• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.298-307
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• 2006

본 논문에서 HDPE 관의 일체형 TEE성형 공정은 강소성 유한요소 해석 프로그램인 DEFORM-3D를 이용하여 해석을 하였다. 이중 보온관에서 외관으로 사용되는 HDPE 관은 관을 통하여 흐르는 온수의 온도를 유지하기 위한 관으로, TEE는 주관에 가지관을 연결하여 열의 수송방향을 바꾸는 역할을 한다. TEE제작에 압출 용접(Extrusion Welding)을 사용하는 기존의 방법으로는 이음부에서 강도가 취약한 문제점이 발생하기 때문에 HDPE 관을 성형시켜 TEE 형태로 일체화시킨 후에 맞대기 용접(Butt Welding)을 하는 방식을 제안하였다. 열간과 냉간 성형 실험을 실시하였고, 초기 구멍 형태에 따른 모델 파라미터가 강소성 유한요소해석에 의해 규명되어 졌으며, 이는 실제의 제품 제조 공정에 적용되어 졌다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.290-294
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• 1997

In this study, the welded residual stresses test was carried out with pure titanium and TIG welded material using in chemical plants an airplane frames etc.. The relationship between process parameters and residual stresses is complex since a number of factors are involved. Extensive studies have been carried out to determine the effects of various process parameters on residual stress. The result of micro-hardness about butt welded spacemen was measured of low hardness value in the melting metal zone. The residual stress of welded zone on the Titanium plate by the sectioning method and finite element method was high measured in the spacemen of high current and voltage. Also, compressive residual stress in the range of distance about 15∼20mm from the middle of the deposited metal area is very change. The result of impact test about butt welded spacemen of pure titanium plate was measured of very difference in the welded bead, heat affect zone and base metal, and be measured of high impact value in the heat affect zone. The measure result of welded residual stresses about pure titanium is high measured hen nominal steel plate. The V-Type butt welded spacemen, that of the measurement result on the welded residual stress is high measure then X-Type butt welded spacemen.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1367-1372
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• 2014

전세계적으로 환경문제에 대한 위기의식이 고조됨에 따라 운송산업 분야에서는 차체경량화를 통해 이와 같은 문제를 해결하고자 하였다. 차체경량화의 방법으로써 보론강을 $900^{\circ}C$이상의 온도에서 가열한 후, 성형과 동시에 냉각하여 1500 MPa 이상의 강도를 얻을 수 있는 핫스탬핑 공정이 제시되고 있다. 하지만 핫스탬핑 공정에 일반적으로 사용되고 있는 보론강의 레이저 용접성에 대한 연구결과는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 보론강의 레이저 용접특성을 조사하기 위해 레이저 매개변수에 대하여 기초적 연구를 실시하였다. 실험결과, 실드가스에 대한 매개변수의 최적의 조건은 $Q=20{\ell}/min$, ${\alpha}=40^{\circ}$, d = 20 mm, l = 0 mm이며, 맞대기 용접부의 경도는 용접부에서 마르텐사이트 형성으로 인해 급격하게 상승하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.7-13
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• 2019

본 연구에서는 이종경량재료의 마찰교반용접을 모사할 수 있는 유한요소 해석모델을 개발하고, 이를 통해 기초분석과 실용적 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Coupled Eulerian Lagrangian 에 기반한 유한요소모델을 구성하였으며, 해석 모델은 외연적 시간적분을 이용하여 열-온도, 변위-응력 물리계로 이루어진 다중 물리계를 복합적으로 계산하며, 용접툴 표면과 피용접 재료 간 마찰, 극심한 소성변형으로 인한 열에너지 발생, 그리고, 밑면을 통한 열에너지 소산 등 열발생원과 열전달 메카니즘이 모두 고려되었다. Al6061T6와 AZ61 판재의 맞대기용접을 고려하였으며, 주요 용접변수인 용접 속도와 용접툴 회전속도를 변화시킨 세 가지 조건에 대해 해석을 실시하였다. 각 해석은 피용접물의 온도분포, 결함의 분포, 소성변형률 분포가 출력이 가능하였다. 구축한 모델을 이용한 해석 결과 알루미늄보다는 마그네슘부에서 더 높은 온도가 발생하였으며, 회전속도가 커질수록 최대 온도가 증가하기보다는 알루미늄쪽으로 높은 온도가 분산되어 가는 경향을 보였다. 또한, 회전속도가 커질수록 피용접물 재료가 위로 올라오는 플래시 결함의 경향 예측이 가능하였으나, 툴 주변 결함 형성예측은 메시가 세밀하지 못하여 정확한 결과를 산출하기에는 부족하다고 볼 수 있다. 본 모델은 마찰교반용접 중 발생 가능한 여러 물리계의 여러 물리적 현상을 실제에 가깝게 반영하고 있으며, 실험적으로 밝히기 어려운 기초 분석에 응용될 수 있으나, 1달이 넘는 해석소요시간을 감안하면 실용적으로 최적의 용접조건 도출에 응용되기는 어렵다고 판단된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권2호
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• pp.92-97
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• 2008

In welding of thin plate, some defects such as melt through and unmelted zone occur easily at welding start, however there is a limited study on those problems. Therefore the effects of start block and arc length on melt through and unmelted zone at start were investigated in this study. When start block height was lower than base metal, there was melt through at start. And when the height was even with base metal, no unmelted zone existed. Unmelted zone was increased as start block height increased from 0mm to 0.5mm. However unmelted zone was not much changed as the height increasing from 0.5mm to 1.0mm. When gap existed between start block and base metal, melt through occurred. However, unmelted zone was increased as the contact force of start block on base metal was increased from 0kgf to 7.5kgf. And when arc length was decreased from 3.8mm to 3.0mm, unmelted zone was decreased. It was concluded that the optimum condition to prevent melt through and to minimize unmelted zone would be with start block height 0.25mm, contact force 3.0kgf, and arc length 3.4mm. This optimum condition was applied to the mass production line and resulted in satisfied outcome.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권4호
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• pp.26-32
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• 2010

The purpose of this study is to evaluate the residual stresses at the multi-pass FCA weldment using the finite element analysis (FEA). In order to do it, an H-type specimen was selected as a test specimen. The variable used was in-plane restraint intensity. The temperature distribution at the multi-pass FCA butt weldment was evaluated in accordance with the relevant guidance recommended by the KWJS. The effective conductivity for the weld metal corresponding to each welding pass was introduced to control the maximum temperature below the vaporization temperature of weld metal. The heat flux caused by welding arc was assumed to be applied to the weld metal corresponding to welding pass. With heat transfer analysis results, the distribution of transverse residual stresses was evaluated using the thermo-mechanical analysis and compared with the measured results by XRD and uniaxial strain gage. In thermo-mechanical analysis, the plastic strain resetting at the temperature above melting temperature of $1450^{\circ}C$ was considered and the weld metal and base metal was assumed to be bilinear kinematics hardening continuum. According to the comparison between FEA and experiment, transverse residual stresses at the multi-pass FCA butt weldment obtained by FEA had a good agreement with the measured results, regardless of in-plane rigidity. Based on the results, it was concluded that thermo-mechanical FE analysis based on temperature distribution calculated in accordance with the KWJS’s guidance could be used as a tool to predict the distribution of residual stress of the multi-pass FCA butt weldment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권2호
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• pp.29-36
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• 2014

Recently, in order to enhance the function and usefulness of products, cladding of dissimilar materials that maximizes the performance of the material is being widely used in all areas of industry as an important process. Clad steel plate, produced by cladding stainless steel plate, an anticorrosive material, on carbon steel plate, is being used to produce pressure vessels. Stainless steel plate has good corrosion resistance, and carbon steel plate has good rigidity and strength; clad steel can satisfy all of these qualities at once. This study aims to find the ${\delta}$-ferrite behavior, mechanical properties, structure change, integrity and reliability of clad steel weld on hot rolled steel plates. For this purpose, multi-layer welding, repair welding and post weld heat treatment were implemented according to welding procedure specifications (WPS). In order to observe the mechanical properties and toughness of clad steel weld zone, post weld heat treatment was carried out according to ASME Sec. VIII Div.1 UW-40 procedure for post weld heat treatment. With heat treatment at $625^{\circ}C$, the hold time was used as the process variable, increased by intervals that were doubled each time, from 80 to 1,280 min. The structure of weld part was typical cast structure; localized primary austenite areas appeared near central vermicular ferrite and fusion line. The heat affected zone showed rough austenite structure created by the weld heat input. Due to annealing effects of heat treatment, the mechanical properties (tensile strength, hardness, impact value) of the heat affected area tended to decrease. From the results of this study, it is possible to conclude the integrity of clad steel welds is not affected much in field welding, repair welding, multi-layer welding, post weld heat treatment, etc.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권5호
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• pp.29-35
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• 2008

In this paper concentrate on the comparison of the thermal and mechanical characteristics in Butt joint of ship structure AH32 steel by using hybrid welding and conventional SAW. For this purpose, fundamental welding phenomena of hybrid process using $CO_2$ Laser and MIG is investigated by the experiments and characteristics of thermal and welding residual stress distribution of welded joint in SAW and hybrid welding are understood from the result of FE numerical simulation and experimental values. From the result of this study, it is understood that Laser-MIG hybrid welding have high potential, make substantial saving of time and manufacturing cost and may proves its self robust in the butt joining of thick AH32 steel ship structural plate in the near future.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권2호
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• pp.176-183
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• 2010

강바닥판 박스거더에서 바닥틀은 강바닥판, 종방향 리브 및 횡방향 리브로 구성된다. 본 연구 대상 교량은 약 40년 동안 공용되어온 교량으로 바닥틀을 구성하는 U리브의 연결부에서 피로균열이 발생하여 다이어프램 사이에 U리브를 지지하기 위한 횡방향 리브 플레이트와 종방향 프레임을 설치하여 보강하였으나 추가적인 균열이 발생하였다. 균열이 발생된 U리브에는 볼트 연결 강판접착에 의한 보강이 수행되었으나 일부 보강된 리브에서 균열 및 응력집중이 발생되어 보강방법을 맞대기용접에 의한 보강방법으로 변경하였다. 본 연구에서는 U리브의 응력 변화를 파악하기 위해 프레임 보강 전후 구조해석을 수행하였고, 상시교통하중에 의한 응력변화를 파악하기 위해 변동응력을 측정하여 보강방법에 따른 영향을 분석하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.102-110
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• 2023

본 연구에서는 플렉서블 레이저 투과 용접 (flexible laser transmission welding, f-LTW)을 이용한 박형 기판의 사면 접합 (scarf welding) 공정을 개발하였다. 플렉서블 응용을 위해 경사면의 기울기에 따른 인장 강도의 거동을 조사하였다. 박형 기판으로써 100 ㎛ 이하 두께의 플라스틱 기판이 사용되었으며, 사면 접합을 위해서 기판의 말단에 경사면을 형성하는 지그 장치를 개발하였다. 플렉서블 고분자 기판에 대한 경사면 맞대기 접합을 개발함으로써 공정 후 접합부 두께가 증가하지 않는 유연 접합 기술 개발에 성공하였다. 단축 인장시험을 통해 접합부의 인장 강도를 평가하였으며, 그 결과 경사면의 기울기가 완만할수록 인장 강도가 증가함을 확인하였다. 경사각에 따른 접합 계면에서의 응력 분석을 수행하여 접합 구조 설계 인자를 규명하였다. 본 결과는 동일한 공정 조건에서 접합부의 형상에 따라서 인장 강도가 크게 달라질 수 있음을 시사하므로 접합 공정에서 접합부 형상을 고려하는 것에 대한 중요성을 확인할 수 있다.