• 한국기계가공학회지
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• 제19권6호
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• pp.96-101
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• 2020

In this paper, we present the results of our research to perform 3D laser scanning functions by adding a focusing lens to a conventional 2D laser scanner. For the optical design, the ray-tracing technique was used along with a total of four lenses as the variable incident focusing lens, the collimating lens, and the F-Theta lens. As design variables, the curvature of the incident focusing lens (Lens #1) was assumed to be us, l mm and sumed mm, and the incident angles were set at 0cidenus, l. In addition, the distance between the focusing lens and the collimating lens was set to vary from 5 mm to 15 mm. When the incident focal length was varied from 5 mm to 15 mm, the exit focal length was calculated to vary from 67.5 mm to 56.8 mm for the lens with R = 100 mm and from 108.5 mm to 99.0 mm for the lens with R = 150 mm. When the incident angle was 0°, the focal aberration was only slightly observable at 10㎛ in both the x- and y-direction. At 7.5° was the focal aberration of approximately 20~50㎛ was measured at 20㎛. To investigate the chromatic aberration of the designed optical device, the distortion of the focus was observed when the 550 nm beam was simulated on lens designed for a 980 nm wavelength.

• 한국레이저가공학회:학술대회논문집
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• 한국레이저가공학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.50-56
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• 2005

The robot systems are widely used in the many industrial field as well as welding manufacturing. The essential tasks to operate the welding robot are the acquisition of the position and/or shape of the parent metal. For the seam tracking or the robot tracking, many kinds of contact and non-contact sensors are used. Recently, the vision is most popular. In this paper, the development of the system which measures the shape of the welding part is described. This system uses the line-type structured laser diode and the vision sensor. It includes the correction of radial distortion which is often found in the image taken by the camera with short focal length. The Direct Linear Transformation (DLT) method is used for the camera calibration. The three dimensional shape of the parent metal is obtained after simple linear transformation. Some demos are shown to describe the performance of the developed system.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.82-87
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• 1999

The basic remote sleeve repair-welding technology by the pulsed Nd:YAG laser for increasing the lifetime of the steam generator tube in a nuclear power plant has been developed. The relationship between the connection width and welding parameters have been investigated for the fundamental research to apply the sleeve-repair-welding technique to the nuclear industry. The Inconel 600 tube and Inconel 690 sleeve used for high temperature and high pressure service were welded as round lap welding by Nd:YAG laser. It was observed that the tensile shear strength, 340MPa of the welded specimen is equivalent to about 60% of that of the base metal (Inconel 600), 550MPa. The difference between the hardness of the base metal and that of the laser welds was about 10%. Ductile fracture was partly occurred in the weld but the cracking has not been observed. In spite of absence of the crack, the strength of welds was not sufficient in terms of the tensile shear strength.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.95-95
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• 2010

자동차 산업에서 차체를 성형하는 프레스 금형 산업은 꾸준히 증가하고 있는 자동차 생산대수와 함께 성장해가고 있으며, 자동차 산업의 국제 경쟁이 심해지고 소비자들의 요구가 다양해짐에 따라 신제품 개발주기에 발맞추어 금형의 제작에도 단납기 및 비용절감을 위한 노력과 제품의 품질 향상을 위해 신기술, 신공법이 적용되고 있다. 한편 자동차 차체를 제작하는 프레스 금형가공은 박판소재를 원하는 형상으로 제작하는 공정으로써, 프레스의 상 하 운동을 이용하여 강판을 성형한다. 이러한 금형의 형태는 곧 자동차 차체 제품의 형태를 완성하므로 제품을 성형하는 도중에 금형과 소재의 마찰에 의해 금형의 마모나 마멸이 발생하여 제품의 품질을 저하시킬 우려가 있다. 따라서 금형의 내마모성 및 수명을 향상시키기 위한 방안들 중 표면경화처리가 행해지고 있으며, 그중 공정 속도가 빠르고 국부적인 열처리가 가능한 레이저 표면처리 방법이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 이러한 금형의 성질을 향상시키기 위해 고출력 다이오드 레이저를 이용하여 프레스 금형공정 중 드로잉(drawing) 공정에의 적용을 위한 표면경화처리를 실시하였다. 최대출력 4.0kW의 다이오드 레이저를 사용하였으며, 6축 외팔보 로봇에 열처리용 광학계를 장착하여 열처리를 실시하였다. 또한 광학계 부근에는 적외선 온도센서가 부착되어있어 열처리시 시험편의 표면온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성되어져있다. 시험편은 금형재료용 구상흑연 주철인 FCD550 소재를 사용하였으며, 공정변수에 따른 열처리 특성을 파악하고, 그 경화특성을 평가하였다. 실험 결과, FCD550 소재의 표면 열처리시 레이저 출력 3.5kW, 빔 이송속도 3mm/sec에서 최적의 열처리 특성을 나타내었으며, 이때의 최고 경도는 930Hv을 나타내며 모재에 비해 경도가 3배 정도 상승하는 우수한 경화특성을 보였다.

• 한국레이저가공학회지
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• 제4권1호
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• pp.29-38
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• 2001

This work was carried out to investigate the welding behavior of thin A3003 Al alloy sheets by Nd : YAG laser beam. Considering bead shape and mechanical properties, the laser pulse shapes selected were two kinds of 2-division and 3-division by varying power level and pulse duration. In order to obtain optimum conditions, the factorial design method and central composite design method were applied. Tensile test, optical microscopy, micro hardness test and TEM analysis were performed. Due to the annealing caused by thermal effect during laser welding, precipitates were coarsended. The HAZ was softened and failed during tensile test. The hardness of HAZ was lower than that of base metal, since the heat input relieved the work hardening effect and caused grain growth.

• 한국레이저가공학회지
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• 제3권1호
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• pp.12-20
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• 2000

The nuclear steam generators are subjected to corrosion environmental condition during operation that can result in stress corrosion in the tube wall. If any tube wall degradation is recognized, the tube must be repaired by plugging or sleeving. For the sleeving repair, Nd : YAG laser welded sleeving technology is one of the most promising when considering radioactive working conditions in the nuclear power plant. In this paper, the laser welding characteristics of steam generator tube and sleeve materials are investigated. The effects of average laser power, laser energy, welding speed, pulse duration and frequency are evaluated. Based on these results, Nd : YAG laser welded sleeving repair was applied to the degraded steam generator tubes in real environment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권2호
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• pp.32-41
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• 1995

본 고에서는 경년열화의 종류, 열화의 판정방법 등에 관한 일반사항과 열화 및 수명예측 문 제를 해결하기 위한 문제점등을 기술하였고, 그 동안 연구되어진 열화 현상에 의한 재료강도의 저하현상을 설명하였다. 또한 열화현상은 비파괴 판정만으로 수명예측이 어려우므로 시간에 따라 진행하는 열화의 진행곡선이 반드시 필요할 것이다. 이와 같이 열화진행 정도를 추정하기 위해 열화재의 가속제작 방법과 레이저 빔의 고온의 열원을 이용한 열화 치료 가능성을 제시 하였다. 아울러 열화치료에 대해 정도높은 방법에 제시된다면 기존 기계구조물을 안전하고, 지속적으로 사용하여 경제적인 손실을 줄일 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.481-484
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• 2011

The increasing interest in the laser beam welding is placing stringent demands on the manufacturing techniques and performance requirements, and the manufacture employs the high quality and efficiency laser beam welding technology. This paper covers recent research trends of the laser beam welding technology including the laser beam surfacing and laser beam cladding technology.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.57-57
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• 2009

산업의 고도화에 따른 구조물의 사용 환경이 열악해지고 최근 에너지저감과 환경문제 개선을 위한 경화의 요구에 따라 뛰어난 내식성 및 우수한 고비강도 특성을 갖고 있는 타이타늄 및 타이타늄합금의 활용에 대한 연구가 많은 주목을 받고 있다. 이에 따라 타이타늄 신합금의 개발뿐만 아니라 기존에 개발되어 비교적 보편적으로 적용되고 있는 타이타늄 부품의 제조 및 성형기술에 대한 수요도 급증하고 있다. 특히, 기기 및 부품 제조를 위한 용접/접합기술도 매우 중요한 요소기술로 자리메김하고 있다. 타이타늄은 산소, 수소 등의 침입형 원소와의 친화력이 강한 활성이 큰 금속으로 용접시 고온에 노출되면 급격히 산화 및 취화 등의 문제를 발생한다. 따라서 타이타늄의 용접시에는 $426^{\circ}C$이상의 온도에서는 대기로부터 용접부가 차단되도록 하는 쉴딩기술이 매우 중요하다. 타이타늄의 용접은 일반적으로 아크용접, 전자빔 용접, 레이저 용접 및 확산접합 등이 적용되고 있으나 용접입열 조정이 용이하고 아크 안정성이 높고 용접부의 기계적 특성이 우수한 GTA 용접이 작업성을 고려하여 가장 많이 적용되고 있다. 본 연구에서는 미국용접학회(AWS)의 타이타늄 용접가이드를 분석 및 소개하였고, 1t 이하의 박판 CP Ti를 대상으로 GTAW 용접부 미세조직 및 기계적 특성을 분석하였다. 이때, 용접 비드폭 제어 및 펄스 용접기술을 통하여 박판 타이타늄의 최적 GTAW 공정변수 제어기술을 분석하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.93-96
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• 2003

Laser beam welding process is a relatively new process in comparison with arc welding process, but it is expected to apply widely because of the many advantages, and research and development of that process is being progressed actively for the practical use. the application of this welding process has been restricted due to the high initial investment and the need of precise processing against the material, but cost reduction and thick plate welding in high speed have become practial by recent technological development, and this welding process to not only small parts in automobile, machinery and physicochemical field, but also a large structure and pipe line are being applied. In order to utilize this welding process appropriately to a steel structure, the properties of welding residual stresses and fracture toughness in welded joints are to be investigated for relibilty. On this study, after performing the finite element analysis, thermal and residual stress properties have been examined to the general structural steel (HT50) by laser beam welding. Besides, the property of fracture toughness has been investigated by the Charpy impact test and 3-points bending CTOD test carried out in the range of temperature between $-60^{\circ}C$ and $20^{\circ}C$. From the research results it is revealed that the maximum residual stress appears in the center of plate thickness and the fracture toughness is influenced by strength mis-match.