레이저 스티치 용접을 적용한 자동차 카울 용접부의 기계적 특성

Abstract

최근 자동차업계는 연비향상, 환경오염 및 지구 온난화 등에 대비하여 이산화탄소의 배출이 적고 연비가 대폭 향상된 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등 친환경 자동차 개발에 초점을 맞추고 있을 뿐만 아니라 자동차에 적용중인 강판의 재질을 고장력강으로 대체하여 자동차의 경량화 및 연비향상에 이바지하고 운전자의 안전을 확보하는데 일조하고 있다. 또한 경량화, 생산성 향상 및 고품질의 자동차를 생산하기 위한 방법으로 점용접 대신 레이저 스티치 용접을 자동차에 적용한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 점용접은 Filler material이 불필요하고 비숙련공이 기계를 조작할 수 있는 반면 용접 후 용접부에 압흔이 생성되며 전극 직경에 따라 Flange의 면적이 증가하고 이에 따른 자동차의 중량이 증가하게 되며 또한 점용접은 복잡한 형상의 부품에 적용하기 힘들다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라 카울에 적용되는 점용접의 단점을 보완하고 생산성향상 및 고품질의 제품을 생산하기 위해 레이저 스티치 용접을 적용한 연구를 진행하고 있다. 레이저 스티치 용접은 용접부의 강도를 향상 시키고 용접부의 면적을 최소화하여 자동차의 중량을 감소시키고 용접변형을 최소화하여 고품질의 제품생산을 생산할 수 있으며 레이저 용접에 비해 전력소모가 적고 복잡한 형상에도 적용 가능하다. 또한 점용접에 비해 용접속도가 빠르므로 생산성 향상시킬 수 있으며 한 대의 용접기로 상당한 부분의 용접을 할 수 있으므로 공장라인을 간소화 할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 자동차 카울에 적용되는 고강도강판(HSS:high strength steel) SGACC 60/60와 SGARC 340 판재에 점용접과 레이저 스티치용접을 실시하여 각각의 최적 용접조건을 도출하여 레이저 스티치 용접의 비드길이, 피치간격 변화에 따른 기계적 특성 및 금속학적 특성을 분석하여 점용접과 비교/평가하여 레이저 스티치 용접의 산업분야 적용 가능성을 고찰하고자 하였다.