AZ31 마그네슘 합금 레이저 용접부의 부식 거동

Abstract

최근 대두되는 환경 문제와 관련하여 자동차 산업분야에서도 연비 향상을 위해 경량 소재의 적용에 관심이 높아지고 있다. 마그네슘 합금의 고유 특성인 높은 비강도는 이러한 경량화에 적합한 특성으로 평가받지만, 빠르게 적용 범위를 늘려가고 있는 초고장력 강 또는 알루미늄 합금과 같은 경쟁소재 대비 내부식성, 성형성, 용접성 등에서 단점을 나타내어 제한적으로 적용되고 있다. 높은 경량화 효과를 얻을 수 있는 마그네슘 합금의 적용 범위를 확대하기 위한 연구의 일환으로 최근 내부식성을 개선한 신 합금이 개발되었으나, 해당 합금의 용접부에 대한 연구는 미미한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 레이저 용접(Laser Beam Welding, LBW) 공정을 이용하여 AZ31 마그네슘 합금 및 Modified-AZ31 마그네슘 합금을 각각 동종 접합하였으며, 용접 전/후의 미세조직 비교를 위해 결정립 크기와 이차 금속간 화합물(이하 이차상)의 크기 및 분율을 정량화 하였다. 특히, 용접 전/후 이차상의 크기, 형태, 조성 등의 변화를 관찰함으로써 레이저 용접이 내부식성 개선의 주요 요소인 이차상에 미치는 영향을 중점적으로 분석하였다. 또한 염수 분무 시험과 침지시험을 실시하여 레이저 용접에 따른 부식 속도 변화를 관찰하였으며, 영역별 국소 부위(1mm Ø)에 대해 개방 회로 전위(Open Circuit Potential, OCP)와 동전위 분극 시험(Potentiodynamic polarization test)를 실시하여 두 합금의 영역별 전기화학적 부식 거동을 비교 분석하였다. 최종적으로 미세조직 변화와 부식 거동 변화를 연관 지어 해석함으로써, 레이저 용접부의 미세조직적 변화를 규명하고 부식 거동과의 상관관계를 고찰하였다.