• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.2
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• pp.52-60
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• 2002

Line heating is a forming process which makes the curved surface with the residual strain created by applying heat source of high temperature to steel plate. in order to control the residual strain, it is necessary to understand not only conductive heat transfer between heat source and steel plate, but also temperature distribution of steel plate. In this paper we attempted to analyze is temperature distribution of steel plate by simplifying a line heating process to collision-effusive flux of high temperature and high velocity, and conductive heat transfer phenomenon. To analyze this, combustion in the torch is simplified to collision effusive phenomenon before analyzing turbulent heat flux. The distribution of temperature field between the torch and steel plate is computed through turbulent heat flux analysis, and the convective heat transfer coefficient between effusive flux and steel plate is calculated using approximate empirical Nusselt formula. The velocity of heat flux into steel plate is computed using the temperature distribution and convective heat transfer coefficient, and temperature field in the steel plate is obtained through conductive heat transfer analysis in which the traction is induced by velocity of heat flux. In this study, Finite Element Method is used to accomplish turbulent heat flux analysis and conductive heat transfer analysis. FEA results are compared with empirical data to verify results.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.1
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• pp.29-34
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• 2013

The welds tent to be weakened if it is exposed to the air during the welding process. In titanium welding with Gas Tungsten Arc Welding, inappropriate colors of the welds, such as purple/red, blue, yellow, gray, white and pink represents that it is contaminated by oxygen and nitrogen in the air. Shielding gases can be used to protect welds from the contamination. In addition, Weld metal and heat affected zone (HAZ) are also shielded from the air when it is cooled down to the room temperature. In this paper, appropriate shielding gases for the shape and form of Trailing Shielding Jig and torch shielding ($13{\sim}20{\ell}/min$), after shielding ($22{\sim}30{\ell}/min$), and back shielding ($25{\sim}30{\ell}/min$) are studied.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.190-190
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• 2012

전북대학교 고온 플라즈마 응용 연구 센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로 소재공정용 다목적 100 kW 플라즈마 발생장치를 구축하고 있다. 100kW급 ICP (RF)형 플라즈마 발생장치는 RF 전력 인출이 이중으로 되어있어 한쪽에서는 수~수십 um 크기의 금속, 세라믹 등 고융점 원료분말을 순간적으로 용해, 기화 및 분해시키고 이들 기화 또는 분해된 증기를 급랭시키는 과정에서 초미분(<1 um)을 합성하는 플라즈마 합성법 연구가 가능하도록 RF 플라즈마 분말 합성 시스템이 연결되어 있고 다른 한쪽으로는 진공 챔버 내에서 고온 고속의 RF 플라즈마 불꽃을 형성 한 후 RF 플라즈마의 축 방향으로 반응성 가스 및 코팅 대상 물질을 주입하여 코팅 할 수 있는 열플라즈마 용사코팅 시스템이 연결되어 있는 다목적 연구 장치이다. 본 장치는 100 kW급 RF 전원 공급기와 유도결합형 플라즈마 토치, 플라즈마 분말 합성 부, 플라즈마 코팅 및 반응성 증착부, 가스 공급부, 냉각수 공급부, 전기 계장/제어부로 구성되어 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.57.2-57.2
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• 2010

최근 친환경적이고 저투자비용의 빠른 생산성을 가진 야금화학적인 방법으로의 태양전지급 실리콘 생산공정이 빠르게 성장하고 있다. 이로 인해 금속급 실리콘(MG-Si)에서부터 태양전지급 실리콘(SoG-Si)으로의 정련공정 또한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 UMG-Si 내 주요 불순물인 Boron함량을 SoG-Si 순도로 정련하는 것을 목표로 기존의 방법과 달리 전자기연속주조정련법을 사용하여 도가니 비접촉식 용융 후 스팀플라즈마토치를 통해 Boron을 제거하고자 하였다. 실험에 사용한 가스 유량은 $H_2O$ 0.3~1.0ml/min, $H_2$ 20~40ml/min 이며 실험 후 ICP-MASS 분석 결과 초기 Boron 함량 2.9ppm으로부터 0.17ppm으로 줄었음을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.17 no.6
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• pp.46-52
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• 1999

The auxiliary gas-shielded MAG (AMAG) process, which was devised to provide an argon-rich shielding environment using small amount of argon gas, was investigated experimentally to figure out its effects on metal transfer and weld quality. Proper conditions for the AMAG process including the argon gas ratio, position and direction of the auxiliary nozzle were determined experimentally. Performance of the AMAG process was compared with that of the double gas-shielded MAG(DMAG) and MAG processes by monitoring the bead profile, current and voltage waveforms. The AMAG process was found to provide better bead profile, more stable arc and wider operating range of spray transfer mode compared with the DMAG process. In general, performance of the AMAG process using the argon ratio of 30% was comparable to that of the MAG process using 80% argon and 20% CO₂ gas.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.624-627
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• 2010

최근 자동차 업계서는 차량의 온실가스 배출량을 줄이고 연비를 개선시킬 수 있는 방법 중의 하나로 경량화 소재를 사용하여 차체의 중량을 줄이는 연구가 활발히 진행 중에 있다. 특히 알루미늄 합금의 경우 기존 강재에 비해 비중이 낮아 가볍고 부식에 대한 저항성이 높아 많이 사용되어지고 있는 추세이다. 본 연구에서는 먼저, 저입열 용접공정을 적용하여 용접 변수와 토치의 각도에 따른 인장강도 특성을 비교하여 적정 용접 범위를 산정하였으며, 인장강도와 비드형상의 관계를 다중 회귀 분석을 이용하여 비드 예측 회귀 모델을 제시하였다. 또한 호감도 함수를 적용한 반응표면분석법을 이용하여 자동차 생산 현장에서 겹치기 용접 이음부의 강건한 용접 품질을 가질 수 있는 최적용접 공정 조건을 도출할 수 있는 효과적인 방법을 제안하고자 한다.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.26 no.3
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• pp.54-65
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• 2022

We are developing a compact ignition device that can provide a multi-ignition capability for an upper stage methane engine of a two staged small satellite launch vehicle. Firstly, the multi-ignition device is designed and built as an integral part of an additively manufactured mixing head. Secondly, the ignition device requires no separate high-pressure vessels to store ignition propellants as they are branched out from the main feed lines for the mixing head. We performed experiments at various levels, including igniter autonomous tests, thrust chamber ignition and combustion tests on the new compact ignition device which is integrated in the thrust chamber of one-tonf class liquid oxygen/liquid methane engine, and confirmed stable ignition performance.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.7-7
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• 2009

TIG 용접에서는 후판 용접의 경우 용입의 한계 때문에 깊고 넓은 그루브 가공을 하여 다층 용접을 한다. 이 때, 그루브를 채우는 용착금속에 의한 응고 수축과 과대한 입열로 인한 변형이 문제시 되고 있다. 변형을 줄이기 위해서는 용착금속의 양과 입열량을 줄여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그루브의 루트패이스를 두껍게 하고 그루브각을 줄여서 용착량을 줄인다. 이때, 좁은 그루브에서 두꺼운 루트패이스를 완전 용입할 수 있는 용접 프로세스가 필요하다. 비드가 좁고 깊은 용입 특성을 가지는 Plasma welding(PAW) 경우에는 좁은 그루브 속에 토치가 접근하기 어려워 적용하기 어렵다. 따라서 접근성이 용이한 TIG 용접에서 높은 용입형상비를 가지는 용접공정 개발이 필요하다. 선행연구로 높은 용입 형상비를 가지는 Active flux Tungsten Inert Gas(ATIG) 용접이 연구되었다. ATIG의 용입 증가 메커니즘으로는 Marangoni effect, 음이온들로 인한 아크 수축 효과, 절연 플럭스에 의한 아크 수축효과 등으로 알려져 있다. 또한 선행연구에서 ATIG에서 Ar가스에 He 또는 $H_2$ 가스를 첨가하면 용입이 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 A-TIG에 He 가스를 적용하고 아크길이 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm와 전극 선단각 30도, 60도, 90도에 따른 용입 형상비와 변형량을 검토하기 위해 실험을 하였다. 실험 결과는 아크길이가 감소할수록 전극 선단각이 증가할수록 용입 형상비는 증가하였고, 변형량은 감소하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.34 no.1
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• pp.8-16
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• 2023

In this work, we report basic performance test results of a lab-scale three phase alternative current (AC) arc plasma torch system for plasma gas reforming applications. The suggested system primarily consists of three graphite electrodes inclined at 12.5° to the central axis, a 𝞥 150 mm cylindrical gas path and a three phase-60 Hz AC power supply. At air flow rate of 50 Lpm and arc currents of 100-175 A, test results revealed that plasma resistances were decreasing from 1.08 Ω to 0.53 Ω with the increase of plasma power from 9.3 kW to 13.8 kW, causing the decrease of power factor and increase of the line voltages. However, the injected air can be heated quickly up to the temperatures of >1,200℃ when injecting AC arc plasma powers of >10 kW.

• Journal of Welding and Joining
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• v.30 no.6
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• pp.49-55
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• 2012

The tandem welding process is one of the most efficient welding processes widely used in material joining technique such as manufacturing of strong and durable structures. It facilitates high rate of joint filling with little increase in the overall rate of heat input due to the simultaneous deposition from two electrode wires. The two electrodes in tandem welding process helps in high-efficiency and high productive of welding process. In this study a automated tandem welding system is developed to determine the correlation between cathode and anode and compared with current ratio of the two electrode torch. Three different inter-electrode distances were chosen, 25mm, 35mm and 45mm to perform the experiment with three different current ratio. From the experiment results, the current ratio between two torch has a large impact on width, height and depth of penetration. In addition, a stable bead geometry is obtained when inter-electrode distance is 35mm.