$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

SM45C의 중실축과 중공축의 마찰용접 특성에 관한 연구
A Study on the Mechanical Properties of the Friction Welding with Hollow and Solid Shaft of SM45C 원문보기

한국공작기계학회지 = Journal of the Korean society of machine tool engineers, v.19 no.6, 2010년, pp.841 - 846  

구건섭 (한국폴리텍IV대학 홍성캠퍼스 산업설비자동화과) ,  최원용 (주)코아비스 연구개발팀)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The present study examined the mechanical properties of the friction welding with hollow and solid shaft of SM45, of which the diameter is 25.2mm and 33mm. Friction welding was conducted at welding conditions of 2,000rpm, friction pressure of 50MPa, upset pressure of 70MPa, friction time of 0.4sec t...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 50MPa, 업셋압력 70MPa, 마찰시간 l.Osec, 업셋 시간 2.0sec로 하고, 용접계면으로부터 중실축 축방향으로 절삭깊이가 0.5~2.0mm까지 0.5mm간격 변화로 마찰용접 하였으며, Fig. 3에서와 같이 절삭깊이가 1.0mml에서 최대 인장강도 1, 076/^이 되었다. Fig.
  • 3.3 경도시험

    경도값을 측정한 Fig. 8은 마찰용접조건(마찰압력 50MPa, 업셋압력 70MPa, 마찰시간 l.Osec, 업셋시간 2.0sec)시 축 방향 절삭깊이 0mm~L0mm까지 0.25mm 등 간격으로 축 방향의 용접단면을 절단가공 후 경도시험편을 제작하여 경도값을 측정한 그래프이며, 측정부위는 용접계면상의 1/2 지점을 0점으로 맞추어 축의 원주방향으로 좌우로 3 mm씩 총 6mm를 각각0.25mm간격으로 측정하였다. 용접면에서 최저경도 값은 절삭깊이 1.

  • 1과 같이 중실죽과 중공축 끝 단면부 각각의 접합면을 둥근(U) 형상으로 가공하였다. 둥근(U)형상으로 가공한 시험편과 가공하지 않은 시험편을 예비실험을 통해 적절한 마찰압력 P1, 업셋 압력 P2를 산출하여 용접부 강도를 향상시킬 수 있는 시간 규제법을 활용하여 Table 3과 같은 용접조건으로 본 실험을 실시하였다.
  • 본 연구에서는 SM45C 강을 중실축과 중공축 각각 용접마찰 면에 둥근(U) 형상으로 가공하여 용접조건, 회전수 2000rpm, 마찰압력 50MPa, 업셋압력 70MPa, 업셋시간 2sec로 고정하여, 마찰시간을 0.4~1.4sec사이를 0.2sec씩, 절삭깊이를 0~2.0mm 사이를 0.5mm씩 용접조건의 변화를 주고 용접하여 용접부의 인장강도시험, 파면 육안검사, 경도시험 및 현미경 조직검사 등을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 5/加의 분말을 증류수와 혼합하여 폴리싱 하였다. 용접부 경도시혐은 마이크로 비커스 경도시험기이고, 측정은 히중 5(X)gf 으로 용접 계면 중심에서 양쪽 원주방향으로 0.25mm의 일정한 등간격으로 용접부를 측정하였다 . 조직검사는 광학현미경을 이용하였으며 시험편 준비는 용접부를 축방향에 수직으로 용접 계면을 절단하여 채취한 시험편을 폴리코트(Ploycoat) 로 마운팅한 다음 용접단면을 샌드페이퍼로 #200-#1500 순으로 1차 연마한 후 2차 연마재로 입경 0.
  • 2과 같이 제작하였다. 경도시험을 위하여 용접시험편의 축 단면을 절단하여 폴리코트(polycoat)로 마운팅한 시험편을 샌드페이퍼 #200~#150。의 순으로 연마한 후, 그라인딩 폴리셔 (model : 95-2810)에서 알루미나 파우다 1㈣ 0.5/加의 분말을 증류수와 혼합하여 폴리싱 하였다. 용접부 경도시혐은 마이크로 비커스 경도시험기이고, 측정은 히중 5(X)gf 으로 용접 계면 중심에서 양쪽 원주방향으로 0.
  • 일반적으로 기계부품 축류의 마찰용접 시 중실축과 중공축 각각 축방향의 수직단면의 피 용접면에 추가적 가공이 필요치 않지만 접합면 형상변화에 의한 용접부의 기계적 성질의 변화를 알아보기 위해서 본 실험에서는 Fig. 1과 같이 중실죽과 중공축 끝 단면부 각각의 접합면을 둥근(U) 형상으로 가공하였다. 둥근(U)형상으로 가공한 시험편과 가공하지 않은 시험편을 예비실험을 통해 적절한 마찰압력 P1, 업셋 압력 P2를 산출하여 용접부 강도를 향상시킬 수 있는 시간 규제법을 활용하여 Table 3과 같은 용접조건으로 본 실험을 실시하였다.
  • 또한 두 소재간의 소성유동으로 인하여 금속 결정의 조대화나 금속간 화합물이 생기 기 어려울 뿐만 아니라 모재 부에 미치는 열 영향이 적어 용접 변형이 적고 치수 정밀도가 높다 (기. 최근 기계부품의 재료와 에너지 절감을 위해 마찰용접에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다°, 자동차의 조향장치 부의 Steering Wheel Shaft에서 사용되는 핸들축은 내구성 강성 강도 등이 우수해야 하며, 특히 여러 부품 중 큰 충격 및 굽힘과 인장력을 받는 Shock Absorber, Drive Shaft, Cam Shaft, Propeller Shaft 등 여러 축 부분은 우수한 기계적 성질이 요구된다㈣ 본 연구에서는 기계적 성질이 우수하고 값이 저렴한 기계구조용탄소강(SM 45C)를 사용하여 용접부에 대한 접합특성 및 기계적특성을 고찰하기 위해 마찰시간, 절삭가공 깊이 및 Up-set 량을 변수로 용접조건을 변화시켜 용접부의 인장강도시험, 경도시험 및 현미경조직분석, 파면 육안검사 등을 시행하여 최적 용접조건을 고찰하여 보았다.

대상 데이터

  • 같다. 마찰용접의 시험편 형상은 Fig. 1과 같이 중 실축직경은 33mm, 중공축 외경은 25.2mm, 내경은 19.7mm이며 중실축과 중공축 각각의 길이는 100mm이며, 용접부 형상 변화에 따른 접합특성을 고찰하기 위하여 중실축과 중공축 접합면을 둥근(U)형상으로 가공하였다.
  • 뚜렷한 소성유동 흔적이 없고 열영향부 경계가 명확하지 않으며 모재부측에 특유의 섬유 질과 흡사한 결정배열 모양이 나타난다. 모재는 전형적인 저탄소강 조직으로 ferrite가 커다랗게 형성되어 있으며, 열 영향부사진은 마찰용접 시 받는 고온 고압의 영향으로 모재 보다 작고 거친 계면을 형성하고 있으며 곳곳에 pearlite와 martensite가 생성된 모습을 보이고 있다.
  • 본 실험에 사용된 마찰용접기는 브레이크 타입(NSF-30H, revolution : 2,000rpm, maximum axial force: 98, 000N)이고, 인장시험을 위해 만능재료시험기 (model: DYHU-50- AD, Dae Yeong)이고, 경도시험을 위해 마이크로 비커스경도 시험기(model: MVK-H1, Mitutoyo Co., Jap)이고, 광학‘현미경(model : Bi-12882, Uintron Co., U.S.A)을 사용하였다.
  • 본 실험에 사용된 재료는 기계구조용 탄소강인 SM45C를 사용하였으며, 화학조성과 기계적 성질은 Table 1과 Table 2와 같다. 마찰용접의 시험편 형상은 Fig.
  • 본 연구에서 인장시험은 Table 3과 같은 용접조건으로 용접한 후 시험편을 제작하여 시험을 실시하였으며, 인장 시험편은 Oakawa 등°)이 사용했던 노치 시험 편을 Fig. 2과 같이 제작하였다. 경도시험을 위하여 용접시험편의 축 단면을 절단하여 폴리코트(polycoat)로 마운팅한 시험편을 샌드페이퍼 #200~#150。의 순으로 연마한 후, 그라인딩 폴리셔 (model : 95-2810)에서 알루미나 파우다 1㈣ 0.
  • 25mm의 일정한 등간격으로 용접부를 측정하였다 . 조직검사는 광학현미경을 이용하였으며 시험편 준비는 용접부를 축방향에 수직으로 용접 계면을 절단하여 채취한 시험편을 폴리코트(Ploycoat) 로 마운팅한 다음 용접단면을 샌드페이퍼로 #200-#1500 순으로 1차 연마한 후 2차 연마재로 입경 0.5皿의 알루미나 파우더를 증류수와 혼합하여 사용하였고, 그라인드 1㎛,0.5 ㎛의 분말을 증류수와 혼합하여 사용하였고, 그라인드 폴리셔 (model : 95-2810)로 폴리싱하였다. 시험편의 부식은 나이탈(nital 3%)로 에칭액을 만들었으며, 시험편을 에칭액에 약 3sec 담근 후에 에칭액 제거를 위하여 물세척하고 알코올로 최종 세척하여 전기드라이어로 다시 충분히 건조시켰다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (7)

  1. Vill, V. I., 1957, "Friction Welding of Metals," Svarochne Proizvodstvo, Vol. 3, No. 9, pp. 8-23. 

  2. Lee. S.-Y. and Yun, B.-S., 2001, "Heat Transfer Analysis of Friction Welding of A2024 to SM45C," J. of KSMTE, Vol. 10, No. 1, pp. 65-70. 

  3. Jeong, H.-S., 1997, "Fundamentals and Basic Application of Friction Welding," J. of KWS, Vol. 15, No. 6, pp. 1-12. 

  4. Spindler, D. E., 1994, "What Industrial Needs to Know about Friction Welding," Welding Journal, Mar, pp. 37-42. 

  5. Nicholas, E. D., 1997, "Where Industry Uses Friction Welding," Welding Design and Fabrication, Aug, pp. 74-76. 

  6. Jeong, J.-H., 2001, "A study on the Welding Properties of SM25C Carbon Steel Rod and SMn420 Alloy Steel Pipe," A Thesis for a M.S., Chung-Nam University, Republic of Korea. 

  7. Oagawa, K., Yamaguchi, H., Kaga, S., and Sakaguchi, K., 1993, "Optimization of Friction welding Condition for S45C Carbon Steel Using a Statical Technique", Transactions of the Japan Welding Society, Vol. 24, No. 2, pp.133-139. 

섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로