• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.434-441
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• 2016

마찰교반용접은 소재와 용접 툴 간의 마찰열에 의해 접합되는 고상접합 공정이다. 용접 시 발생하는 입열량에 따라 용접부의 건전성이 결정된다. 과도한 입열량은 산화물 및 기공결함의 원인이 되며, 불충분한 입열량은 터널결함 등의 문제점이 발생한다. 따라서 마찰교반용접부 중심에서의 온도 이력을 파악하는 것은 건전성을 판단하는 데 있어 매우 중요한 연구이다. 본 연구에서는 마그네슘 합금소재에 대한 마찰교반용접부의 온도분포 특성을 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석을 통한 마찰교반용접부의 유동장 및 온도분포를 예측하였다. 유한요소해석을 위해 용접 툴 형상 간소화, 마찰 조건 선정 등 선행 해석을 수행하고 최적조건을 도출하였다. 또한, 해석모델의 검증을 위해 마그네슘 합금의 맞대기 마찰교반용접 시 용접부 중앙에서의 온도를 측정하였다. 유한요소해석 결과 마찰교반용접부의 온도에 영향을 미치는 주요변수의 기여도는 회전속도가 이송속도보다 더 높은 것으로 판단된다. 또한, 용접부 중심에서의 실측 온도와 유한요소해석 결과 사이에 5.4% - 7.7% 수준의 오차 내에서 잘 일치하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.589-595
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• 2013

본 논문은 플라즈마 절단 면 특성이 I Groove 서브머지드 아크 용접 용락 현상에 미치는 영향과 용락 현상을 감소시키는 방법에 대하여 연구하였다. 조선해양 구조물의 주판은 대부분 후판으로 설계되고 깊은 용입을 얻기 위하여 고 전류를 사용하게 된다. 용접부의 절단 품질에 따라서 서브머지드 아크용접 진행 시 용락 현상이 자주 발생되고 이는 용접부의 품질 저하와 수정 작업을 유발시킨다. 본 연구의 플라즈마 절단 실험에서 나타난 특성으로 I형상 그루브 직각 절단 시 상,하면에 플라즈마 열원에 의한 녹음 현상과 함께 하면 한 방향에 약 2~4도 정도의 각 변형 베벨이 형성됨을 확인하였다. 이는 맞대기 이음에서 용락 현상의 주된 원인이며 모재 절단 시 상면 방향에 I 그루브 형상에 가깝도록 한 방향 기준으로 V형상 그루브 4도 베벨을 시공하여 서브머지드 아크 용접을 실시한 결과 용락 현상을 현저히 저감시키는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2596-2601
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• 2009

후판의 맞대기 용접 시 용접부의 이면에 홈을 파는 가우징 작업은 숙련된 용접 작업과 그라인딩 작업을 필요로 한다. 기존의 가우징은 산소 아크 용접기를 이용하여 제거하고자 하는 부분을 용융시킨 뒤 고압 산소로 불어내는 방식으로 제거된 분진이 작업환경을 열악하게 하며 제거된 부분을 다시 그라인딩 작업으로 평탄화하는 후처리 작업이 필요하기 때문에 생산성을 크게 떨어뜨리고 있다. 이를 절삭에 의한 기계적 제거 작업으로 바꾸어 기존 용접법에 의한 가우징 작업의 단점을 보완하고 생산성을 향상시키고자 절삭 가우징 장치를 개발하고 실험하였다. 개발된 절삭 가우징 장치는 분당 재료제거량이 $13,565mm^3/min$으로 기존 용접법에 의한 가우징에 비해 작업효율이 약 3배 개선되었다. 또한 가공인건비가 1/3 수준으로 감소되는 것을 기대할 수 있으며 소음과 분진으로 인한 작업환경문제가 크게 개선됨을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.62-70
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• 1998

본 논문은 서브머지드 아크 2pole 용접시 용접비드 높이에 따른 피로강도와 야금학적 특성을 고찰하였다. AWS(American Welding Society) Code D1.1에 의하면 피로강도 측면에서 비드높이가 1/8"(3.2mm)를 초과하지 못하도록 규정하고 있으나, 실구조물 용접시 대부분 비드높이가 이 규정을 초과하고 있다. 따라서 보 연구에서는 as-weld상태에서의 피로시험편과 비드높이 3mm인 피로시험편을 제작하여 야금학적 고찰 및 피로강도를 비교 평가하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.49-49
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• 2009

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 최근 무공해 연료로 각광받고 있는 액화천연가스 (LNG)의 수요가 급증함에 따라 LNG 저장탱크 소재로 널리 사용되고 있는 9% Ni강의 수요 또한 증가하고 있는 상황이다. 하지만 9% Ni 강은 극저온용 소재로 용접부의 저온인성 ($-196^{\circ}C$)이 가장 중요하기 때문에 저온인성을 확보하고자 Inconel 계나 Hastelloy계 등의 니켈 기 합금을 용접재료로 사용하고 있으나 이러한 용접재료는 가격이 매우 고가이며 또한 용접 후 용접부의 강도가 낮다는 문제가 제기되고 있다. 또한 LNG 탱크 제작시 사용되는 용접법은 GTAW, SAW 및 SMAW 이지만 국내에서는 주로 SMAW에 의존하고 있는 실정인 관계로 보다 더 경제적인 용접 프로세스의 적용 가능성이 검토되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 4mm의 9% Ni 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전 속도 및 접합 속도를 고정한 상태에서 접합을 실시 하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$로 제작된 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도, 인장 강도 및 저은 충격 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권1호
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• pp.42-45
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• 1998

원유 또는 가스 생산을 위해 해상에 설치되는 플랜트 해양설비는 크게 jacket과 module로 나눌 수 있다. Jacket은 module을 지지하기 위한 구조물로써 jacket 본체와 pile로 구성되어 있으며, 미국용접학회(AWS)의 규정에 의해 대부분의 맞대기 완전용접 이음부(full penetration butt welds)에 대해 100% 방사선투과검사를 실시하게 되어 있다. 그러나 지금까지 방사선투과검사를 실시해 온 경험으로 미루어 볼 때 방사성에 대한 안전성, 생산공정의 영향(검사지연) 등 방사선투과검사는 많은 문제점을 가지고 있었다. 이에 대한 문제점을 해소하고, 국내의 비파괴검사 기술 향상을 위해 자동 초음파탐상 system을 개발, 방사선투과검사를 자동 초음파탐상검사로 대체하여 적용한 사례를 간략하게 기술하였다. 또한, 적용 확대를 위해 개방중인 system을 소개하고 아울러 자동 초음파탐상기술에 대한 앞으로의 방향을 제시하였다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2001년도 춘계학술대회 논문집(한국공작기계학회)
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• pp.155-161
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• 2001

Currently knowledge of strain in welds has mainly been obtained from strain gaging method; that is directly attaching most of the material to the gage. The very few non-contact method are still in the early stage. One of the non-contact methods is by the use of the laser that has high-level of the accuracy for the measurement, and this laser also has excellent characteristics on which many studies for its applications are focused throughout the many fields. The dissertation is on the measurement of the strain caused by the characteristics and the temperature changes of the TIG welded zone which is used with 3D ESPI system that is functionally modified through the laser ESPI system. This system employed the aluminum sheet-metal which are mainly used for the steel plate such as for the electronics, chemistry, food instrument and electronic appliances.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1058-1062
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• 1996

The assessments of weld defects by fracture mechanics are performed for design of welded Joints. In general, butt, T-type, and L-type welded joint are useful for welding structure. When linear weld defects are in welded joint, stress intensity factors for each joints are calculated by finite element method. Analysis results are shown for the fracture modes and characteristics of joint types. And they are founded for the weaken order of welded joints being T-type, butt, L-type.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2001년도 공동학술대회
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• pp.130-134
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• 2001

ESPI는 물체 표면의 광학적 거치기에 의해 집속성이 우수한 Laser 광원이 물체 표면에 조사되면 미세하고 랜덤한 반점들로 관측된다. 이들은 밝고 어두운 반점 형태로 관측 위치나 렌즈와 상관없이 관측된다. ESPI법은 스트레인게이지, 홀로그래피 및 모아래 기법과는 달리 비접촉, 실시간, Whole-field, 레이저 파장 단위까지 측정이 가능하여 기존의 방법들의 문제점을 극복할 수 있는 신기술이라 할 수 있다. ESPI는 반도체와 같은 소형의 제품뿐만 아니라 기존에 측정하지 못했던 초고온, 대형 구조물의 변형도 정확하게 측정을 할 수 있어 많은 분야에 응용이 가능하다 또한 기존의 방법들을 대신하여 더욱 정밀한 측정을 할 수 있으며, 기존의 방법으로는 측정하지 못했던 특수한 경우에도 측정이 가능하다.(중략)

• Journal of Welding and Joining
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• 제18권2호
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• pp.204-204
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• 2000

There are many weld defects such as surface crack, lack of fusion, and incomplete penetration(IP) in the butt joint weld of the existing steel bridges. The crack-like defects may significantly reduce the life of the structure. This paper presents the procedure and the results of the fatigue life assessment of the butt joints with weld defects in the existing steel girder bridge. The butt joint welds with incomplete penetration were instrumented with strain gages to determine the stress histogram under normal traffic. Based on the measured stress histogram the crack propagation analysis were performed for the fatigue life assessment. By using the suggested procedure and methodology, one can decide the time of periodic inspection and the necessity of repair of the butt joint welds with serious weld defects in the existing steel bridge. (Received October 1, 1999)