자동차 수요 푸시 용접 연구

여기 12인치가 있습니다. 길고 6인치. 이 낮은 열 입력 프로세스를 사용하여 만들어진 높이 4mm 두께의 테스트 벽입니다. Gerlich는 이것을 대형 주물의 사용을 대체할 수 있는 이상적인 기술로 보고 있습니다. 워털루대학교

자동차 산업은 고강도강 접합, 혼합 금속 접합 등 다양한 분야에서 용접 연구의 촉매제가 되어 왔습니다. Liburdi와 함께 워털루 대학교에서 실시한 일부 새로운 연구는 일부 자동차 응용 분야뿐만 아니라 스테인레스 스틸 파이프 용접 및 와이어 아크 적층 제조 공정에도 도움이 될 것입니다.

워털루 자동차 연구 센터의 기계 및 메카트로닉스 공학과 교수이자 워털루 자동차 연구 센터의 일원인 Adrian Gerlich는 "우리가 Liburdi와 함께 수행한 작업은 보다 일관되고 보다 유능한 형태의 아크 용접 제어를 개발하는 데 맞춰져 있습니다."라고 말했습니다. . Emanuel dos Santos와 Paulo Costa Assuncao를 포함하는 Gerlich와 그의 연구원 팀은 일련의 아크 제어 매개변수를 최적화했습니다. "기본적으로 민감한 재료의 아크 용접을 위해 개선된 펄스 재료 이송 모드입니다."

Liburdi는 제어된 단락 금속 이송 공정을 "딥 이송" 공정이라고 부릅니다. 프로세스를 독특하게 만드는 것은 생성되는 열 입력이 낮다는 것입니다.

Gerlich는 "열 입력량은 밀리미터당 0.1kJ입니다."라고 말했습니다. “자동차 산업의 핵심인 고강도 강철 응용 분야에서 우리는 왜곡이 최소화될 정도로 낮은 열 입력으로 매우 균일한 필렛 증착을 얻을 수 있습니다. 이는 주변 강철에 대한 손상과 품질 저하가 적다는 것을 의미합니다. 미세 구조를 관찰하면 일반적인 아크 용접에서 기대할 수 있는 것을 정확하게 볼 수 있습니다. 그러나 열 입력량은 대부분의 다른 고급 단락 금속 전사 공정의 절반 정도입니다.”

이 낮은 열 전달 공정의 부수적인 이점은 스패터가 매우 낮다는 것입니다.

Gerlich는 “물방울은 초당 수백 번 쌓이고, 그 과정에서 금속이 튀어나오거나 튀는 현상이 전혀 없는 것을 관찰할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “훨씬 깔끔한 마무리를 의미합니다.”

Gerlich에 따르면 낮은 입열량은 레이저 용접 범위에 가깝습니다.

"레이저는 이러한 강철에서 밀리미터당 0.05kJ에서 0.15kJ 사이의 열 입력을 달성하는 경향이 있으므로 조타실에 적합합니다."라고 그는 말했습니다. "물론 아크 용접의 장점은 안전 인클로저, 부품 맞춤 및 공차에 대한 요구 사항이 동일하지 않으며 레이저 용접에서 훨씬 더 낮은 비용과 더 높은 허용 오차를 갖는다는 것입니다."

자동차 응용 분야에서는 가치가 있지만 Gerlich는 이 매우 낮은 열 전달 공정이 스테인리스 스틸 파이프 용접에 가장 즉각적인 영향을 미친다고 봅니다.

Gerlich는 "산업상 어려운 점은 배관(¼인치 ~ 1인치)과 같이 더 두꺼운 재료를 아크 용접할 때 스테인리스강 용접에는 일반적으로 내부 퍼지 가스가 필요하다는 것입니다."라고 말했습니다. “파이프 끝 부분을 내부적으로 캡으로 덮고 아르곤 차폐 가스로 내부 볼륨을 퍼지하여 용접 루트 내부의 산화 및 열 착색을 방지해야 합니다.

여기에서는 파이프 내부 루트에서 스테인레스 스틸 파이프에 대한 테스트 용접의 예를 볼 수 있습니다. 이미지: Rob Pistor / Liburdi

“우리가 개발한 이 아크 용접 모드의 흥미로운 점은 백킹 가스 없이도 파이프 내부에 열 착색이 발생하지 않을 정도로 낮은 열 입력을 제공한다는 것입니다. 이러한 유형의 용접을 수행해야 하는 사람에게는 이는 천문학적인 비용 절감을 의미합니다. 차폐 가스로 퍼지해야 하면 실린더를 처리하기 위한 추가 인증이 필요하고, 아르곤에 대한 추가 비용이 발생하며, 파이프가 복잡한 모듈에 설치될 때 제한된 공간에서의 작업 허가와 같은 추가 안전 규정이 필요합니다. 이 모든 것들이 프로젝트 비용에 영향을 미칩니다.”

워털루의 다른 응용 연구자들은 이 저열 증착 공정에 대해 강철의 와이어 아크 적층 가공을 조사했습니다. 연구원들은 연구를 수행하여 길이 12인치, 높이 6인치, 두께 4mm의 벽 구조를 달성할 수 있었습니다. 수냉식 토치를 사용하여 연구자들은 자연 냉각된 금속보다 더 높은 경도와 더 큰 인장 강도를 얻을 수 있었습니다.