KR20160071483A - Method For Welding iron and steel By Hybrid Friction Stir Welding - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 관한 것으로서, 두께가 1mm이하인 두 개의 박판 모재가 수평상으로 상호 서로 맞닿아 접합부를 형성하도록 배치된 박판 모재의 접합부에 접촉 회전하면서 마찰열을 발생시키는 마찰 교반 접합용 공구와, 마찰 교반 접합용 공구 보다 선행하면서 아크열에 의해 접합부에 예열을 수행하는 티그 토치를 포함하는 하이브리드 마찰교반 접합시스템을 이용하여 박판모재를 접합하는 방법에 있어서, 박판모재는 철강소재가 적용되고, 마찰교반 접합용 공구는 스핀들에 일부가 삽입되는 몸통부와, 몸통부로부터 하방으로 연장되며 저면이 제1외경을 갖으며 평평하게 형성되어 접합부에 접촉되는 숄더부를 갖는 구조로 되어 있으며, 숄더부에는 제1외경보다 작으며 숄더부에서 하방으로 돌출된 핀이 없는 것이 적용된다. 이러한 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 의하면 박판 접합부늬 인장강도는 물론 취성파괴 양상을 억제할 수 있으며, 공구의 마모를 줄이고, 접합속도를 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method of joining a thin steel sheet material by hybrid friction stiring, wherein two thin sheet materials having a thickness of 1 mm or less are contacted with each other to form a joining portion, A method of joining a thin plate base material using a hybrid friction stir welding system comprising a friction stir welding tool generating a friction stir welding tool and a tug torch which precedes a friction stir welding tool and preheats the joint by arc heat, And a friction stir welding tool having a body portion into which a part of the friction stir welding tool is inserted and a shoulder portion extending downward from the body portion and having a first outer diameter and a flat bottom surface, And the shoulder portion has a smaller outer diameter than the first outer diameter and protrudes downward from the shoulder portion The absence of pins applies. According to the joining method of the thin plate steel material by the hybrid friction stir, it is possible to suppress not only the tensile strength of the thin plate joint but also the brittle fracture aspect, the wear of the tool can be reduced, and the joining speed can be improved.
Description
본 발명은 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 관한 것으로, 상세하게는 1mm이하의 박판을 마찰교반에 의해 접합하는 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a joining method of a thin plate steel material by hybrid friction stir, and more particularly, to a joining method of a thin plate steel material by hybrid friction stir welding in which a thin plate of 1 mm or less is joined by friction stir welding.
최근, 각종 산업분야에 있어서 경량화 구조가 증가하고 있으며, 특히 수송기계분야(철도차량, 자동차, 선박, 항공기 등)에 있어서 경량 부재의 적용이 빠른 속도로 확대되고 있다. 2. Description of the Related Art In recent years, lightweight structures have been increasing in various industrial fields, and the application of lightweight members has been rapidly expanding, particularly in the field of transportation machinery (rail cars, automobiles, ships, aircraft, and the like).
기존의 용융용접을 이용하여 고강도/경량소재의 구조체를 제작하는 경우, 용접열에 의한 변형 및 잔류응력과 응고균열, 기공, 산화 등 용접결함뿐만 아니라 접합부의 강도저하로 만족스러운 접합부를 얻기가 어려웠다.It is difficult to obtain satisfactory welded joints due to the deformation and residual stress caused by welding heat, weld cracks such as solidification cracks, pores and oxidation, as well as the strength of the welded joints, when constructing high strength / lightweight welded structures using existing fusion welding.
이러한 문제점을 획기적으로 해결할 수 있는 환경 친화적 신 용접기술 즉, 마찰에 의한 가열 및 소성유동을 응용한 고상용접(마찰교반접합:Friction Stir Welding, 이하 'FSW'라 함) 적용시 용접에 의한 열 변형 및 잔류응력이 극히 적고 용가재를 사용하지 않고 흄, 유해광선의 발생이 없이 고품질의 접합부를 얻을 수 있어 용접품질 및 경제적 측면에서 효과적이다.In order to solve these problems, a new eco-friendly welding technique, namely, heat deformation by welding in the application of friction welding (Friction Stir Welding, hereinafter referred to as 'FSW') using heating by friction and plastic flow And residual stress is extremely small, high quality joints can be obtained without the use of fugitives, fume, and harmful rays, thus being effective in terms of welding quality and economy.
이에 따라, 이를 이용한 접합대상이 기존의 알루미늄과 알루미늄 동종계의 경량합금에서 이종재의 경량합금의 접합 영역 뿐 아니라 경량합금과 철강재료 접합의 영역까지 연구가 진행 되고 있다.As a result, it has been investigated that the bonding object using the aluminum alloy and the aluminum alloy is not limited to the light alloy of the dissimilar materials but also the light alloy and the steel material is bonded.
이러한 마찰교반 접합 방식은 다양하게 알려져 있다.Such friction stir welding methods are variously known.
한편, 종래의 마찰교반 접합에 적용되는 마찰교반 접합공구는 스핀들에 끼워 장착할 수 있으면서 저면에 돌출되게 형성된 핀을 갖는 구조의 것이 적용되었다.On the other hand, a friction stir welding tool applied to a conventional friction stir welding is applied to a structure having a pin protruding from the bottom while being mounted on a spindle.
이러한 마찰교반 접합공구에 대해 핀부분을 교체하여 사용할 수 있는 구조가 국내 등록특허 제10-1143933호에 게시되어 있다.A structure capable of replacing the pin portion with respect to such a friction stir welding tool is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1143933.
그런데, 초경합금 재질로 형성되는 공구 본체의 저면에 외경이 본체보다 작으면서 1mm 이하의 돌출된 핀을 갖는 마찰교반 접합공구는 가공 및 제작이 어려운 문제점이 있다.However, a friction stir welding tool having protruded fins of 1 mm or less in outer diameter on the bottom surface of a tool body formed of a cemented carbide material is difficult to process and manufacture.
또한, 핀을 갖는 마찰교반 접합공구를 1mm 이하의 두께가 얇은 박판에 적용시 마찰교반 특성상 발생하는 강한 전단 및 공구로 인가되는 심한 진동으로 공구의 내구성이 감소되어 재가공 비용이 많이 드는 문제점이 있다.In addition, when the friction stir welding tool having pins is applied to a thin plate having a thickness of 1 mm or less, strong end shearing caused by friction stir characteristics and severe vibration applied to the tool reduce the durability of the tool, thereby increasing the reprocessing cost.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 1mm 이하의 박판을 공구의 회전과 마찰에 의해 건전한 접합부와 접합특성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made in order to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a joining method of a thin plate steel material by hybrid friction stir, which can improve a joining characteristic between a thin joining portion and a thin joining portion, The purpose is to provide.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법은 두께가 1mm이하인 두 개의 박판 모재가 수평상으로 상호 서로 맞닿아 접합부를 형성하도록 배치된 상기 박판 모재의 상기 접합부에 접촉 회전하면서 마찰열을 발생시키는 마찰 교반 접합용 공구와, 상기 마찰 교반 접합용 공구 보다 선행하면서 아크열에 의해 상기 접합부에 예열을 수행하는 티그 토치를 포함하는 하이브리드 마찰교반 접합시스템을 이용하여 박판모재를 접합하는 방법에 있어서, 상기 박판모재는 철강소재가 적용되고, 상기 마찰교반 접합용 공구는 스핀들에 일부가 삽입되는 몸통부와, 상기 몸통부로부터 하방으로 연장되며 저면이 제1외경을 갖으며 평평하게 형성되어 상기 접합부에 접촉되는 숄더부를 갖는 구조로 되어 있으며, 상기 숄더부에는 상기 제1외경보다 작으며 상기 숄더부에서 하방으로 돌출된 핀이 없는 것을 적용한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of joining a thin steel sheet to a steel sheet by hybrid friction stir, comprising the steps of: preparing two thin sheet steel plates having a thickness of 1 mm or less, A friction stir welding tool for generating frictional heat while rotating in contact with the abutment portion; and a teat torch for preheating the abutment by an arc heat in advance of the friction stir welding tool and using a hybrid friction stir welding system, Wherein the thin plate base material is made of a steel material, and the friction stir welding tool has a body portion into which a part of the friction stir welding tool is inserted, a lower portion extending downward from the body portion, And a shoulder portion formed to be flat and in contact with the abutment portion , The shoulder portion is applied to less than the first outside diameter does not have a pin projecting downward from the shoulder portion.
또한, 상기 철강소재는 스테인레스 강, 탄소강 중 적어도 하나가 적용되고, 상기 티그 토치를 상기 마찰 교반 접합용 공구 보다 선행시킬 때 상기 제2모재 쪽에만 위치된 상태를 유지하면서 아크열을 통해 상기 티타늄 합금을 예열하고, 상기 마찰 교반 접합용 공구의 숄더를 상기 접합부의 중앙에 위치시킨 상태에서 진행방향에 대해 반시계방향으로 회전시키면서 상기 접합부를 가압하면서 마찰열을 이용하여 소성유동을 유도하고, 소성유동에 의해 상기 모재가 대등한 온도분포를 갖게 하면서 상기 접합부를 따라 이동시키면서 용접한다.At least one of stainless steel and carbon steel is applied to the steel material. When the tie torch is positioned ahead of the friction stir welding tool, the titanium alloy While the shoulder of the friction stir welding tool is positioned at the center of the abutment and is rotated in a counterclockwise direction with respect to the advancing direction, while the abutment is pressed, frictional flow is induced using frictional heat, So that the base material moves along the joining portion while having an equal temperature distribution.
바람직하게는 상기 숄더부의 제1외경은 4 내지 12mm인 것을 적용한다.Preferably, the shoulder has a first outer diameter of 4 to 12 mm.
본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 의하면 박판 접합부늬 인장강도는 물론 취성파괴 양상을 억제할 수 있으며, 공구의 마모를 줄이고, 접합속도를 향상시킬 수 있다.According to the joining method of the thin plate steel material by the hybrid friction stir according to the present invention, it is possible to suppress not only the tensile strength of the thin plate joint but also the brittle fracture aspect, reduce the wear of the tool, and improve the joining speed.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법을 수행하는 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)을 보인 요부 사시도이고,
도 2는 도 1의 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)의 측면도이고,
도 3은 도 1에 적용된 마찰교반 접합용 공구의 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 접합방법과 예열과정을 적용하지 않은 경우에 대해 접합한 시편의 단면을 비교할 수 있게 촬상한 사진이고,
도 5는 본 발명에 따른 접합방법에 의한 인장특성을 나타내 보인 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따라 접합된 시편에 대한 피로시험결과를 나타내 보인 사진이다.1 is a perspective view showing a hybrid friction stir welding system (FSW-TIG) for performing a joining method of a steel sheet material by hybrid friction stir welding according to the present invention,
Figure 2 is a side view of the hybrid friction stir joining system (FSW-TIG) of Figure 1,
Fig. 3 is a side view of the friction stir welding tool applied to Fig. 1,
FIG. 4 is a photograph of a cross-section of a specimen bonded with respect to a bonding method according to the present invention and a case where a preheating process is not applied,
5 is a graph showing tensile properties of the bonding method according to the present invention,
6 is a photograph showing the result of fatigue test for a specimen bonded according to the present invention.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a joining method of a thin plate steel material by hybrid friction stir according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법을 수행하는 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)을 보인 요부 사시도이고, 도 2는 도 1의 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)의 측면도이고, 도 3은 도 1에 적용된 마찰교반 접합용 공구의 측면도이다.FIG. 1 is a main part perspective view showing a hybrid friction stir welding system (FSW-TIG) for carrying out a welding method of a steel sheet material by hybrid friction stir welding according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic view of a hybrid friction stir welding system -TIG), and Fig. 3 is a side view of the friction stir welding tool applied to Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 적용되는 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(100)은 접합 대상인 제1 및 제2 박판모재(101)(120)의 접합부(104)에 맞닿아 회전하면서 접합을 행하는 마찰교반 접합용 공구(110), 접합부(101)를 예열시키는 티그 토치(120)를 포함한다.1 to 3, a hybrid friction
여기서 제1 및 제2 박판모재(101)(102)는 두께가 1mm이하이며, 수평상으로 상호 서로 맞닿아 접합부(104)를 형성하도록 배치되어 있다.Here, the first and second thin
제1 및 제2 박판모재(101)(102)는 판형상으로 형성되며 철강소재 예를 들면, 스테인레스강 또는 탄소강의 철강재료로 된 것이 적용된다.The first and second thin
제1 및 제2 박판모재(101)(102)는 동일 소재로 된 것이 적용되거나, 이종소재로된 것이 적용될 수 있다.The first and second thin
마찰교반 접합용 공구(110)는 마찰교반 접합 시스템의 스핀들(115)에 고정되고, 스핀들(115)은 구동모터(118)에 구동축으로 연결되어 회전수를 설정할 수 있도록 되어 있다.The friction
마찰교반 접합용 공구(110)는 내열성과 내마모성이 우수하고 경도가 우수한 초경합금강으로 된 것 예를들면, 텅스텐카바이드-코발트 소재, 텅스텐카바이드-몰리브덴 소재 등 공지된 것을 적용하면 되고, 이에 상응하는 다른 특수합금강으로 형성된 것을 사용할 수도 있다.The friction
마찰교반 접합용 공구(110)는 스핀들(115)에 일부가 삽입되는 몸통부(111)와, 몸통부(111)로부터 하방으로 연장되며 저면이 제1외경(d)을 갖으며 저면이 평평하게 형성되어 접합부(104)에 접촉되는 숄더부(113)를 갖는 구조로 되어 있다.The friction
숄더부(113)에는 제1외경(d)보다 작으며 숄더부(113)에서 하방으로 돌출된 핀이 없는 구조로 되어 있다.The
이러한 숄더부(113)는 저면 전체가 접합대상 제1 및 제2 박판모재(101)(102)와 접촉된다.The entire bottom surface of the
숄더부(113)의 제1외경(d)은 4 내지 12mm인 것을 적용한다.The
도시된 예에서 몸통부(111)의 하단에서 외경이 작아지게 경사진 경사부(112)를 갖으며, 경사부(112)의 하단에서 하방으로 연장된 숄더부(113)를 갖는 구조가 적용되었다.In the illustrated example, a structure having an
도시된 예와 다르게, 숄더부(113)는 저면의 가장자리도 몸통부(113)로부터 외경이 작아지게 숄더부(113)로 이어지는 경사부(112)를 갖는 형상과 유사하게 숄더부(113)의 저면 가장자리에서 경사지게 모따기 처리되거나 라운딩 처리된 경사부를 갖는 형상을 갖는 것이 적용될 수 있음은 물론이다.The
또한 숄더부(113)의 외경과 몸통부(111)의 외경이 동일한 것을 적용하여도 됨은 물론이다.Needless to say, the outer diameter of the
한편, 구동모터(118)에 의해 회전하는 마찰교반 접합용 공구(110)는 제1 및 제2 박판모재(101)(102)의 접합부(104) 중심에 배치되어 역회전 방향 즉, 진행방향을 기준으로 시계반대방향으로 회전하며, 마찰열을 발생시켜 제1 및 제2 박판모재(101)(102) 접합부(104)를 소성교반 시켜 접합을 시행한다.On the other hand, the friction
또한, 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(100)은 티그예열 시스템을 포함하는데, 아크를 발생시키는 티그 토치(120)와, 티그 토치(120)의 좌표를 설정할 수 있는 좌표 설정 지그(130)와, 티그 예열부를 대기로부터 보호를 위한 보호가스, 전류를 발생시키는 티그 용접기 본체(미도시)를 포함한다.The hybrid friction
이때, 티그 토치(120)의 좌표를 설정하기 위한 좌표 설정 지그(130)는 X축, Y축, Z축의 거리를 조절할 수 있는 게이지로, X축 좌표 설정 게이지(131), Y축 좌표 설정 게이지(132), Z축 좌표 설정 게이지(133)를 포함한다.The
게이지 중 X축 좌표 설정 게이지(131)와 Y축 좌표 설정 게이지(132) 및 Z축 좌표 설정 게이지(133)은 가이드바(Guide Bar)(136)(137)(138)를 따라 직선 운동하면서 좌표를 설정하는 구조로 형성되어 있다.The X-axis
티그 용접기 본체는 재료의 두께와 형상에 따라 전류를 조절할 수 있으며, 보호가스는 아르곤(Argon), 헬륨(Helium) 및 아르곤과 헬륨의 혼합된 가스 중 어느 하나를 접합 조건에 따라 사용할 수 있다.The main body of the TIG welder can adjust the current according to the thickness and shape of the material, and the protective gas can be any one of Argon, Helium and mixed gas of argon and helium according to the bonding conditions.
티그 용접기 본체에는 보호가스의 유량을 조절하는 게이지를 포함할 수 있다.The TIG welder body may include a gauge to regulate the flow rate of the shielding gas.
이러한 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)(100)에서 마찰교반 접합용 공구(110)의 삽입 위치와 티그 토치(120) 예열위치를 도 2를 통해 상세하게 설명한다.The insertion position of the friction
먼저, 접합할 제1 및 제2박판모재(101)(102)를 지그(Jig)(108) 위에 서로 맞닿게 설치하여 고정하고, 마찰교반 접합용 공구(110)의 숄더부(113)의 저면 중앙을 접합부(104)에 일치되게 배치시킨다.First, the first and second thin
그런 다음, 접합부(104)에 예열할 티그 토치(120)를 위치시킨다.Then, the
이때, 티그 토치(120)는 마찰교반 접합용 공구(110)의 진행방향에 대해 공구(110) 보다 앞쪽인 선행부에 위치하여야 한다.At this time, the
또한, 접합부(104)의 계면과 티그 토치(120)와의 이격거리는 0.1mm 내지 50mm가 되게 위치시키고, 바람직하게는 20mm가 되게 위치시킨다. The distance between the interface of the
또한, 마찰 교반 접합용 공구(110)와 티그 토치(120)와의 이격거리는 0.001 내지 50mm가 되게 위치시킨다.Further, the distance between the friction
바람직하게는 마찰 교반 접합용 공구(110)와 티그 토치(120)와의 이격거리는 20mm가 되게 위치시킨다.Preferably, the distance between the friction
이후, 마찰교반 접합용 공구(110)를 역회전 방향으로 즉, 공구(110) 진행방향에 대해 시계반대방향 회전시키면서 제1 및 제2 박판모재(101)(102)와 맞닿아 마찰열을 발생시키고, 티그토치(120)는 접합부(104)에 예열을 실시하며, 접합부(104)를 따라 이송하면서 접합작업을 수행한다.Thereafter, the friction
이때, 마찰 교반 접합용 공구(110)의 회전속도는 300 내지 1600rpm이고, 전진속도는 분당 50 내지 150mm이고 가압력은 50 내지 3000kgf이며, 마찰교반접합용 공구(110)의 저면과 접합부(104)의 표면과의 사이각은 0 내지 10°가 되게 적용하는 것이 바람직하다.At this time, the rotational speed of the friction
이러한 과정에 의해 티그 토치(120)가 마찰교반 접합용 공구(110)보다 선행하여 제1 및 제2 박판모재(101)(102)의 접합부(104)에 예열함으로써 마찰교반 접합용 공구(110)의 회전으로 인하여 숄더부(113)의 저면과 제1 및 제2 박판모재(101)(102)의 접합부(104)를 중심으로 접촉되는 부분에서 발생하는 마찰열과 함께 제1 및 제2 박판모재(101)(102)를 용이하게 소성유동을 일으키게 하고, 대등한 온도분포를 형성하게 하여 접합하게 된다. By this process, the friction
도 4에서 위에 있는 사진은 0.5mm 두께의 스테인레스강소재의 박판에 대해티그토치에 의한 예열을 수행하지 않고 마찰접합 한 경우 접합부의 단면을 나타낸 사진이고, 아래에 있는 사진은 동일 박판에 대해 예열과정을 수행하면서 마찰접합한 경우 접합부의 단면을 나타낸 사진이다. 4 is a photograph showing a cross section of a joint portion when friction welding is performed without preheating by a teg torch on a thin plate of a stainless steel material having a thickness of 0.5 mm, and the photographs shown below show a preheating process Fig. 3 is a photograph showing a cross-section of the joint when performing friction joining.
도 4를 통해 알 수 있는 바와 같이 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)을 이용하여 0.5mm 두께의 스테인레스강소재의 박판에 대해 예열을 수행하면서 마찰교반한 경우 접합부(104)에 균열, 기공 및 금속간 화합물이 거의 발생되지 않았으며 건전한 접합부를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다.As can be seen from FIG. 4, when a thin plate of a stainless steel material having a thickness of 0.5 mm is preheated using a hybrid friction stir welding system (FSW-TIG) It is confirmed that almost no intermetallic compound is generated and a sound joint can be obtained.
또한, 도 5에는 티그토치(120)를 적용하지 않은 마찰교반 접합 방식(FSW)과 티크토치(120)를 적용한 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-GWAT)을 이용하여 접합한 시험편에 대해 인장강도를 측정한 결과를 나타내 보였다.5 shows tensile strengths of test pieces bonded using a friction stir joining system (FSW) without the use of the
도 5를 통해 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-GWAT)을 이용하여 접합할 경우 접합부(104)의 인장강도는 모재의 인장강도를 상호하는 우수한 접합특성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있다.As can be seen from FIG. 5, when the joining is performed using the hybrid friction stir welding system (FSW-GWAT) according to the present invention, the tensile strength of the
또한, 도 6에는 본 발명에 따른 하이브리드 마찰교반 접합 시스템(FSW-TIG)을 이용하여 접합한 접합부에 대한 피로시험결과를 나타내 보인 사진으로, 모재의 70%항복응력 범위에서 시험한 경우 200만회 이상에서도 파단되지 않은 결과를 보여주었다. 6 is a photograph showing the result of fatigue test for joints bonded using the hybrid friction stir welding system (FSW-TIG) according to the present invention. When the test was carried out in a 70% yield stress range of the base material, And showed no fracture results.
이상에서 설명된 바와 같이 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법에 의하면 박판 접합부늬 인장강도는 물론 취성파괴 양상을 억제할 수 있으며, 공구의 마모를 줄이고, 접합속도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the joining method of the thin plate steel material by the hybrid friction stir, it is possible to suppress not only the tensile strength of the thin plate joint but also the brittle fracture aspect, reduce the wear of the tool, and improve the joining speed.
100 : 하이브리드 마찰교반 접합시스템
101 : 제1박판모재 102 : 제2박판모재
104 : 접합부 110 : 마찰교반 접합용 공구
115 : 스핀들 120 : 티그 토치
130 : 좌표 설정 지그100: Hybrid friction stir welding system
101: first thin plate base material 102: second thin plate base material
104: joint part 110: tool for friction stir welding
115: spindle 120: teg torch
130: Coordinate setting jig
Claims (5)
상기 박판모재는 철강소재가 적용되고,
상기 마찰교반 접합용 공구는 스핀들에 일부가 삽입되는 몸통부와, 상기 몸통부로부터 하방으로 연장되며 저면이 제1외경을 갖으며 평평하게 형성되어 상기 접합부에 접촉되는 숄더부를 갖는 구조로 되어 있으며, 상기 숄더부에는 상기 제1외경보다 작으며 상기 숄더부에서 하방으로 돌출된 핀이 없는 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법.A friction stir welding tool for generating frictional heat while contacting and rotating with the joint of the thin plate base material arranged so that two thin plate base materials having a thickness of 1 mm or less abut against each other to form a joint portion; 1. A method of joining a thin plate preform using a hybrid friction stir joining system comprising a teat torch which preheats the joining portion by arc heat in advance,
The thin plate base material is made of a steel material,
Wherein the friction stir welding tool has a body portion that is partially inserted into the spindle and a shoulder portion that extends downward from the body portion and has a bottom surface having a first outer diameter and is formed to be flat and in contact with the joint portion, Wherein the shoulder portion has a pin which is smaller than the first outer diameter and protrudes downward from the shoulder portion, is applied to the shoulder portion.
상기 티그 토치를 상기 마찰 교반 접합용 공구 보다 선행시킬 때 상기 제2모재 쪽에만 위치된 상태를 유지하면서 아크열을 통해 상기 티타늄 합금을 예열하고, 상기 마찰 교반 접합용 공구의 숄더를 상기 접합부의 중앙에 위치시킨 상태에서 진행방향에 대해 반시계방향으로 회전시키면서 상기 접합부를 가압하면서 마찰열을 이용하여 소성유동을 유도하고, 소성유동에 의해 상기 모재가 대등한 온도분포를 갖게 하면서 상기 접합부를 따라 이동시키면서 용접하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법.The method of claim 1, wherein the steel material is at least one of stainless steel and carbon steel,
Preheating the titanium alloy through the arc heat while maintaining the state of being positioned only on the side of the second base material when the tug torch is preceded by the friction stir welding tool, While rotating the ferrule in a counterclockwise direction with respect to the advancing direction, the frictional heat is induced by using the frictional heat while the base material is moved along the abutting portion with the equal temperature distribution by the plastic flow Wherein the welding is carried out by means of hybrid friction stir welding.
상기 티크 토치는 X, Y, Z축 좌표 설정지그를 통해 좌표 설정이 가능하고, 상기 X,Y축 좌표 설정지그는 가이드바를 따라 움직일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 마찰교반에 의한 박판 철강소재의 접합방법.The method according to claim 1,
Wherein the teak torch is capable of setting coordinates through an X, Y, Z axis coordinate setting jig, and the X, Y axis coordinate setting jig is movable along a guide bar. Bonding method.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110603116A (en) * | 2017-09-27 | 2019-12-20 | 日本轻金属株式会社 | Method for manufacturing liquid cooling jacket |
| KR20210037908A (en) | 2019-09-30 | 2021-04-07 | 황재훈 | User-Customized cometic management system |
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2014
- 2014-12-11 KR KR1020140178029A patent/KR20160071483A/en not_active Ceased
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