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제안 방법
- 본 프로그램은 기존 연구[2-4]를 바탕으로 하여 제작되었으며, 시뮬레이션의 결과와 실제 실험결과에 대한 신뢰성 검증이 다양한 논문 및 연구를 통하여 수행되 었다[5-8, 10]. 그러므로 본 연구에서는 시뮬레이션을 이용한 연구 결과를 분석하였다.
- 본 연구에서는 위와 같은 연구 결과를 바탕으로 시뮬레이션 기반하여 자동차 차체에 많이 쓰이는 도금강과 고강도강의 3겹 겹치기 용접에서 겹침 순서에 따른 점용접특성을 너겟의 크기와 너겟 성장 곡선을 이용하여 분석하였다. 또한 너겟의 형성 메커니즘을 접촉저항을 이용 하여 분석하였고, 이를 통해 3겹 겹치기 용접의 겹침 순서를 제안하였다. 이것은 자동차 차체 조립에 있어서 강재의 용접성을 고려하여 안정적이고, 강건한 용접 품질을 얻을 수 있도록 강판으로 이루어진 단품의 어셈블리 순서의 결정에 있어서 적용이 가능하다.
- 본 논문에서 사용된 강판에 대한 3겹의 저항용접의 최적 겹침 순서는 표 1에서의 Case I과 같은 440R 1.2t, EDDQ 0.7t 도금강, 그리고 DP 590 1.0t로 제안할 수 있다.
- 본 논문은 자동차 차체용 강판의 3겹 겹침의 저항 점 용접에서 겹침 순서에 따른 용접 특성을 시뮬레이션 및 너겟 성장곡선을 이용하여 분석하였다. 이를 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 본 연구에서는 위와 같은 연구 결과를 바탕으로 시뮬레이션 기반하여 자동차 차체에 많이 쓰이는 도금강과 고강도강의 3겹 겹치기 용접에서 겹침 순서에 따른 점용접특성을 너겟의 크기와 너겟 성장 곡선을 이용하여 분석하였다. 또한 너겟의 형성 메커니즘을 접촉저항을 이용 하여 분석하였고, 이를 통해 3겹 겹치기 용접의 겹침 순서를 제안하였다.
- 자동차용 판재의 3겹 겹치기 용접에서 용접 시뮬레이션 결과로 용접부 너겟 성장 곡선을 이용하여 용접성을 평가하였다. 너겟 성장 곡선은 같은 용접 시간 및 가압력에서 전류가 증가함에 따라 너겟의 크기가 성장되는 것을 나타낸 그림이다.
대상 데이터
- 2t의 비도금강을 이용하였고, 이것은 인장강도 440 MPa이상, 연신율은 15%이상의 기계적 성질을 가지고 있다. 또한 AHSS (Advanced High Strength Steel)인 DP강은 페라이트 기지에 마르텐 사이트로 구성된 2상 (Dual Phase)로 구성된 강으로 인장강도 590 MPa 이상, 연신율 24%이상의 기계적 성질을 갖는 DP 590 1.0t를 사용하였다.
- 시뮬레이션에 사용된 강종은 아래와 같다. 먼저 연강 재인 EDDQ (Extra-Deep Drawing Quality)급 도금강 0.7t 로, 인장강도 270 MPa 이상, 연신율44% 이상의 기계적 성질을 갖고 도금량은 60 g/m2 의 GA(Galvaanneal) 강판을 이용하였다. 다음은 rephosphorized된 고강도인 440R 급 1.
- 시뮬레이션에 사용된 용접 조건으로는 사용된 용접기는 50 Hz AC 용접기였고, 사용된 전극은 일반적인 저항점 용접에 가장 많이 쓰이는 돔(dome)형 전극으로 직경 16 mm, 선단경 6 mm인 CuCrZr소재의 전극을 이용하였다. 냉각수 조건으로는 20℃의 냉각수가 4 l/min의 유량으로 전극에 흐르는 것으로 설정하였다.
이론/모형
- 저항 점 용접 시뮬레이션을 위해 사용된 CAE 프로그램은 SORPAS라는 점용접 전용 해석 소프트웨어를 사용 하였다. 본 프로그램은 기존 연구[2-4]를 바탕으로 하여 제작되었으며, 시뮬레이션의 결과와 실제 실험결과에 대한 신뢰성 검증이 다양한 논문 및 연구를 통하여 수행되 었다[5-8, 10].
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