Analysis of Temperature and Mechanical Properties of Al1050 According to FSW Process Parameters

마찰 교반 용접(FSW: Friction stir welding, 이하 FSW)은 고상 접합 방식으로, 용융점이 낮은 알루미늄 합금 접합에 많이 사용되고 있다. FSW는 용접 시 열 영향부가 적고 변형을 줄일 수 있다는 장점이 있으나, 공정 중 공구의 회전 또는 이동 등 공정 조건에 의한 마찰열이 발생한다. 이때 발생한 마찰열은 용접부 물성에 영향을 미치므로 공정조건에 의한 영향을 분석할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 FSW 공정 조건에 따른 온도와 기계적 특성에 미치는 영향을 분석하여 최적 공정 조건을 탐색하고자 한다. FSW 공정은 기계적 특성과 공정 중 발생하는 온도에 영향이 있는 공구의 회전 속도, 이동 속도 그리고 잔류 시간을 변수로 하여 진행하였다. 공정 조건에 따라 공정 중 최대 온도를 측정하고 인장 시험을 통해 기계적 특성을 분석하였다. 연구 결과 잔류 시간은 용접 품질에 영향을 주어 최적의 공정 조건을 결정하기 위한 필수 요소임을 확인했다. 또한, 응력이 최대인 이동 속도 900 mm/min, 회전 속도 1200 rpm 그리고 잔류시간 3 s의 조건에서 최대 인장 응력이 약 88 MPa로 확인되어 Al1050의 FSW 공정의 최적 조건이라고 판단하였다. 향후 연구에서는 온도 분포, 미세조직, 파단면 분석 결과를 종합적으로 활용하여, 용접 품질을 높이는 원리를 확립하고 도출된 최적 조건의 정확성을 높일 계획이다.