인터뷰: 자동차 용접 기술서 핵심 키워드는 생산성 향상
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자동차 용접 기술서 핵심 키워드는 생산성 향상-품질 확보

현대·기아자동차㈜ 생산개발총괄본부 요소생기개발팀 차장/공학박사 조용준
HYUNDAI·KIA MOTORS Corporate Production & Development Coordination Division Deputy General Manager Manufacturing Engineering Development Team YONGJOON CHO, Ph.D.
1. 2011년 용접산업의 전망은?
자동차 산업 측면에서 2011년도 용접산업의 전망을 보기 위해서는 2011년도 자동차 산업 전망을 살펴볼 필요가 있다.
한국자동차공업협회가 발표한 자료에 따르면 올해 국내 자동차 생산량은 440만대를 예상하고 있으며, 이는 지난해 대비 4.8% 증가한 생산량이다. 당사의 측면에서 보면, 올해 생산목표는 640만대(외국공장포함)로 지난해 생산량인 560만대를 기준으로 14% 이상 성장한 생산 수치다.
자동차 생산 대수가 증가하게 되면 용접기 및 용접건과 같은 용접설비와 용접팁 및 와이어 등과 같은 소모품의 수요가 증가하게 되기 때문에 자동차 산업에서의 내년도 용접산업 전망은 경제 성장률을 뛰어넘는 성장이 예상된다. 특히, 설비적인 측면에서는 용접 품질의 신뢰성을 높이고, 이를 실시간으로 보증할 수 있는 지능형 시스템의 수요가 눈에 띄게 증가할 것으로 예측된다.

2. 자동차 산업에서 용접에 중요성과 미치는 영향은?
자동차 산업은 크게 자동차 구성 부품을 조달하는 협력업체와 이를 조립하여 최종 상품인 자동차를 생산하는 완성차 업체로 나눌 수 있다.
당사와 같은 완성차 업체에서는 프레스-차체-도장-의장과 같은 네 가지 주요 생산 과정을 거쳐 자동차를 생산하게 된다. 그중에서 용접과 가장 밀접한 공정은 차체 공정으로 앞 공정(프레스 공정)에서 성형된 다양한 종류의 프레스 부품으로 자동차의 골격에 해당하는 BIW (Body-In-White) 차체를 생산하는 공정이다.
용접 프로세스는 차체공정의 핵심 프로세스로서, 차종에 따라서는 레이저 용접과 미그 브레이징이 적용되기도 하지만 일반적으로 스폿용접이라고 불리는 저항 점 용접과 CO2 용접이라 부르는 아크 용접으로 차체를 조립하고 있다.
수백 개가 넘는 작은 프레스 부품들을 조립해 3m가 넘는 커다란 골격의 BIW를 만드는 과정인 만큼, 용접점 하나하나의 품질은 차체의 강성 및 조립 정도에 핵심적인 역할을 하게 되고 차체 공정 이후의 공정(도장공정 및 의장 공정)을 거치면서 자동차의 종합적인 품질에 결정적인 영향을 끼치게 된다.

3. 자동차 산업에서 용접산업이 놓인 당면 과제가 있다면?
자동차 생산기술에서 용접산업의 당면 과제는 ‘생산성 향상’과 ‘품질 확보’라고 보고 있다. 생산성 항목에는 생산속도 및 비용을 모두 포함하고 있다.
제한된 생산 설비를 효율적으로 운용하면서 최대의 생산량을 확보하기 위해서는 생산성 향상이 필수적이다. 주어진 시간 동안 한 점이라도 더 많은 용접을 수행할 수 있고, 장비 고장이나 외부 환경 등에 의한 라인 비가동시간(downtime)을 최소화할 수 있는 용접 시스템이 필요하다.
특히 아크 용접의 경우, 자동화 연속 공정의 특성상 융착이나 와이어 꼬임 등 사소한 비정상 작동에 의해서도 차체 공정 전 라인이 정지될 수 있으므로, 용접장비는 고장과 외란에 강인한 장비가 절대적으로 요구된다.
용접 품질에 관해서는 최근 ‘도요타 사태’ 이후 업계의 대응 방법에서 볼 수 있듯이 자동차를 구성하고 있는 제품의 품질 확보에 대한 강한 니즈(needs)가 있는 상황이다. 용접 품질 확보를 위해 실시간 품질 판단 시스템과 비파괴 품질 모니터링 장비 등 다양한 시도가 진행되고 있지만,
아직도 당사를 포함한 완성차 또는 협력 업체의 니즈를 만족하기에는 부족한 부분이 많다고 판단된다. 향후 이 부분에 대한 연구·개발 투자가 진행돼 ‘양산적용 가능한’ 강인한 시스템이 개발된다면, 좋은 기회가 기다리고 있으리라고 확신한다.

4. 자동차 산업에서 용접의 의존도는?
용접 프로세스는 앞서 밝혔듯 차체 공정에서 BIW를 조립하기 위한 핵심 프로세스로 만약 현재 사용하고 있는 용접 방법들을 사용할 수 없다면 볼트, 리벳 또는 스크류 등을 사용한 기계적 조립방법으로 차체를 조립해야 한다.
이 같은 경우 생산속도, 비용 그리고 품질면에서 현재의 용접 프로세스보다 매우 불리한 조건으로 차체를 생산할 수밖에 없게 되므로 자동차 생산 공정에서 용접의 의존도는 절대적이라고 볼 수 있다.
다만, 차체 경량화를 위한 다양한 소재가 적용되고 차체 강성 향상을 위한 새로운 접근법이 시도되고 있는 최근 현황에서는 SPR(Self Piercing Riveting)이나 FDS(Flow Drill Screw)와 같은 기계적 접합법과 구조용 접착제와 같은 접착법의 사용이 증가하고 있으므로 신소재 접합 방법 및 이종 재료 접합 방법에 대한 용접 측면에서의 장기적인 대안 개발이 필요하다.

5. 자동차 산업에서 용접기술의 해외 경쟁력은?
완성차 측면에서 용접 기술은 비가동시간을 최소화하면서 최상의 품질을 얻을 수 있도록 차체 공장 내부의 설비를 운용하고 관리하는 기술이기 때문에 외국에서의 경쟁력을 별도로 판단하는 것은 적절치 않은 것 같다.
하지만 외국 경쟁사와의 기술력 비교 측면에서는 당사의 용접 생산기술은 이미 세계 수준에 도달해있다고 보고 있다. 유럽, 일본, 북미의 경쟁사에서 적용 중인 차체 용접 및 접합과 관련된 거의 모든 신기술을 당사도 이미 적용하고 있음은 물론, 세계 최초로 대량 양산 체제에 적용된 기술들도 다수 확보한 실정이다.
특히, 최소의 비용으로 최고의 품질을 확보할 수 있는 당사의 용접 생산기술은 외국 유명 경쟁사에서 역으로 밴치마킹 해가는 상황이 될 정도로 경쟁력이 있다.
다만, 특정 용접부의 레이저 용접 적용 등 몇 가지 기술들은 적용 시 유형효과가 미미해 당사의 모든 차종에 사용하고 있지는 않다. 하지만 향후 소재 변경이나 공법 변경에 의해 상기 기술들의 비교우위가 발생할 경우, 언제든지 라인에 투입할 수 있는 기술은 이미 확보된 상태다.

6. 자동차 산업에서만이 가진 용접기술표준화 또는 세계적인 기술개발 동향은?
다른 분야와 비교해 볼 때 자동차 산업, 특히 차체 조립공정이 가진 용접의 주요 특징은 적용 대상이 1~2mm 두께의 비교적 얇은 판재라는 것이다.
그러므로 자동차 용접에서는 박판 용접에 가장 적합한 스폿용접에 대한 적용 사례와 기술표준이 잘 발달 돼 있다. 최근에는 새로운 고장력강이 널리 적용되면서 기존의 표준화된 데이터에 새로운 내용이 추가되고 있다.
하지만 아직도 많은 항목에서 이 부분에 대한 연구·개발이 계속 진행되어야 할 것으로 판단된다. 아크용접의 측면에서도 박판 용접에 대한 특별한 노하우(Know-how)가 필요하며 더욱이, 자동화 공정의 비가동 요인 최소화를 위한 노력이 절실히 요구된다.
향후, 이러한 부분에 대한 현장중심의 연구가 진행된다면 자동차 업계에 큰 도움이 될 것으로 보인다. 세계적인 기술개발 동향에 대해서 살펴보면, 현재 생산 환경에 대한 기술개발 방향은 밝힌 바 있듯 ‘생산성 향상’과 ‘품질 확보’가 키워드가 될 것이다. 미래의 생산 환경에 대한 키워드는 아마도 ‘경량화’가 가장 큰 이슈가 될 듯하다.
차체를 만드는 공법을 바꾸거나 이를 구성하는 소재를 변경하는 등 차체 경량화를 위한 다양한 시도가 진행되고 있는 만큼 이에 적절히 대응할 수 있는 용접 또는 접합방법 개발이 향후 기술개발 방향의 핵심이 될 듯하다.

7. 향후 귀사의 기술개발 방침이나 기업정책 방향은?
그동안 당사는 국가의 성장과 함께 발전했다고 해도 과언이 아닐 정도로 오랜 시간 수없이 울고 웃으며 성장해왔다.
달콤한 칭찬의 소리도 많이 들었지만 쓴소리도 함께 들어왔고, 호황을 겪기도 했지만 반대로 위기가 닥칠 때도 있었다. 내부적으로 세계적인 생산 기술력 및 제품 경쟁력을 가지고 있음에도 객관적으로 평가받지 못한 부분들에 대해서는 아쉬움도 많았다.
재작년은 많은 자동차 업체들이 세계에 불어 닥친 경제위기에 가쁜 숨을 허덕이며 제 앞길만을 찾아가기 바쁜 때, 당사 역시도 힘에 겨웠음에도 품질 향상을 위한 끊임없는 노력과 광고, 각종 스포츠 후원 등을 통한 브랜드 가치 향상에 최선을 다했다. 그 결과 당사의 다양한 차종이 세계 유수의 자동차 관련 기관 및 잡지로부터 각종 수상을 영애를 안을 수 있었다.
이는 고객들과의 신의를 저버리지 않겠다는 굳은 의지를 보여주는 것으로, 그동안 뛰어난 품질을 자랑하지만 단순히 브랜드 네임이 낮아 제대로 가치를 인정받지 못했던 과거의 현실을 성공적으로 뒤엎은 사례라고 감히 평가하고 싶다. 앞으로 당사에 비치는 밝은 전망을 선두에 두고 단순히 자동차 기업이 아닌, 국가를 대표하는 문화를 만드는 기업으로 거듭날 것을 약속 드린다.

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