Welding of Stainless Steel to Copper for UHV Component Application

초고진공용 부품 적용을 위한 스테인리스 스틸과 구리의 용접

가속기의 저장링 및 빔라인에는 방사광을 차단 혹은 일부 통과 둥의 목적으로 Photon Absorber와 같은 진공 부품이 사용되고 있으며, 이는 일반적으로 구리와 스테인리스 스틸 등의 이종재료를 브레이징 공정을 이용하여 제작함으로써 부품이 구조적 건성의 확보와 더불어 진공환경 및 수밀을 유지하고 있다. 그러나, Photon Absorber는 사용 용도에 따라 구조적 형상이 서로 다르기 때문에 브레이징 공정을 적용하는 경우, 상대적으로 제품 생산가격의 상승, 유지보수 및 제작불량에 따른 공정 제어의 어려움이 나타나고 있다. 본 연구에서는 스테인리스 스틸 (STS 304)과 구리(OFHC Copper)의 이종금속에 접합에 GTAW 용접 공정 기술을 적용하여 제반 용접공정에 따른 용접부 성능 및 진공 특성 등을 검토하였다. 용접봉 (ER CuSi-A)을 직접 사용하여 이종 재료의 시험편에 GTAW 용접을 적용한 결과, 진공 누설율은 $1{\times}10^{-10}\;Torr{\cdot}l/s$ 이하를 얻을 수 있었으며, 용접 접합부의 인장강도 210 MPa로써 구리 모재와 유사한 기계적 특성을 나타내었다.