KR101620672B1 - 이종 금속 용접부의 부식방지방법 - Google Patents

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Abstract

이종 금속 용접부 부식방지방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면인 이종 금속 용접부 부식방지방법은 이종 금속 상호간을 용접하는 단계; 상기 용접에 의해 형성된 용접부에 발수성 절연피막 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 발수성 절연피막 형성용 조성물을 열처리하여 발수성 절연피막을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

이종 금속 용접부의 부식방지방법{METHOD FOR PREVENTING CORROSION OF DISSIMILAR METAL WELDS}
본 발명은 이종 금속 용접부의 부식방지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이종 금속 용접부의 표면에서 발생하는 갈바닉(Galvanic) 부식을 방지하는 방법에 관한 것이다.
최근 IT 산업의 급속한 발전으로 전자기기의 경량화, 소형화가 이루어지면서, 전자기기를 구성하는 부품의 경량화 및 일체화가 이뤄지고 있다. 그 일 예로써, 종래 전자기기를 구성하는 부품 중 이종 금속의 접합에 의해 제조되는 부품의 종류가 증가하고 있다.
한편, 종래에는 이종 금속의 접합에 주로 절연소재인 접착제를 사용하여 왔으나, 최근 공정의 단순화 및 경제성 측면에서 유리한 용접이 주로 적용되고 있다. 그런데, 이 경우 접합된 이종 금속이 부식 환경에 노출되었을 때, 용접부 주위에 갈바닉(Galvanic) 부식 조건이 형성되어 부식이 급격하게 진행되는 문제가 있다.
본 발명의 일 측면은, 이종 금속 용접부의 표면에서 발생하는 갈바닉(Galvanic) 부식을 방지하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 측면은, 이종 금속 상호간을 용접하는 단계; 상기 용접에 의해 형성된 용접부에 발수성 절연피막 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및 상기 발수성 절연피막 형성용 조성물을 열처리하여 발수성 절연피막을 형성하는 단계를 포함하는 이종 금속 용접부 부식방지방법을 제공한다.
덧붙여, 상기한 과제의 해결 수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것은 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점 및 효과는 하기의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따르면, 이종 금속 용접부의 표면에서 발생하는 갈바닉(Galvanic) 부식을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 부식전위가 상이한 이종 금속의 용접부가 부식 환경에 노출된 경우, 부식 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따라 이종 금속의 용접부에 발수성 절연피막을 형성하는 경우에 있어서, 갈바닉 부식 발생이 억제되는 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 3은 분사형 피막 도포 장치의 모식도이다.
도 4는 스크래퍼형 피막 도포 장치의 모식도이다.
도 5는 본 발명의 발명예 1 및 비교예 1에 따른 이종 금속 용접부의 염수분무시험 48시간 경과 후 표면을 관찰한 사진이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명에서 이종금속이란, 부식전위가 서로 상이한 제 1 금속(1) 및 제 2 금속(2)을 의미한다.
갈바닉 부식이란 부식전위가 상이한 이종 금속(1,2)이 서로 전기적으로 접촉하였을 때 발생되는 부식의 한 종류로써, 특히, 동일한 종류의 합금 소재라고 하더라도 첨가원소의 종류, 함량 및 미세조직 등의 영향으로 인하여 부식전위가 상이할 수 있으며, 따라서 동일한 종류의 합금 소재 간에도 갈바닉 부식이 일어날 수 있다.
한편, 갈바닉 부식이 일어나기 위해서는 다음의 세 가지 조건을 만족하여야 하는데, 1)이종 금속간 부식전위의 차이가 있어야 하며, 2)전기적으로 서로 접촉되어 있어야 하고, 3)동일한 부식환경에 노출되어야 한다. 이 중 한 가지 조건이라도 만족하지 않을 경우 갈바닉 부식은 발생하지 않게 된다.
즉, 부식전위가 상이한 이종 금속의 용접부가 부식 환경에 노출된 경우, 예컨대, 도 1에 나타낸 바와 같이 상기 부식전위가 상이한 이종 금속(1,2)의 용접부(3)가 침수된 경우, 이종 금속(1,2)은 용접부(3)를 통해 전기적으로 서로 접촉되어 있을 뿐만 아니라, 용접부 표면의 물이 전해질 역할을 수행함으로써 동일한 부식환경에 노출되어 갈바닉 부식이 발생하게 되는 것이다.
본 발명자들은 상기 세 가지 조건 중 동일한 부식환경에 노출되는 것을 방지함으로써, 이종 금속 용접부의 표면에서 발생하는 갈바닉 부식을 방지하고자 하였으며, 이를 위한 최적의 방법을 본 발명에서 제안하고자 한다.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이종 금속(1,2) 상호간을 용접한 후, 상기 용접에 의해 형성된 용접부(3)에 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)을 도포하고, 이를 열처리하여 발수성 절연피막(20)을 형성함으로써, 이종 금속이 동일한 부식환경에 노출되는 것을 방지하고, 갈바닉 부식 발생을 방지하고자 한 것이다.
상기 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)의 종류는 특별히 한정하지 않으며, 용접 금속과 접착력이 우수하고 부가적인 화학 반응을 일으키지 않는다면 당해 기술분야에서 통상적으로 이용되는 모든 종류의 조성물을 이용할 수 있다. 예컨대, 실리콘계 접착제를 이용할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 열처리시 용접부(3)의 온도는 55~65℃인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해 발수성 절연피막 형성용 조성물의 경화 시간을 급격히 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 열에 의한 조성물의 변성을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)의 도포 및 열처리는 동시에 이루어질 수 있으며, 이 때, 상기 열처리는 용접에 의해 발생하는 잔열을 이용할 수 있다.
한편, 용접장치 및 피막 도포 장치를 용접선 상에 상호 직렬로 구비하여 용접을 수행할 수 있으며, 이 경우, 용접, 피막 도포 및 열처리를 동시에 수행할 수 있어 시간적 손실을 줄일 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 발수성 절연피막 형성용 조성물의 도포는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 분사형 피막 도포 장치(100)에 의해 이루어 질 수 있다. 상기 분사형 피막 도포 장치(100)는 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)을 수용하는 하우징(120) 및 상기 하우징 내부에 위치하여 공기를 분사하는 공기 분사 노즐(110)로 구성될 수 있으며, 공기 분사 노즐(110)에서 분사되는 공기의 압력에 의해 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)이 분사되게 된다. 이 경우, 용접비드 및 용접부 단차 등에 관계 없이 피막 형성이 용이하며, 빠른 속도로 조성물의 도포가 가능하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 발수성 절연피막 형성용 조성물의 도포는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스크래퍼형 피막 도포 장치에 의해 이루어 질 수 있다. 상기 스크래퍼형 피막 도포 장치(200)는 발수성 절연피막 형성용 조성물(10)을 수용하는 하우징(210)을 포함할 수 있으며, 이종금속의 표면에 접촉한 채로 이동된다. 이 경우, 피막의 두께 및 폭 등을 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 권리범위는 특허청구범위에 기재된 사항과 이로부터 합리적으로 유추되는 사항에 의해 결정되는 것이기 때문이다.
( 실시예 )
AZ91D 마그네슘 합금 판재(부식전위: -1.52VSCE) 및 이종 마그네슘 합금(1% Al) 판재(부식전위: -1.59VSCE)를 레이저 용접방법에 의해 용접하여 이종 금속 용접부를 제조하였다(비교예 1).
이후, 상기 이종 금속 용접부 표면에 발수성 절연피막 형성을 위한 실리콘계 접착제를 도포하고 열처리하여 발수성 절연피막을 형성하였다(발명예 1).
발수성 절연피막 형성 유무에 따른 갈바닉 부식 발생 유무를 평가하기 위해, 상기 발명예 1 및 비교예 1의 이종 금속 용접부를 대상으로 염수분무시험(KS-C-0223에 준하는 염수분무 규격시험)으로 부식촉진시험을 수행하였다. 염수분무시험 48시간 경과 후, 그 표면을 관찰하여 도 5에 나타내었다.
도 5(a)는 비교예 1에 따른 이종 금속 용접부의 염수분무시험 48시간 경과 후 표면을 관찰한 사진으로, 이종 금속 중 부식전위가 낮은 1% Al 함유 마그네슘 합금 판재에서 부식이 심하게 발생하였음을 확인할 수 있다.
반면, 도 5(b)는 발명예 1에 따른 이종 금속 용접부의 염수분무시험 48시간 경과 후 표면을 관찰한 사진으로, 갈바닉 부식이 효과적으로 방지되었음을 확인할 수 있다.
1: 제 1 금속 2: 제 2 금속
3: 용접부 10: 발수성 절연피막 형성용 조성물
20: 발수성 절연피막 100: 분사형 피막 도포 장치
110: 공기 분사 노즐 120: 하우징
200: 스크래퍼형 피막 도포 장치 210: 하우징

Claims (7)

  1. 이종 금속 상호간을 용접하는 단계;
    상기 용접에 의해 형성된 용접부에 실리콘계 접착제를 포함하는 발수성 절연피막 형성용 조성물을 도포하는 단계; 및
    상기 발수성 절연피막 형성용 조성물을 열처리하여 발수성 절연피막을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 열처리시 용접부의 온도는 55~65℃인 이종 금속 용접부 부식방지방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    발수성 절연피막 형성용 조성물의 도포 및 열처리가 동시에 이루어지며, 상기 열처리는 용접에 의해 발생하는 잔열을 이용하는 것인 이종 금속 용접부 부식방지방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    발수성 절연피막 형성용 조성물의 도포는 분사형 피막 도포 장치에 의해 이루어지는 이종 금속 용접부 부식방지방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    발수성 절연피막 형성용 조성물의 도포는 스크래퍼형 피막 도포 장치에 의해 이루어지는 이종 금속 용접부 부식방지방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 이종 금속은 부식 전위가 상이한 마그네슘 금속인 이종 금속 용접부 부식방지방법.
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