Abstract
A remote $CO_2$ laser system can rapidly change both the distance and the direction of the laser beam by moving a lens and rotating mirrors. It is then easy to weld complex patterns of weld lines. A conventional spot weld joint specimen and a remote $CO_2$ laser weld joint specimen with complex weld line patterns were prepared and tested both statically and dynamically. The relationships between the fatigue strength, i. e. the maximum cyclic force, and the fatigue life were obtained. The fatigue strength of the tested welded joints at two million cycles was found to be approximately 10% of the static strength. Furthermore, it was observed that the fatigue fracture mode changed with the level of the applied cyclic force. The fatigue crack origins were confirmed as the highest stress points found in the structural analysis. The maximum cyclic stress for different weld patterns converges as the fatigue life approaches two million cycles.
원격 $CO_2$ 레이저는 렌즈와 거울을 사용하여 신속하게 레이저 빔을 편향시키므로 복잡한 패턴을 그리기 쉽다. 기존 점용접 시편과 원격 $CO_2$ 레이저 여러 가지 용접선 패턴 시편을 준비하여 정적인장시험과 동적피로시험을 수행하였다. 피로수명(피로파단까지 하중반복횟수)에 대한 피로강도(최대피로하중) 데이터를 얻었다. 수명 이백만 회일 때 피로강도는 대체로 정적 인장강도의 10%이었다. 그리고, 피로하중 수준에 따라 피로파괴형태가 달라지는 것을 발견하였다. 구조해석 결과 응력이 높은 부위와 피로균열 발생부위가 일치하는 것으로 확인되었다. 수명 이백만 회일 때 모든 용접선 패턴에 대하여 최대응력이 서로 비슷하여지는 것을 확인하였다.