초록 ▼

연구의 목적 및 내용
최근 산업 전반에 일어나고 있는 경량화 연구에 발맞추어 차세대 접합기술로 많은 연구가 진행 중인 마찰교반용접을 이용한 이종금속의 접합 성능 향상을 위한 툴 개발 및 건전성을 평가하는 기술 개발을 최종 목표로 한다.

마찰교반용접의 성능 향상을 위해 마찰교반용접 툴 개발 하였으며, 마찰교반용접의 최적화를 위하여 여러 변수를 설정하여 최상의 조건을 찾았다. 마찰교반용접의 건전성을 평가하기 위하여 광 응용 기술인 이미지 상관법과 레이저 초음파 검사 시스템을 구축하여 건전성 평가하였다.

연

연구의 목적 및 내용
최근 산업 전반에 일어나고 있는 경량화 연구에 발맞추어 차세대 접합기술로 많은 연구가 진행 중인 마찰교반용접을 이용한 이종금속의 접합 성능 향상을 위한 툴 개발 및 건전성을 평가하는 기술 개발을 최종 목표로 한다.

마찰교반용접의 성능 향상을 위해 마찰교반용접 툴 개발 하였으며, 마찰교반용접의 최적화를 위하여 여러 변수를 설정하여 최상의 조건을 찾았다. 마찰교반용접의 건전성을 평가하기 위하여 광 응용 기술인 이미지 상관법과 레이저 초음파 검사 시스템을 구축하여 건전성 평가하였다.

연구결과
1.마찰교반용접의 툴 개발 및 용접 변수 최적화
- 마찰교반용접 접합성능 개선을 위한 용접 툴 개발
- 인장시험을 통한 마찰교반용접 변수 최적화

2.이미지 상관법 시스템 구축 및 계측 프로그램 개발
- 포터블 형태의 이미지 상관법 계측 시스템 구축
- 이미지 상관법 해석 프로그램 개발
- 이미지 상관법 해석 프로그램 분해능 및 해석속도 향상

3.이미지 상관법을 이용한 마찰교반용접 용접부 변위 및 변형율 측정
- 이미지 상관법의 변위 측정 신뢰성 검증
- 알루미늄 계열의 동종 재료 및 이종 재료의 마찰교반용접 용접부 계측
- 동종 재료의 양면 마찰교반용접 용접부 계측

4.레이저 초음파 검사 시스템 구축 및 결함 검사
- Pulse Laser, CW Laser, CFPI를 이용한 레이저 초음파 검사 시스템 구축
- 평판의 미세결함 및 이좀 금속 접촉부식에 의한 결함 측정
- 용접비드 내‧외의 결함 측정

연구결과의 활용계획
마찰교반용접의 경우 알루미늄과 마그네슘과 같은 비철 경량금속에 대한 우수한 접합 성능을 갖고 있어 최근 경량화 추세에 발맞추어 산업전반에 널리 이용될 것이다. 또한 본 연구를 통하여 마찰교반용접의 접합 성능 향상 및 광 응용 계측 기술을 이용한 용접부의 평가가 같이 수행된다면 마찰교반용접의 신뢰성 향상에 기여할 뿐만 아니라 많은 응용분야에 적용될 것이다. 특히 자동차, 항공분야와 같이 최근 경량화를 위해 많은 연구가 진행 중인 분야에 마찰교반용접을 적용할 수 있는 기회가 될 것이다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose&contents
With recent lightweight research trends in the industry, the ultimate goal is to develop tools that improve the bonding of dissimilar metals using friction stir welding (FSW), which is under much research as the next generation bond technology,
and to develop techniques to eva

Purpose&contents
With recent lightweight research trends in the industry, the ultimate goal is to develop tools that improve the bonding of dissimilar metals using friction stir welding (FSW), which is under much research as the next generation bond technology,
and to develop techniques to evaluate soundness.
This study developed a friction stir welding tool to improve the performance of friction stir welding and in order to optimize the friction stir welding, various parameters were set up to find the best conditions.
To evaluate the integrity of FSW, a digital image correlation (DIC) and a laser ultrasonic inspection system, which are optical application technologies, were constructed.

Result
1.The development of FSW tool and optimization of FSW parameters
- The development of FSW tool for improving welding performance
- FSW parameters optimization by tensile test

2.The establishment of DIC system and development of DIC analysis program
- The establishment of a portable DIC system
- The development of a DIC analysis program
- The improve resolution and analysis speed of DIC analysis program

3.The displacement and strain measurement of FSW welding zone using DIC
- Reliability verification of displacement measurement of DIC
- FSW welding zone measurement of aluminum-based similar metals and dissimilar metals
- Double side FSW welding zone measurement of aluminum-based similar metal

4.The establishment of laser-ultrasonic inspection system and defect measurement by using laser-ultrasonic inspection system
- The establishment of laser-ultrasonic inspection system using Pulse Laser, CW Laser, and CFPI
- The measurement of fine defects of plate and the dissimilar metal galvanic corrosion
- The defect measurement inside and outside of the weld bead

Expected Contribution
The FSW method has excellent welding joint performance in non-ferrous metals such as aluminum and magnesium. Therefore, it is possible to reduce the weight of the products using non-ferrous metals. Thus, FSW methods will be very powerful welding methods in the aero space and automobile industries by reducing the weight of the
parts. However, FSW has different welding strength depending on factors such as tool shape, rotation speed and feed rates. Therefore, optimized welding conditions are needed. Optical measuring technologies such as DIC and laser ultra sonic
inspection systems are useful in evaluating the optimal welding conditions of FSW methods. DIC and laser ultra sonic inspection systems can be applied to composite materials to evaluate the reliability of the products.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 14
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 19
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 102
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 109
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 110
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 111
• 8. 참고문헌 ... 112
• 9. 연구성과 ... 114
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 117
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 117
• 12. 기타사항 ... 118
• 별첨1 ... 119
• 별첨2 ... 134
• 끝페이지 ... 162