고급 고강도 강판 서론
자동차 제조업체들은 차량의 중량을 줄이고 충돌 성능을 향상시키기 위해 고강도 강판의 사용을 늘리고 있습니다. 이러한 재료를 효과적으로 사용하기 위해서는 가스 금속 아크 용접(GMAW) 공정 조건이 용접 특성에 미치는 영향을 이해하는 것이 중요합니다. 본 글의 목표는 변형된 재료, 냉각 속도 조건, 필러 금속 선택, 희석 및 후베이킹이 코팅된 듀얼 페이즈(DP) 및 변형 유도 플라스틱성(TRIP) 강판의 GMA 용접 마이크로구조 및 기계적 특성에 미치는 영향을 특성화하는 것이었습니다.
고급 고강도 강판 실험 방법 고강도 강판
본 연구에서는 기계화된 GMA 용접을 통해 다양한 조건 하에서 코팅된 강판을 용접했습니다. 주요 연구 대상은 DP 780 및 TRIP 780이었으며, 비교를 위해 소량의 DP 980도 평가되었습니다.
재료 등급
표 1은 평가된 강판 등급과 각각의 공칭 두께 및 코팅 유형을 나타냅니다. DP 780 및 TRIP 780의 화학적 조성은 유도 결합 플라즈마(ICP) 분석을 통해 결정되었으며, DP 980의 조성은 제조업체 인증을 기반으로 합니다.
접합 유형
열영향부(HAZ) 특성화를 위해 랩 조인트 필릿 용접을 제작했습니다. 랩 조인트 필릿 용접과 스퀘어 그루브 버트 조인트 용접을 제작하여 융합 영역과 기계적 특성을 평가했습니다. 랩 조인트는 25.4mm의 중첩을 가졌으며, 랩 조인트는 140×203mm, 버트 조인트는 127×203mm 쿠폰을 사용했습니다.
냉각 속도 조건
용접 냉각 속도는 용접 공정 매개변수(즉, 용접 열 입력)와 공구 또는 기타 인접 재료에서의 열 흡수에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 높은 냉각 속도는 단락 전송과 구리 백킹 바를 사용하여 달성했으며, 낮은 냉각 속도는 스프레이 전송과 백킹 바를 사용하지 않고 달성했습니다.
후베이킹
후베이킹은 용접된 시편을 예열된 오븐에 넣고 170°C에서 25분 동안 유지한 후 공기 중에서 냉각하는 방식으로 수행되었습니다.
고급 고강도 강판 HAZ 특성화
강도, 사전 변형, 냉각 속도 조건 및 후베이킹이 HAZ의 미세구조 및 경도 프로필에 미치는 영향을 평가했습니다. HAZ 평가를 위한 랩 용접은 ER70S-6 와이어를 사용하여 제작되었습니다. 이를 통해 HAZ의 다양한 위치에서 발생하는 상 변화를 온도와 관련시킬 수 있었습니다.
고급 고강도 강판 융합 영역 특성화
필러 금속 선택, 냉각 속도 조건 및 희석이 융합 영역 미세구조 및 경도에 미치는 영향을 평가했습니다. DP 780 및 TRIP 780 랩 및 버트 조인트는 ER70S-6 및 ER100S-G 와이어를 사용하여 제작되었습니다.
고급 고강도 강판 기계적 특성 평가
랩 및 버트 조인트의 정적 및 동적 인장 강도를 평가했습니다. 모든 시편은 용접 후 레이저 절단하여 축소된 단면 형상으로 만들었습니다. 정적 인장 시편은 50mm/min 속도로 테스트되었으며, 동적 인장 시편은 두 가지 다른 중량과 10ft 낙하 높이를 사용하여 테스트했습니다.
고급 고강도 강판 결과 및 논의
HAZ 특성화 결과
경도 프로필은 DP 780 및 TRIP 780 용접부에서 다양한 냉각 속도 및 사전 변형 조건에서 다양한 HAZ 경도 증가 및 감소를 나타냈습니다. DP 780은 높은 냉각 속도 조건에서 더 높은 경도를 보였고, TRIP 780은 상대적으로 낮은 경도를 보였습니다. 사전 변형은 TRIP 780의 기초 재료 경도를 약 25% 증가시켰습니다.
융합 영역 특성화 결과
DP 780과 TRIP 780은 필러 금속 유형, 냉각 속도 조건 및 희석에 따라 융합 영역의 미세구조 및 경도가 다르게 나타났습니다. DP 780 용접부는 주로 마르텐사이트와 베이나이트로 구성되었으며, TRIP 780 용접부는 주로 베이나이트와 소량의 침상 페라이트로 구성되었습니다.
기계적 특성 평가 결과
DP 780과 TRIP 780의 버트 조인트는 모두 부드러운 HAZ에서 파단되었습니다. 랩 조인트 테스트 결과는 용접 뿌리에서의 기공에 기인한 강도의 큰 변화를 보여주었습니다. 필러 금속 강도는 TRIP 780 랩 및 버트 조인트 용접부 또는 DP 780 버트 조인트 용접부의 정적 또는 동적 인장 특성에 영향을 미치지 않았습니다.
결론
본 글에서는 다양한 공정 변수(냉각 속도, 사전 변형, 필러 금속 선택, 희석 및 후베이킹)가 코팅된 DP 780 및 TRIP 780 강판의 GMA 용접부 미세구조 및 기계적 특성에 미치는 영향을 조사했습니다. 주요 결과는 다음과 같습니다.
- DP 강판은 재료 등급, 사전 변형 및 냉각 속도 조건에 따라 다양한 HAZ 경도 증가 및 감소를 나타냈습니다. TRIP 780 강판은 높은 알루미늄 함량으로 인해 HAZ의 모든 영역에 잔류 페라이트가 존재할 수 있었습니다.
- 융합 영역의 미세구조 및 경도는 기초 금속의 화학적 조성, 냉각 속도 조건 및 필러 금속의 조성에 영향을 받았습니다.
- 필러 금속 강도는 TRIP 780 랩 및 버트 조인트 용접부 또는 DP 780 버트 조인트 용접부의 정적 또는 동적 인장 특성에 영향을 미치지 않았습니다. 모든 TRIP 780 및 DP 780 버트 조인트는 부드러운 HAZ에서 파단되었습니다. 랩 조인트 테스트 결과는 주로 용접 뿌리의 기공에 기인한 강도의 큰 변화를 보여주었습니다.
- 추가 연구가 필요합니다. HAZ 및 융합 영역의 미세구조, 경도 프로필 및 기하학적 불연속성이 피로, 굽힘, 충격 및 충돌 성능에 미치는 영향을 평가할 필요가 있습니다. 특히 TRIP 780 랩 조인트의 용접 인터페이스에 있는 페라이트 영역이 기계적 특성에 미치는 영향을 평가하는 연구가 필요합니다.
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