| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2021년 봄 (05/12 ~ 05/14, 광주 김대중컨벤션센터) |
| 권호 | 27권 1호 |
| 발표분야 | D. 구조 재료 분과 |
| 제목 | 핫스탬핑용 Al-Si 도금 보론강 ARM 레이저 용접시 센터 빔/링 빔 출력 조정에 따른 용접부의 편석과 미세조직 비교 |
| 초록 | 최근 세계적인 환경 규제 강화로 인하여 자동차 산업에서는 CO2 가스 배출 저감과 연비향상을 위한 차체의 경량화와 더불어 운전자의 안전을 위한 강성 및 내구성 확보가 요구되어, 보론강과 같은 1 GPa급 이상인 고강도강 적용이 증가하고 있다. 하지만 강재가 고강도화됨에 따라 프레스 성형시 연성이 부족하여 복잡한 형상의 가공이 어려운 실정이다. 이러한 성형성 문제를 해결하기 위해, 현재는 고온에서 성형과 동시에 빠른 냉각을 함으로써 강도 및 성형성을 동시에 확보할 수 있는 핫스탬핑 공법이 적용되었다. 그러나 이 공법은 900℃ 이상의 가열공정으로 강재의 표면산화에 의한 스케일 생성 및 표면탈탄 현상을 방지하기 위해서는 Al-Si(10wt%) 도금이 필수적이다. 이러한 도금층으로 인해 핫스탬핑용 Al-Si 도금 보론강의 단일 빔 파이버 레이저 용접시 도금층이 용융부에 혼입되어 페라이트를 형성하여 용접부의 강도를 저하시키는 문제로 인해 많은 어려움을 겪고 있다. 레이저 용접은 타 용접법에 비해 용접속도가 빠르고 입열량이 작아 열변형이 작은 이점이 있고, 비드 외관이 미려할 뿐만 아니라 정밀성, 안정성이 높다. 현재는 파이버 레이저 시스템에서 조정 가능한 링 모드(ARM)를 추가한 차세대 고출력 파이버 레이저가 개발되었다. ARM 레이저는 스패터 저감, 심 품질 향상 및 생산성 증가와 같은 많은 이점이 제시되었지만, ARM 레이저 용접 메커니즘 연구 및 공정 개발에 관한 연구는 미비한 실정이다. 특히 ARM 레이저 용접의 경우, 센터 빔/링 빔의 출력 값에 따라 용접 효율이 달라짐으로써, 용접부의 형상 및 미세조직 특성에 차이가 발생할 것으로 예상된다. 본 연구의 목적은 핫스탬핑용 Al-Si 도금 보론강의 ARM 레이저 용접시 센터 빔과 링 빔의 출력 값의 조정에 따른 용접부의 형상, 미세구조의 변화를 통해 링 빔의 효과를 명확하고 증명하고자 하였으며, 도금층의 성분인 Al과 Si의 용융부 혼입에 따른 편석 현상과 상변화에 대한 경향을 현미경과 전자탐침미량분석기(EPMA)를 이용하여 비교·분석하였다. |
| 저자 | 전현욱1, 김재원1, 조일국2, 김양도3, 지창욱1 |
| 소속 | 1한국생산기술(연), 2동의대, 3부산대 |
| 키워드 | Hot-stamping; Al-Si coated layer; Fiber laser; ARM(Adjustable ring mode) Laser; Ring beam; Segregation |
