KR20210073875A - Friction stir welding method of high strength material - Google Patents

Friction stir welding method of high strength material Download PDF

Info

Publication number
KR20210073875A
KR20210073875A KR1020190164620A KR20190164620A KR20210073875A KR 20210073875 A KR20210073875 A KR 20210073875A KR 1020190164620 A KR1020190164620 A KR 1020190164620A KR 20190164620 A KR20190164620 A KR 20190164620A KR 20210073875 A KR20210073875 A KR 20210073875A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
strength material
friction stir
stir welding
strength
low
Prior art date
Application number
KR1020190164620A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102375236B1 (en
Inventor
김성욱
천창근
Original Assignee
재단법인 포항산업과학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인 포항산업과학연구원 filed Critical 재단법인 포항산업과학연구원
Priority to KR1020190164620A priority Critical patent/KR102375236B1/en
Publication of KR20210073875A publication Critical patent/KR20210073875A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102375236B1 publication Critical patent/KR102375236B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/123—Controlling or monitoring the welding process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/12—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding
    • B23K20/122—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding
    • B23K20/1275—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating the heat being generated by friction; Friction welding using a non-consumable tool, e.g. friction stir welding involving metallurgical change
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

The present invention is to provide a friction stir welding method for high-strength materials that suppresses deterioration of the lifespan of a friction stir welding tool even when friction stir welding of high-strength materials using the friction stir welding tool. According to the present invention, the friction stir welding method for high-strength materials comprises the steps of: bonding the edges of a low-strength material to the edges of a first high-strength material and a second high-strength material in contact with each other; preheating the first high-strength material and the second high-strength material by rubbing the surface of the low-strength material with a friction stir welding tool and using the heat of the low-strength material; and moving the friction stir welding tool from the surface of the low-strength material to the contact surface between the first high-strength material and the second high-strength material to perform friction stir welding between the first high-strength material and the second high-strength material.

Description

고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법{FRICTION STIR WELDING METHOD OF HIGH STRENGTH MATERIAL}Friction stir welding method of high-strength materials {FRICTION STIR WELDING METHOD OF HIGH STRENGTH MATERIAL}

본 기재는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법에 관한 것이다.The present disclosure relates to a friction stir welding method for high-strength materials.

일반적으로, 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법은 회전하는 마찰 교반 용접 툴을 서로 접하는 피접합체들과 마찰하여 발열함으로써 융점 이하에서 피접합체들 간의 접합이 이루어지도록 하는 방법이다.In general, a friction stir welding method of a high-strength material is a method of generating heat by rubbing a rotating friction stir welding tool with objects to be in contact with each other so that joining between the objects to be joined is made below a melting point.

종래의 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법에 이용되는 마찰 교반 용접 툴은 내마모성 및 고온 강도가 높은 툴 소재인 텅스텐 및 초경소재 등을 포함하였다.The friction stir welding tool used in the conventional friction stir welding method of high-strength materials includes tungsten and cemented carbide, which are tool materials with high wear resistance and high temperature strength.

최근, 다양한 합금계를 포함하는 마찰 교반 용접 툴 소재가 개발되고 있으나, 툴 소재의 내마모성 및 고온 강도가 부족하여 용접 대상이 되는 피접합체는 주로 알루미늄, 구리, 마그네슘 등의 저강도 소재에 한정되고 있다.Recently, friction stir welding tool materials including various alloys have been developed, but due to the lack of wear resistance and high-temperature strength of the tool material, the welded object to be welded is mainly limited to low-strength materials such as aluminum, copper, and magnesium. .

피접합체들로서 티타늄, 철강 등의 고강도 소재들을 마찰 교반 용접 툴을 이용해 마찰 교반 용접할 경우, 마찰 교반 용접 툴 수명이 급격히 저하되는 문제가 있다.When friction stir welding of high-strength materials, such as titanium, steel, etc., to be joined using a friction stir welding tool, there is a problem in that the life of the friction stir welding tool is rapidly reduced.

일 실시예는, 마찰 교반 용접 툴을 이용해 고강도 소재들을 마찰 교반 용접하더라도, 마찰 교반 용접 툴의 수명이 저하되는 것을 억제하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 제공하고자 한다.One embodiment is to provide a friction stir welding method of a high-strength material that suppresses a decrease in the lifespan of the friction stir welding tool, even when friction stir welding of high-strength materials using a friction stir welding tool.

일 측면은 서로 접촉하는 제1 고강도 소재와 제2 고강도 소재의 테두리들에 저강도 소재의 테두리를 접합하는 단계, 마찰 교반 용접 툴로 상기 저강도 소재의 표면을 마찰하여 상기 저강도 소재의 발열을 이용해 상기 제1 고강도 소재 및 상기 제2 고강도 소재를 예열하는 단계, 및 상기 마찰 교반 용접 툴을 상기 저강도 소재의 표면으로부터 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재 사이의 접촉면으로 이동시켜 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재 사이를 마찰 교반 용접하는 단계를 포함하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 제공한다.One side is the step of joining the edge of the low-strength material to the edges of the first high-strength material and the second high-strength material in contact with each other, using a friction stir welding tool to rub the surface of the low-strength material to use the heat of the low-strength material preheating the first high strength material and the second high strength material, and moving the friction stir welding tool from the surface of the low strength material to the contact surface between the first high strength material and the second high strength material to make the first It provides a friction stir welding method of a high-strength material comprising the step of friction stir welding between the high-strength material and the second high-strength material.

상기 제1 고강도 소재, 상기 제2 고강도 소재, 및 상기 저강도 소재는 동일한 금속 재료를 포함할 수 있다.The first high-strength material, the second high-strength material, and the low-strength material may include the same metal material.

상기 제1 고강도 소재 및 상기 제2 고강도 소재는 티타늄 합금을 포함하며, 상기 저강도 소재는 순수 티타늄을 포함할 수 있다.The first high-strength material and the second high-strength material may include a titanium alloy, and the low-strength material may include pure titanium.

상기 제1 고강도 소재, 상기 제2 고강도 소재, 및 상기 저강도 소재는 동일한 두께를 가질 수 있다.The first high-strength material, the second high-strength material, and the low-strength material may have the same thickness.

서로 접촉하는 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재의 테두리들과 상기 저강도 소재의 테두리 사이를 용접하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include welding between the edges of the first high-strength material and the second high-strength material in contact with each other and the edges of the low-strength material.

일 실시예에 따르면, 마찰 교반 용접 툴을 이용해 고강도 소재들을 마찰 교반 용접하더라도, 마찰 교반 용접 툴의 수명이 저하되는 것을 억제하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법이 제공된다.According to one embodiment, even when friction stir welding of high-strength materials using a friction stir welding tool, a friction stir welding method of a high-strength material is provided that suppresses a decrease in the lifespan of the friction stir welding tool.

도 1은 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법의 효과를 확인한 제1 실험예를 나타낸 사진들이다.
도 4는 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법의 효과를 확인한 제2 실험예를 나타낸 사진들이다. 1 is a flowchart illustrating a friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment.
2 is a view showing a friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment.
3 is a photograph showing the first experimental example confirming the effect of the friction stir welding method of high-strength material according to an embodiment.
4 is a photograph showing a second experimental example confirming the effect of the friction stir welding method of high-strength material according to an embodiment.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part "includes" a certain component, this means that other components may be further included, rather than excluding other components, unless otherwise stated.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 설명한다.Hereinafter, a friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 .

도 1은 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 나타낸 순서도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법을 나타낸 도면이다.1 is a flowchart illustrating a friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment. 2 is a view showing a friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)의 테두리들에 저강도 소재(LS)의 테두리를 접합한다(S100).1 and 2 , first, the edges of the low-strength material LS are bonded to the edges of the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 in contact with each other ( S100 ).

구체적으로, 마찰 교반 용접 대상인 제1 고강도 소재(HS1)의 테두리와 제2 고강도 소재(HS2)의 테두리를 서로 접촉시킨다. 그리고 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)의 테두리들에 저강도 소재(LS)의 테두리를 접합한다. 여기서, 저강도 소재(LS)의 접합은 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2) 중 적어도 하나와 저강도 소재(LS) 사이를 연결하는 추가의 고정 부재를 이용해 수행될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2)와 저강도 소재(LS) 사이의 접합 부분에서 유격이 없도록 사전 가공을 수행할 수 있다. Specifically, the edge of the first high-strength material HS1 to be friction stir welding is brought into contact with the edge of the second high-strength material HS2. And the edge of the low-strength material LS is bonded to the edges of the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 that are in contact with each other. Here, the bonding of the low-strength material LS may be performed using an additional fixing member connecting at least one of the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 and the low-strength material LS. , but is not limited thereto. The pre-machining may be performed so that there is no play in the joint portion between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 and the low-strength material LS in contact with each other.

제1 고강도 소재(HS1), 제2 고강도 소재(HS2), 저강도 소재(LS)는 동일한 금속 재료를 포함한다.The first high-strength material HS1 , the second high-strength material HS2 , and the low-strength material LS include the same metal material.

저강도 소재(LS)는 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소제(HS2)와 조성계가 동일하면서 순도가 높은 소재일 수 있다. The low-strength material LS may be a material having the same composition as that of the first high-strength material HS1 and the second high-strength cleaning agent HS2 and high purity.

제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2)가 고강도 티타늄 합금을 포함할 경우, 저강도 소재(LS)는 티타늄 순도가 높은 순수 티타늄을 포함할 수 있다. 저강도 소재(LS)는 순도가 높을수록 좋으나, 초고순도계의 소재는 필요 없으며, 공업용 순수 조성계의 소재일 수 있다.When the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 include a high-strength titanium alloy, the low-strength material LS may include pure titanium with high titanium purity. The higher the purity of the low-strength material (LS), the better, but there is no need for an ultra-high-purity material, and it may be an industrial pure composition-based material.

일례로, 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2)는 Ti-6Al-4V 티타늄 합금을 포함할 수 있으며, 저강도 소재(LS)는 CP-Ti 순수 티타늄을 포함할 수 있다.For example, the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 may include Ti-6Al-4V titanium alloy, and the low-strength material LS may include CP-Ti pure titanium.

제1 고강도 소재(HS1), 제2 고강도 소재(HS2), 및 저강도 소재(LS)는 판 형태를 가지며, 제1 고강도 소재(HS1), 제2 고강도 소재(HS2), 및 저강도 소재(LS)는 동일한 두께를 가진다.The first high-strength material (HS1), the second high-strength material (HS2), and the low-strength material (LS) have a plate shape, and the first high-strength material (HS1), the second high-strength material (HS2), and the low-strength material ( LS) have the same thickness.

한편, 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)의 테두리들과 저강도 소재(LS)의 테두리 사이를 용접할 수 있다.Meanwhile, between the edges of the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 in contact with each other and the edges of the low-strength material LS may be welded.

구체적으로, 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)의 테두리들과 저강도 소재(LS)의 테두리 사이를 TIG(tungsten inert gas) 용접을 이용해 용접할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Specifically, it is possible to weld between the edges of the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 in contact with each other and the edges of the low-strength material LS using TIG (tungsten inert gas) welding. not limited

다음, 마찰 교반 용접 툴(10)로 저강도 소재(LS)의 표면을 마찰하여 저강도 소재(LS)의 발열을 이용해 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2)를 예열한다(S200).Next, the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 are preheated by rubbing the surface of the low-strength material LS with the friction stir welding tool 10 and using the heat of the low-strength material LS ( S200).

구체적으로, 마찰 교반 용접 툴(10)로 저강도 소재(LS)의 표면을 마찰하여 저강도 소재(LS)의 발열인 마찰열을 이용한 열전도에 의해 제1 고강도 소재(HS1) 및 제2 고강도 소재(HS2)를 예열한다.Specifically, the first high-strength material (HS1) and the second high-strength material (HS1) and the second high-strength material (HS1) and the second high-strength material ( HS2) is preheated.

여기서, 마찰 교반 용접 툴(10)은 공지된 다양한 구조를 가질 수 있으며, 마찰 교반 용접 툴(10)의 툴 소재는 공지된 고강도 소재의 용접용 툴을 적용할 수 있다. 일례로, 마찰 교반 용접 툴(10)의 툴 소재는 텅스텐 및 초경 소재 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Here, the friction stir welding tool 10 may have various known structures, and as the tool material of the friction stir welding tool 10, a known high strength welding tool may be applied. For example, the tool material of the friction stir welding tool 10 may include, but is not limited to, tungsten and a carbide material.

다음, 마찰 교반 용접 툴(10)을 저강도 소재(LS)의 표면으로부터 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이의 접촉면(CS)으로 이동시켜 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이를 마찰 교반 용접한다(S300).Next, by moving the friction stir welding tool 10 from the surface of the low-strength material LS to the contact surface CS between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2, the first high-strength material HS1 and friction stir welding between the second high-strength material HS2 (S300).

구체적으로, 마찰 교반 용접 툴(10)의 표면 마찰에 의한 저강도 소재(LS)의 발열이 충분히 발생되는 것을 확인하고, 마찰 교반 용접 툴(10)을 저강도 소재(LS)의 표면으로부터 서로 접촉하는 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이의 접촉면(CS)으로 이동시켜 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이를 마찰하여 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)를 서로 마찰 교반 용접한다.Specifically, it is confirmed that the heat generation of the low-strength material LS due to the surface friction of the friction stir welding tool 10 is sufficiently generated, and the friction stir welding tool 10 is brought into contact with each other from the surface of the low-strength material LS. moving to the contact surface CS between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 to rub between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2, and the first high strength material HS1 ) and the second high-strength material (HS2) are friction stir-welded to each other.

이와 같이, 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법은 마찰 교반 용접 툴(10)을 이용해 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이를 마찰 교반 용접하더라도, 우선 마찰 교반 용접 툴(10)로 저강도 소재(LS)를 표면 마찰하여 저강도 소재(LS)의 발열인 마찰열을 이용한 열전도에 의해 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2)를 예열한 후 마찰 교반 용접 툴(10)로 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이의 접촉면(CS)을 마찰 교반 용접함으로써, 제1 고강도 소재(HS1)와 제2 고강도 소재(HS2) 사이를 용접하는 마찰 교반 용접 툴(10)의 수명이 저하되는 것을 억제한다.As such, in the friction stir welding method of a high-strength material according to an embodiment, even if friction stir welding is performed between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 using the friction stir welding tool 10, first, friction stir welding After preheating the first high-strength material (HS1) and the second high-strength material (HS2) by surface friction of the low-strength material (LS) with the welding tool (10) and heat conduction using frictional heat, which is the heat generation of the low-strength material (LS) By friction stir welding the contact surface CS between the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 with the friction stir welding tool 10, the first high-strength material HS1 and the second high-strength material HS2 are It suppresses that the lifetime of the friction stir welding tool 10 which welds between falls is suppressed.

즉, 고강도 소재들간의 마찰 교반 용접 시 고강도 소재들의 예열을 위한 추가적인 예열 장치가 필요치 않은 동시에 마찰 교반 용접 툴(10)의 수명이 저하되는 것을 억제하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법이 제공된다.That is, there is provided a friction stir welding method of high-strength materials that does not require an additional preheating device for pre-heating of high-strength materials during friction stir welding between high-strength materials and at the same time suppresses deterioration of the life of the friction stir welding tool 10 .

이하, 도 3을 참조하여 상술한 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법의 효과를 확인한 제1 실험예를 설명한다.Hereinafter, a first experimental example confirming the effect of the friction stir welding method of the high-strength material according to the embodiment described above with reference to FIG. 3 will be described.

도 3은 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법의 효과를 확인한 제1 실험예를 나타낸 사진들이다. 도 3의 (A)는 제1 실험예의 실험 순서를 나타낸 사진들이며, (B)는 제1 실험예의 실험 결과인 마찰 교반 용접된 판재들의 표면을 나타낸 사진이다.3 is a photograph showing the first experimental example confirming the effect of the friction stir welding method of high-strength material according to an embodiment. Figure 3 (A) is a photograph showing the experimental sequence of the first experimental example, (B) is a photograph showing the surface of the friction stir welded plate materials, the experimental result of the first experimental example.

도 3의 (A) 및 (B)를 참조하면, 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 판재들의 마찰 교반 용접 시 순티타늄(CP-Ti) 판재를 맞대고 접합하고 순티타늄(CP-Ti) 판재의 표면을 FSW 툴로 마찰하여 발열시킨 후 티타늄 합금(Ti-6Al-4V, Ti64) 판재들 사이를 마찰 교반 용접하였다.Referring to (A) and (B) of Fig. 3, when friction stir welding of titanium alloy (Ti-6Al-4V) plates, pure titanium (CP-Ti) plates are butt-to-jointed, and pure titanium (CP-Ti) plates are After heat was generated by rubbing the surface with a FSW tool, friction stir welding was performed between titanium alloy (Ti-6Al-4V, Ti64) plates.

제1 실험예의 실험 결과, FSW 툴이 순티타늄(CP-Ti) 판재에서 발열 후 티타늄 합금(Ti64) 판재들과 접촉 시 발열이 다소 줄어들었으나 다시 재가열되어 마찰 교반 용접이 진행되었다.As a result of the experiment of the first experimental example, after the FSW tool generated heat from pure titanium (CP-Ti) plates, the heat generation was somewhat reduced when it came into contact with titanium alloy (Ti64) plates, but it was reheated and friction stir welding was performed.

도 4는 일 실시예에 따른 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법의 효과를 확인한 제2 실험예를 나타낸 사진들이다. 도 4의 (A)는 제2 실험예의 실험 순서를 나타낸 사진들이며, (B)는 제2 실험예의 실험 결과인 마찰 교반 용접된 판재들의 표면을 나타낸 사진이다.4 is a photograph showing a second experimental example confirming the effect of the friction stir welding method of high-strength material according to an embodiment. Figure 4 (A) is a photograph showing the experimental sequence of the second experimental example, (B) is a photograph showing the surface of the friction stir welded plate materials, the experimental result of the second experimental example.

도 4의 (A) 및 (B)를 참조하면, 티타늄 합금(Ti-6Al-4V) 판재들의 마찰 교반 용접 시 순티타늄(CP-Ti) 판재를 TIG(tungsten inert gas) 용접으로 완전히 접합하고 순티타늄(CP-Ti) 판재의 표면을 FSW 툴로 마찰하여 발열시킨 후 티타늄 합금(Ti-6Al-4V, Ti64) 판재들 사이를 마찰 교반 용접하였다.4A and 4B, when friction stir welding of titanium alloy (Ti-6Al-4V) plates, pure titanium (CP-Ti) plates are completely joined by TIG (tungsten inert gas) welding and pure After heat was generated by rubbing the surface of the titanium (CP-Ti) plate with a FSW tool, friction stir welding was performed between the titanium alloy (Ti-6Al-4V, Ti64) plates.

제2 실험예의 실험 결과, FSW 툴이 순티타늄(CP-Ti) 판재에서 발열 후 티타늄 합금(Ti64) 판재들과 접촉 시 발열이 줄어들지 않고 마찰 교반 용접이 진행되었다.As a result of the experiment of the second experimental example, when the FSW tool generates heat from a pure titanium (CP-Ti) plate and then comes into contact with the titanium alloy (Ti64) plate, the heat generation does not decrease and friction stir welding proceeds.

본 이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the

제1 고강도 소재(HS1), 제2 고강도 소재(HS2), 저강도 소재(LS), 마찰 교반 용접 툴(10)First High Strength Material (HS1), Second High Strength Material (HS2), Low Strength Material (LS), Friction Stir Welding Tool (10)

Claims (5)

서로 접촉하는 제1 고강도 소재와 제2 고강도 소재의 테두리들에 저강도 소재의 테두리를 접합하는 단계;
마찰 교반 용접 툴로 상기 저강도 소재의 표면을 마찰하여 상기 저강도 소재의 발열을 이용해 상기 제1 고강도 소재 및 상기 제2 고강도 소재를 예열하는 단계; 및
상기 마찰 교반 용접 툴을 상기 저강도 소재의 표면으로부터 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재 사이의 접촉면으로 이동시켜 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재 사이를 마찰 교반 용접하는 단계
를 포함하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법.bonding the edges of the low-strength material to the edges of the first high-strength material and the second high-strength material in contact with each other;
preheating the first high-strength material and the second high-strength material by rubbing the surface of the low-strength material with a friction stir welding tool to use heat generated from the low-strength material; and
Friction stir welding between the first high strength material and the second high strength material by moving the friction stir welding tool from the surface of the low strength material to the contact surface between the first high strength material and the second high strength material
A friction stir welding method of high-strength materials comprising a. 제1항에서,
상기 제1 고강도 소재, 상기 제2 고강도 소재, 및 상기 저강도 소재는 동일한 금속 재료를 포함하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법.In claim 1,
The first high-strength material, the second high-strength material, and the low-strength material are friction stir welding method of a high-strength material including the same metal material. 제2항에서,
상기 제1 고강도 소재 및 상기 제2 고강도 소재는 티타늄 합금을 포함하며,
상기 저강도 소재는 순수 티타늄을 포함하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법.In claim 2,
The first high-strength material and the second high-strength material include a titanium alloy,
The low-strength material is a friction stir welding method of a high-strength material containing pure titanium. 제2항에서,
상기 제1 고강도 소재, 상기 제2 고강도 소재, 및 상기 저강도 소재는 동일한 두께를 가지는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법.In claim 2,
The first high-strength material, the second high-strength material, and the low-strength material are friction stir welding method of a high-strength material having the same thickness. 제1항에서,
서로 접촉하는 상기 제1 고강도 소재와 상기 제2 고강도 소재의 테두리들과 상기 저강도 소재의 테두리 사이를 용접하는 단계를 더 포함하는 고강도 소재의 마찰 교반 용접 방법.In claim 1,
The friction stir welding method of a high-strength material further comprising welding between the edges of the first high-strength material and the second high-strength material in contact with each other and the edge of the low-strength material.
KR1020190164620A 2019-12-11 2019-12-11 Friction stir welding method of high strength material KR102375236B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190164620A KR102375236B1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Friction stir welding method of high strength material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190164620A KR102375236B1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Friction stir welding method of high strength material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210073875A true KR20210073875A (en) 2021-06-21
KR102375236B1 KR102375236B1 (en) 2022-03-15

Family

ID=76600075

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190164620A KR102375236B1 (en) 2019-12-11 2019-12-11 Friction stir welding method of high strength material

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102375236B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002248582A (en) * 2001-02-23 2002-09-03 Hitachi Ltd Friction stir welding method
JP2018061980A (en) * 2016-10-13 2018-04-19 日本軽金属株式会社 Friction stir welding method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002248582A (en) * 2001-02-23 2002-09-03 Hitachi Ltd Friction stir welding method
JP2018061980A (en) * 2016-10-13 2018-04-19 日本軽金属株式会社 Friction stir welding method

Also Published As

Publication number Publication date
KR102375236B1 (en) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Watanabe et al. Joining of aluminum alloy to steel by friction stir welding
CN103108720A (en) System for using high rotary speed for minimizing the load during friction stir welding
JP2003170280A (en) Method for connecting different kinds of metallic materials
WO2007058257A1 (en) Method for joining members of different kinds
JP4656495B2 (en) Joining method and joining structure of oxide film forming material
JP2012183565A (en) Friction stir welding method and welding jig
JP2005288499A (en) Friction stir welding method and reforming method thereby
KR20180003878A (en) Method For Welding Dissimilar Materials of Different Thickness by Friction Stir Welding
EP1453634A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR JOINING OF METAL COMPONENTS, PARTICULARLY LIGHT METAL COMPONENTS
JP2003211270A (en) Method for joining aluminum and steel
JP3862640B2 (en) Resistance spot welding method for aluminum-based materials
JP2006224147A (en) Method for joining different materials and filler metal therefor
JP2010149134A (en) Friction stir welding method and friction stir welding apparatus
KR101276334B1 (en) Method For Welding Aluminium Alloy and Titanium Alloy By Hybrid Friction Stir Welding with Tungsten Inert Gas Welding
KR102375236B1 (en) Friction stir welding method of high strength material
JP2007289988A (en) Friction stir welding method
JP3091843B1 (en) Melt welding method
JP6357204B2 (en) Flux used for arc stud welding and arc stud welding method
JP2002283070A (en) Friction stir welding method for different kinds of metallic materials
Kah et al. Joining of sheet metals using different welding processes
JP2004160467A (en) Welding joint composed of different metals and production method used for the same
JP2002096182A (en) Bonding method, revolving tool and joining body by friction heating
JP2005186072A (en) Method of movable surface-friction welding for joining thin plate
JP6688755B2 (en) Metal thin plate joining method and metal thin plate joining structure
JP6794945B2 (en) Joining method

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant