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제안 방법
- 인장시편은 KS B0801규격에 따라 MCT가공하였다. 또한 인장 시편은 모재의 압연 방향과 동일한 용접의 가공 방향의 수직 방향으로 제작하였다. 인장시편의 치수는 폭이 25mm, 두께 5mm, 표점거리 100mm로 5개씩 제작하여 그 결과 값을 평균하여 정리하였다.
- 또한, B TYPE (5083/6061)에서 가장 좋은 인장 값이 나타난 1900rpm 7mm/sec 조건에서 파단면 조직을 분석하였다.
- 또한, 선박용 이종 알루미늄합금제의 마찰교반접합과 기존 미그용접의 접합강도 성능을 비교하기 위하여 알루미늄합금제 5083-H321과 6061-T6를 미그 용접시험편을 제작하였다.
- 또한, 선박용 이종 알루미늄합금제의 마찰교반접합과 기존 접합방식인 미그 용접의 접합강도 성능을 비교하기 위하여 아래와 같이 Al 5083-H321과 Al 6061- T6의 미그 용접을 수행한 시험편을 Fig. 10과 같이 인장시험편을 제작하여 비드가 있는 시험편과 비드를 제거한 시험편의 인장시험을 수행하였다.
- 또한, 이종 금속(Al/Cu, Al/Fe)간의 마찰교반접합시 회전방향에 따른 접합강도의 차이가 매우 크다고 보고되고 있으며, 본 연구에서 이점을 고려하여 회전방향에 따른 시험편을 제작하여 시험을 수행하였다.
- 마찰교반접합부의 매크로조직을 관찰하기 위하여 각 시험편을 접합방향에 횡방향으로 절단하였다. 또한, 절단시 열에 의한 조직변화를 방지하기 위하여 냉각수를 충분히 뿌리면서 절단톱으로 시험편을 가공하였으며, 연마와 정마 후 95%H20 + 2.5%HNO3 + 1.5%HCl +1%HF에 10초간 부식한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
- 마찰교반접합부의 매크로조직을 관찰하기 위하여 각 시험편을 접합방향에 횡방향으로 절단하였다. 또한, 절단시 열에 의한 조직변화를 방지하기 위하여 냉각수를 충분히 뿌리면서 절단톱으로 시험편을 가공하였으며, 연마와 정마 후 95%H20 + 2.
- 마찰교반접합시에는 접합 변수에 따라 기계적 특성이 변화되지만, 본 실험에서는 툴형상, 스핀들의 틸팅각도 3˚, 가압하중을 고정하고 회전수, 이송속도 및 툴의 회전방향을 달리하여 시험편을 제작하였다. 시험편 제작시 툴의 회전방향은 시계방향(A)과 반시계반향(B)으로 접합하였다.
- 소형 선박용 알루미늄합금제 5000계와 6000계의 마찰교반접합을 통한 강도특성과 미세조직 관찰을 위해 마찰교반접합 장비를 활용하여 시험편을 제작하였다. 본 실험에서 사용된 마찰교반접합 장비는 ㄷ자 형태의 Gantry Frame을 중심으로 접합툴 본체와 각종 Travelling Unit 및 Table이 탑재된 장비이다.
- 알루미늄합금제 소형선박의 선체 건조에 주로 적용되고 있는 용융접합의 애로 사항을 해소하기 위해 최근 수송산업 분야에서 널리 적용되고 있는 비용융 고상접합공정인 마찰교반접합(FSW, Friction Stir Welding) 기술을 활용하여 소형 선박용 알루미늄합금제 5000계와 6000계의 이종 합금제 접합에 따른 접합강도특성과 미세조직을 고찰하였다.
- 또한 인장 시편은 모재의 압연 방향과 동일한 용접의 가공 방향의 수직 방향으로 제작하였다. 인장시편의 치수는 폭이 25mm, 두께 5mm, 표점거리 100mm로 5개씩 제작하여 그 결과 값을 평균하여 정리하였다.
- 인장시험 장비는 중소조선연구원의 인장시험기 Universal Testing Machine (50T) - UH-F500KNI (SHIMADZU) 를 사용하였으며, Shimazu 인장 프로그램을 통하여 3mm/min의 일정 속도로 인장하는 시험을 실시하였다.
- 최근 수송산업 분야에서 널리 적용되고 있는 비용융고상접합공정인 마찰교반접합(FSW, Friction Stir Welding) 기술을 활용하여 소형 선박용 알루미늄합금제 5000계와 6000계의 이종 합금제 마찰교반접합시 툴의 회전방향에 따른 접합강도특성과 매크로조직을 고찰하였다.
대상 데이터
- 소형 선박용 알루미늄합금제 5000계와 6000계의 마찰교반접합을 통한 강도특성과 미세조직 관찰을 위해 마찰교반접합 장비를 활용하여 시험편을 제작하였다. 본 실험에서 사용된 마찰교반접합 장비는 ㄷ자 형태의 Gantry Frame을 중심으로 접합툴 본체와 각종 Travelling Unit 및 Table이 탑재된 장비이다.
- 시험편 재료는 선박용 알루미늄합금제인 Al 5083 - H321, Al 6061-T6를 사용하여 이종 마찰교반접합을수행하였으며, 시험편의 크기는 각 100mm × 300mm ×5mm (L×W×T)로 맞대기 접합을 수행하였다.
이론/모형
- 인장시편은 KS B0801규격에 따라 MCT가공하였다. 또한 인장 시편은 모재의 압연 방향과 동일한 용접의 가공 방향의 수직 방향으로 제작하였다.
- 한편, Fig. 13과 Fig. 14는 회전방향에 따른 마찰교반접합부의 Advancing면과 Retreating면에 대한 소성 유동이 일어난 곳의 보다 자세한 Al 6061-T6와 Al 5083-H321의 합금간 접합 교반 분포를 관찰하기 위해 전자빔 미세 분석법 (EPMA) 장비를 사용하였다.
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