• Journal of Welding and Joining
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• 제14권3호
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• pp.29-40
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• 1996

Electron beam 용접은 전자총에서 발생된 electron beam을 렌즈로 집속시켜 고 에너지의 열원을 얻는 것을 기본 원리로 하고 있다. Electron beam은 렌즈에 의해 매우 작게 집속(0.1 - 1mm.PHI.)시켜 높은 에너지밀도로 만들 수 있으므로 용접을 매우 깊게(수십 - 수백 mm) 할 수 있다. 이러한 용접 특성은 모재의 열변형을 최소로 하여 용접 부위가 원래의 성질을 잃어버리는 것을 최소화한다. 그러나, deep welding 의 경우 입력 파워 밀도가 너무 큰 관계로 계면 부위가 기계적 충격에 약하다는 단점 을 갖고 있다. Electron beam 용접은 서로 다른 금속을 filler material 없이 용접할 수 있으며 복잡한 구조의 용접이 가능하다. 또한 대부분의 electron beam 용접은 진공 중에서 이루어지기 때문에 공기의 영향을 받지 않는다는(산화 방식) 특성을 갖고 있다. 즉, 공기와의 접촉이 적기 때문에 산화가 방지되고 용접 순도가 매우 높다는 장점을 갖고 있다. 이는 반면 장치가 거대해지고 비싸다는 단점으로 작용한다. 1980년대 부터 이러한 단점의 극복을 위해서 대기중에서의 electron beam 용접에 관한 연구가 수행 되어 실용화 단계에 이루고 있다. 최근 전자, computer기술의 발달로 electron beam 출력을 더욱 더 정밀하게 조절할 수 있고, computer와 sensor의 결합으로 자동용접 위치 제어와 NC(Numerical Control) 작업대의 설치로 완전 자동화 용접 공정이 가능 하다. 그 결과 높은 용접 속도를 얻을 수 있으며 무인 생산 체계에로의 응용이 가능 하다.

• 기계저널
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• 제17권3호
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• pp.145-148
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• 1977

이글에서는 1. 스폿트 용접 Robot 2. 아아크 용접 Robot 3. 용접로봇트의 문제점 4. 용접기술의 응용 등에 관하여 알아보았다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 1998년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.19-20
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• 1998

오버레이용접에 의한 표면개질기술(Weld Surfacing or Hardfacing Technology)은 내식성, 내 마모성, 또는 내열성을 갖는 합금의 용접재료를 모재 표면에 균일하게 용착(오버레이:Ovedayer)시킴으로써 목적하는 재료의 표면성질을 향상시키는 표면처리의 한 방법이으로써 1922년 Stoody가 Steel Tube에 Cr합금 분말을 충진한 용접봉을 제조하여 석유시추용 회전드릴의 선단 표면을 오버 레이 용접시켜 내마모성을 획기적으로 개선시킴으로써 이루어 졌다. 초기 오버레이 용접기술은 발전설비I 제철설비I 시벤트설비, 그리고 제지설비 등 주로 설비 부품들의 표면부 내마모성을 개선시키는 방향으로 주로 연구 개발이 이루어졌으나, 기술개발의 진전으로 탈황설비 둥의 표면부 내식성 향상, 연속주조롤 표면부의 내산화성, 내열피로성, 내마모 성 향상 둥을 위해 점차 산업전반에 널리 이용되고 있으며, 설비의 고도화 및 장수명화가 요구되 면서 본 기술의 중요성 또한 점차 부각되고 있다. 그림 1은 연강의 모재 위에 셀프쉴드플럭스코어드와이어(Self-Shield Flux Cored Wire:SS-FCW, 이하 55-FCW라 기술함)를 사용하여 오버레이 용접올 하는 장면을 도식적으로 나 타낸 것이다. 모재와 전극재인 용접봉(S5-FCW) 사이에서 아크가 발생되고, 아크열에 의해서 용접 봉 및 모재 일부가 용융되면서 모재 표면에 새로운 오버레이 표면층이 형성된다. 통상 오버레이 층의 1층 두께는 2-6mm 내외이며, 단층 혹은 다충 오버레이를 자유롭게 실시한다. 오버레이층의 물성은 아크열에 의한 모재로의 용입정도에 따라 1층부에서는 모재의 영향을 크게 받지만 오버레 이충 수가 증가된 3층부에서 부터는 전적으로 용접봉의 성분에 좌우된다. 사진 1은 연강(55-41)의 모재위에 크롬탄화물이 다량 함유된 고크롬 탄화물형 내마모재가 오버 레이된 내마모 복합강판 (wear plate)의 단면 미세조직 사진으로써 모재부와 오버레이충을 함께 보여주고 있다. 모재와 오버레이 충간의 경계면은 모재 일부가 용융된 후 웅고하면서 형성됨으로 인해서 도금이나 용사층과는 달리 매우 견고하게 결합되어 있다. 따라서 계면부의 탈락이라는 문 제점은 거의 없어 심한 응력을 받는 기계구조물 및 부품에도 본 기술은 널리 적용되고 있다. 그리고 사진 1에서 알 수 있는 바와 같이 모재와는 전혀 상이한 재료를 자유로이 선택하여 표면 유효층 일부만 오버레이시키며I 주조 및 단조가 불가능한 재료까지도 표면부에 오버레이 시킴으로 서 부품 및 설비의 제조에 있어 재료비의 절감과 제품의 수명이 획기적으로 개선될 수 있다. 그리고 최근에는 도금 빛 용사 둥과 같은 표면처리를 할 경우임의 소재 표면에 도금 및 용 사에 용이한 재료를 오버레이용접시킨 후 표면처리를 함으로써 보다 고품질의 표면층을 얻기위한 시도가 이루어지고 있다. 따라서 국내, 외의 오버레이 용접기술의 적용현황 및 대표적인 적용사례, 오버레이 용접기술 및 용접재료의 개발현황 둥을 중심으로 살펴봄으로서 아직 국내에서는 널리 알려지지 않은 본 기 술의 활용을 넓이고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권3호
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• pp.8-20
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• 1988

현재 국내산업발달과 작업현장 여건의 변화 등으로 인하여 노동집약적 산업형태로부터 기술집약형 산업형태로 바뀌어져 가고 있으며, 이에 수반되는 것이 자동화 system임에 따라 자동, 반자동 용접의 채택이 급격히 증대되고 있는 실정이다. 여기서는 이러한 용접기술의 동향과 최근 발전되고 있는 Flux Cored Wire에 대하여 기술하고자 한다.

• 수산해양기술연구
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• 제19권1호
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• pp.63-70
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• 1983

최근 각 방면의 해양개발에 대한 관심이 높아짐에 따라 해양구조물의 가공 및 보수수단으로서 수중용접기술의 개발연구가 선진국 등에서 시작되고 있으나 국내에서는 아직 이 방면의 연구를 찾아 볼 수 없다. 본 연구에서는 두께 10 mm의 국산구조용강판(SM41A)에 대하여 자작한 중력식용접장치에 의하여 6종의 국산피복아아크용접봉을 써서 수중용접을 실시하여 그 용접성을 조사하였고, 각 계통의 용접봉의 실용성을 검토하였다. 중요연구 결과는 다음과 같다. 1. 운봉비가 1일 때 용접봉의 각도 40$^{\circ}$, 60$^{\circ}$, 80$^{\circ}$인 경우 용접봉각도가 비이드(bead) 외관에 큰 영향을 미치지 않는다. 2. 용접봉직경이 일정할 때 용접전류의 증가에 따라 입열량이 증가하므로 비이드 외관에 큰 영향을 미치나 용접봉직경에 대한 각 적정전류에서의 비이드외관은 양호하게 나타난다. 3. 수중용접에서 고산화티탄계 용접봉을 사용하였을 경우, 적정용접전류와 직경 사이에는 상관성이 존재하며, 그 적정용접전류의 범위는 비교적 넓다. 4. 저수소계 및 고셀롤로우스계 용접봉을 제외한 4종(일미나이트계, 라임티타니아계, 고산화티탄계, 철분산화철계)의 경우, 용접봉의 안정한 수중아아크가 유지되고, 양호한 수중용접이 얻어졌다. 특히 라임티타니아계, 고산화티탄계 및 일미나이트계는 용접결함이 없는 양호한 수중용접이 가능하다. 5. 수중용접부에 대한 매크로(macro)조직과 미시현미경조직은 마르텐사이트와 베이나이트조직을 나타내고, 그 외는 미세한 페라이트, 퍼얼라이트조직으로서 용접결함이 없는 양호한 용접부를 갖는다. 6. 시험표면층인 3층, 4층 및 6층 용접에서의 본드부근의 열영향부에 각각 경도의 피이크가 있으며, 그 외의 부분은 대체로 경도가 균일함이 확인되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권1호
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• pp.36-45
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• 1997

용접 구조물에 대한 프로세스 제어를 위하여 매우 효과적인 수단이 될 수 있는 SYSWELD 소프트웨어의 이론적인 개념 및 응용 기술에 대하여 소개하였다. 전술한 바와 같이 SYSWELD는 일반적으로 알려져 있는 범용 열 및 구조해석 상용 Code와는 달리 야금학적 이론이 접목되므로써 이전에는 고려하기 곤란했던 제어 인자들에 대하여 보다 정확한 정보를 얻을 수 있기 때문에 용접 프로세스 분야에 매우 적합한 시뮬레이션 Code라고 판단된다. 이와 같이 수치해석 기술을 응용함으로써 연구기관에서는 제반 현상들에 대하여 실험적인 접근방법보다 보다 효과적으로 이해할 수 있게 되어 궁극적으로 이론적 발전 및 실용화를 이룰 수 있으며, 또한 산업체에서는 현업에서 발생하는 결함의 제어 및 구조물이나 프로세스의 최적 설계 방안을 수립하는 일이 가능하기 때문에, 현재 용접 분야에 대한 컴퓨터 시뮬레이션 응용 기술에 대하여 관심이 집중되고 있다. 이에 당사는 SYSWELD를 비롯하여 공학 분야의 유용한 상용 Code에대한 공급 및 기술 지원 뿐만 아니라 엔지니어링 능력을 갖추고 이와 같은 추세에 부응하고자 하는 노력중에 있는 바, 용접 시뮬레이션 응용 기술에 대한 현황을 소개하고자 하였으므로 참고가 되기를 바란다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.66-66
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• 2010

국내 화력발전의 $CO_2$배출량을 크게 줄이고, 친환경, 그린 화력발전시스템을 위한 가장 효과적인 수단은 발전효율을 획기적으로 증대시키는 것이기 때문에 이를 목표로 한 기술개발은 경제적으로나 산업적으로 파급효과가 매우 크다. 발전효율 증대를 위한 핵심기술은 증기터빈의 성능향상이다. 현재 일본, 미국, EU 등 각국이 가장 관심을 가지고 기술개발에 심혈을 쏟고 있는 초내열, 내식 합금소재는 $700^{\circ}C$이상에서 기계적 성능을 보장할 수 있는 Ni기 합금개발이고, 현재까지 상당한 기술수준에 이르고 있는 것으로 파악되고 있다. 국내의 경우는 관련기술개발을 위해 연구가 진행되고 있으나, 기술적으로 아직 미흡한 수준이다. Ni기 초내열, 내식합금을 개발해서 그것을 화력발전용 증기터빈 부품, 특히 초내열합금 용접형 터빈로터 소재로 이용하기 위해서는 체계적이고 실용적인 연구를 통하여 용접형로타의 내구성과 신뢰성이 보장되는 최적 수준의 접합기술 개발이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 선행연구로 $700^{\circ}C$이상 초내열/내식 Ni기 합금소재의 용접기술 개발을 위한 후보 소재 Alloy 617의 동종재료 용접 기술 개발을 목표로 한다. 본 연구는 Alloy617 12.6t 맞대기 이음으로 U그루브 내로갭 TIG용접을 하였다. 1pass 1layer 방식으로 총 8pass 8layer로 용접하였다. 전류 및 용접속도는 동일하게 두고 실드가스를 Ar 또는 Ar-$H_2$ 가스로 변경하여 시험하였다. Ar가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 생기고, 비드면이 거칠며 전체적으로 산화되었다. 반면에 Ar-$H_2$가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 없으며 표면이 미려하고 산화되지 않았다. 실드가스에 수소가스 첨가시 환원성가스로 역할을 하게 되고 이에 따라 용융지 표면에 산화피막을 제거하여 용접비드를 청정하게 하는 효과를 가진다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1996년도 춘계학술발표회논문집(4)
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• pp.449-454
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• 1996

원자력발전소 증기발생기 전열관의 레이저 슬리브 용접시, 레이저 전송 및 용접상태의 광학적 감시방법을 개발하였다. 전열관 레이저용접은 용접 중의 레이저 출력, 레이저 전송 광학계의 파손여부, 광학 정렬상태 등을 정확히 감시하며 수행하여야 하지만, 작업공간의 협소함과 방사능 공간이라는 어려움 때문에 적절한 감시방법이 없었다. 본 연구에서는 레이저 빔 전송을 위한 광섬유 광학계를 그대로 이용하여, 용접시 발생되는 radiation과 용접 표면에서 반사되는 Nd:YAG 레이저 빔을 측정하여 레이저 및 광학계 상태를 실시간 감시할 수 있는 기술을 실험적으로 확인하였다. 실험은 Inconel plate를 시편으로 이루어졌으며, 레이저 펄스길이, 레이저 반복률에 따른 감시 조건과 초점확인 기능에 대해서도 논의하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.16-16
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• 2009

Alloy 82/182로 용접된 원자력 발전소 주기기의 이종 금속 용접부는 장기간 운전 후 응력부식균열(SCC : Stress Corrosion Cracking)에 의한 결함이 나타나게 된다. 2000년대 이후로 원자력 주기기 Alloy 82/182 용접부에서 PWSCC(Primary Water Stress Corrosion Cracking)에 의한 Degradation이 급격히 증가하는 추세를 보이고 있으며, 국내에서도 이와 관련하여 원자력 발전소의 안전성에 대한 Issue 및 대비책에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 Alloy 600 용접부에 대한 결함을 예방하기 위한 대표적인 기술로써 수명연장 오버레이 기술이 있다. 원자력 주기기 노즐부는 저탄소강으로 제작되어 있으며, 저탄소강에는 제작 시 용접후열처리가 적용된다. 후열처리를 하는 주된 이유는 Tempering을 통해 열영향부의 인성 및 연성의 회복과 강도를 감소시켜 모재와 동등 또는 이 이상의 물성을 갖도록 하는 데 그 목적이 있다. 그러나 수명연장 오버레이의 경우 현장 작업 시에 후열처리가 어렵기 때문에, 이를 대체하기 위한 기술로 템퍼비드 용접을 적용할 경우 후열처리를 면제해 주고 있다. 본 연구에서는 수명연장 오버레이 기술 개발의 일환으로써 저 탄소강에 대한 템퍼비드 용접 기술을 확립하였다. 실험에 사용된 모재는 원자력 주기기의 노즐에 사용되는 SA508 Gr.3 Cl.1을 사용하였으며, 용가재는 Alloy 52 및 52M을 사용하였다. 최적 조건 도출을 위해서 실험 매트릭스를 이용하여 기본 실험을 수행하였으며, 실험에는 자동 GTAW 용접을 적용하였다. 기본 실험을 통해 얻은 최적 조건을 사용하여 PQ 시험을 수행하여 WPS를 확보하였다. 분석은 용접 후 조직 및 경도 시험, 물리시험(인장시험, 굽힘시험 및 충격시험)을 수행하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.165-168
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• 2003