[실험보고서]마찰용접 시 용접부의 기계적 성질 고찰

본문내용

며 시험편 준비는 선반과 밀링머신을 이용, 축 단면을 절단하여 채취한 시험편을 폴리코트(Ploycoat)로 마운팅한 다음 용접 단면을 #200, #600, #800, #1500의 샌드페이퍼(Sandpaper)로 1차 연마한 후 2차 연마재로 입경 1μm의 알루미나 파우더를 증류수와 혼합하여 사용하였고, 그라인드 폴리셔(Model 95-2810)로 폴리싱하였다. 시험편의 부식은 나이텔(Nital) 3%로 에칭액을 만들었으며, 시험편을 에칭액에 3초(SM45C)에서 15분간(SKH51) 담근 후 에칭액 제거를 위하여 흐르는 물에 세척하고 알코올로 최종 씻어내어 드라이어로 다시 2분간 건조시켜 부식을 시켰다.
현미경조직 검사에서 용접계면과 돌기의 일정 거리에서 SKH51에 크랙이 발생하는 특이한 현상을 발견하였다. 이는 SKH51의 돌기형상으로 인하여 발생한 것으로 추정되며, 이와 같은 현상은 마찰용접이 일어나는 순간 돌기부분이 용융된 후 응고 시 돌기부분이 아닌 빈 공간을 채우면서 발생한 것으로 보이며, 이로 인하여 굽힘강도가 아주 약한 상태로 시험된 것으로 유추 할 수 있다. 또한 돌기길이가 길수록 용접계면에서 크랙까지의 거리가 멀어짐을 알 수 있었으며, 이는 위의 사실을 증명해 줄 수 있는 부분으로 해석할 수 도 있다. 조직검사는 아래와 같이 제시하였다.
[조직검사사진]
부위
크랙의 상단 플래쉬부
크랙의 상단부
크랙의 중간부
돌기길이
(3mm)
부위
크랙의 하단부
크랙의 하단 플래쉬부
돌기길이
(3mm)
부위
크랙의 상단 플래쉬부
크랙의 상단 플래쉬부
크랙의 상단부
돌기길이
(5mm)
부위
크랙의 중간부
크랙의 하단부
크랙의 하단 플래쉬부
돌기길이
(5mm)
5. 경도시험
경도 시험은 용접시험편의 축 단면을 절단하여 연마(Polishing)한 후, 마이크로비커어스 경도시험기의 클램프에 고정시킨 후 하중을 200g의 하중으로 설정한 후 Fig. 3과 같이 플래쉬부, Center와 R/2지점의 경도 변화를 관찰하였다.
Fig. 3 Hardness measurement point from the welding section
SKH51
SM45C
플래쉬 부분
433.5
271.6
R/2 부분
451.8
277.8
Center 부분
531.3
276.2
6. 결과 및 고찰
인장시험에서는 높은 압력으로 인하여 돌기길이가 3mm일때 가장 높았다.
굽힘시험에서는 인장시험편의 마찰 조건(P1,P2압력)보다 조금 낮은 압력으로 접합하여 시행하였으며, 돌기 길이가 1mm일때 465MPa이였으며, 나머지 시편은 모두 ‘0’ 나왔다. 이는 조직시험에서 크랙이 발생하였는데 용접시 돌기형상으로 인하여 생성된 것으로 추정할 수 있다.
조직검사에서는 크랙이 생성되는 것을 발견할 수 있었다. 이는 돌기형상이 마찰용접시 결함을 생성시켜 마찰용접의 최적 조건을 충족시키지 못한다. 따라서 마찰용접의 결함에 관하여 또는 결함 발생을 줄이는 방향으로 연구해 볼 만한 가치가 있다.
경도시험에서는 조직시험에서 발생한 크랙으로 인하여 본 실험값은 별 의미 없는 것으로 사료된다.

키워드

실험보고서,   마찰용접,   용접부,   기계적성질