 시간의 기여도는 89.4 %, 8.7 %이다. 반응표면분석방법으로 도출한 최적 용접조건은 용접전류 5.25 kA, 통전시간 300 ms 이며 최적 용접조건으로 재현성 실험을 수행한 결과 인장전단강도 및 너깃사이즈의 예측 오차율은 1.6 %, 3.9 %였고, 예측대로 날림현상은 발생하지 않았다.
최근 항공우주산업에서 제트엔진 연소실용 강재로 고온강도와 내식성이 강한 석출경화 스테인리스강 17-4PH를 사용하고 있다. 항공우주산업 시스템 설계제약으로 고강도 경량 강판의 사용의 비중이 증가하고 있으며, 이로 인하여 제품의 불량도 증가하고있는 추세이다. 본 연구에서는 석출경화 스테인리스강 17-4PH의 이종 두께(0.3 mm, 0.66 mm)간 저항 점용접을 수행하였고, 저항 점용접 특성평가를 통하여 최적의 저항 점용접 조건을 도출하였다. 용접 전류 2~3 kA에서는 최소너깃크기 2.73 mm를 만족하지 못하였고, 용접 전류 7 kA이상에서는 중간날림 및 너깃 파손이 발생하였다. 최소너깃크기와 중간날림을 각각 상한과 하한으로 설정하여 로브곡선을 작성하였고, 적정 용접 전류구간을 도출하였다.로브 곡선 관찰결과 통전 시간이 증가할수록 낮은 전류대로 로브 곡선이 이동하는 현상을 확인하였다. 중심합성계획법을 이용하여 실험조건을 도출하고, 인장전단강도, 너깃사이즈, 날림발생의 회귀식을 도출하였다. 인장전단강도와 너깃사이즈 회귀식의 결정계수는 0.99, 0.99으로 유의함을 확인하였다. 분산분석결과 인장전단강도에서 용접 전류와 통전 시간의 기여도는 86.9 %, 9.6 % 이며, 너깃사이즈 형성에 용접 전류와 통전 시간의 기여도는 89.4 %, 8.7 %이다. 반응표면분석방법으로 도출한 최적 용접조건은 용접전류 5.25 kA, 통전시간 300 ms 이며 최적 용접조건으로 재현성 실험을 수행한 결과 인장전단강도 및 너깃사이즈의 예측 오차율은 1.6 %, 3.9 %였고, 예측대로 날림현상은 발생하지 않았다.
Recently, the aerospace industry has used 17-4PH of precipitation hardening stainless steel with high temperature strength and corrosion resistance as a steel for jet engine combustion chambers. The proportion of high-strength, lightweight steel plates is increasing due to design constraints of aero...
Recently, the aerospace industry has used 17-4PH of precipitation hardening stainless steel with high temperature strength and corrosion resistance as a steel for jet engine combustion chambers. The proportion of high-strength, lightweight steel plates is increasing due to design constraints of aerospace systems, and the defects of products are also increasing. In this study, resistance spot welding was done with 17-4PH 0.3 mm and 0.66 mm of precipitation hardening stainless steel, and the welding characteristics were evaluated to find the optimal resistance point welding conditions. At welding current 2 to 3 kA, the minimum nugget size of 2.73 mm was not satisfied, and at welding current of 7 kA and above, expulsion and crack. A lob curve was designed by setting the minimum nugget size and expulsion to the upper and lower limits, respectively, and the proper welding current section was derived. The lobe curve is bent to a low current area as welding time increases. The experimental conditions were derived using the central composite design, and the regression equation of tensile shear strength, nugget size, and expulsion was derived. The coefficient of determination of tensile shear strength and nugget size regression equation was significant as 0.99 and 0.99. According to the ANOVA, the contribution of welding current and welding time in tensile shear strength is 86.85 % and 9.55 %, and the contribution of welding current and welding time to the nugget size is 89.38 % and 8.65 %. As a result of the verification experiment with the optimal welding conditions derived from the RSM, tensile shear strength and nugget size had error rate of 1.6 % and 3.9 %, but there was not expulsion as I have predicted.
Recently, the aerospace industry has used 17-4PH of precipitation hardening stainless steel with high temperature strength and corrosion resistance as a steel for jet engine combustion chambers. The proportion of high-strength, lightweight steel plates is increasing due to design constraints of aerospace systems, and the defects of products are also increasing. In this study, resistance spot welding was done with 17-4PH 0.3 mm and 0.66 mm of precipitation hardening stainless steel, and the welding characteristics were evaluated to find the optimal resistance point welding conditions. At welding current 2 to 3 kA, the minimum nugget size of 2.73 mm was not satisfied, and at welding current of 7 kA and above, expulsion and crack. A lob curve was designed by setting the minimum nugget size and expulsion to the upper and lower limits, respectively, and the proper welding current section was derived. The lobe curve is bent to a low current area as welding time increases. The experimental conditions were derived using the central composite design, and the regression equation of tensile shear strength, nugget size, and expulsion was derived. The coefficient of determination of tensile shear strength and nugget size regression equation was significant as 0.99 and 0.99. According to the ANOVA, the contribution of welding current and welding time in tensile shear strength is 86.85 % and 9.55 %, and the contribution of welding current and welding time to the nugget size is 89.38 % and 8.65 %. As a result of the verification experiment with the optimal welding conditions derived from the RSM, tensile shear strength and nugget size had error rate of 1.6 % and 3.9 %, but there was not expulsion as I have predicted.
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