• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.18 no.2
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• pp.85-91
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• 1998

In nuclear fuel manufacturing process, end-closure welding has long been recognized as requiring very high integrity. In this basic study, ECT(eddy current testing) method for end-closure welding has been developed to detect end cap weld discontinuities for nuclear fuel safety. In order to improve the inspection reliability, the maximum scanning speed and the maximum frequency is investigated for end-closure welding inspection. The bandpass filter(0-250Hz) is used for removing noise effects. This study shows that ECT method is effective and sensitive for the detection of small defect(0.35mm diameter).

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05b
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• pp.561-565
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• 1997

증기발생기 전열관 보수를 위하여 sleeve pipe를 삽입하여 레이저 용접을 하는 과정에서 전열관과 sleeve pipe 의 간격을 최소한으로 줄여 용접 품질을 높이고, 균등하게 하기 위하여 sleeve pipe에 대하여 확관이 수행된다. 확관은 sleeve pipe의 상단부와 하단부에 각각 수행되는데 정확한 확관규격을 유지하기 위하여 컴퓨터로 확관압력의 미분치를 비교분석하여 압력펌프를 제어하였다. 압력신호의 변화가 크고 안정되지 못하여 전후신호와 비교분석하여 안정화시킨 후 미분치를 추출하여 제어함으로써 전열관의 확관이 0.02mm 이내가 되도록 하여 전열관의 과도한 확관을 방지하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.42-42
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• 2010

알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.8 no.5
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• pp.397-406
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• 2003

Resistance spot welding is widely employed in a manufacturing process. In recent years, the requirement for more sophisticated quality control procedures has been in mass production industries. The requirements for high productivity and better weld qualities have lead to the development of more widely available microcomputer-based control. In this study, the inverter type power source and welding servo gun are developed. As the results, we have some advantages over the previous methods such as pneumatic gun. One of them is that the precise pressure control can be attained during the welding process. In addition, production time and cost can be decreased.

• Plant Journal
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• v.10 no.2
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• pp.48-59
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• 2014

Coupons which have same figure as weld joint of the forged steel valves and 1 inch nominal weld thickness were manufactured using ASTM A182 F92 material. After welding with GTAW method, the welded specimens have been post-weld heat treated at $705^{\circ}C$, $735^{\circ}C$, $750^{\circ}C$, $765^{\circ}C$, $795^{\circ}C$ and $825^{\circ}C$ for 1 hour per 1 inch nominal weld thickness each (Group 1) to evaluate characteristics of welds based on various holding temperature. Indeed, 3 welded specimens were post-weld heat treated for 30 minutes, 1 hour and 2 hour (Group 2) at $735^{\circ}C$ to evaluate characteristics of welds based on various holding time. Hardness values were measured at the weld metal, heat affected zone and base metal to observe hardness change depending on the condition. As a result of the evaluation, appropriate holding temperature for PWHT is proved as $750^{\circ}C$ and $765^{\circ}C$ for 1hour per 1 inch nominal weld thickness. Indeed, holding for 1 hour per 1 inch nominal weld thickness was insufficient for PWHT effect when the holding temperature was at $735^{\circ}C$. The microstructure of post-weld heat treated weld metal was determined as tempered-martensite structure.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.4
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• pp.36-41
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• 1997

제조업의 공동화 현상 및 3D 작업의 기피 현상 등으로 용접 고기량자의 구인 난 및 신규 용접인력의 감소 현상이 나타나고 있다. 이는 단기적으로는 경량 간이 용접 장치를 1인이 다수대를 운용함으로써 해결 가능하지만 적용 부위가 한정되고 수정 부위가 과다 발생되어 근본적인 해결책이라 보기는 어렵다 따라서 지능형 용접 ROBOT의 적용을 통한 용접기량자의 대체가 요구되어 지고 있다. 반면에 용접 ROBOT에 의한 고효율 및 고품질의 용접을 위해서는 용접재료, 용접기등의 발전도 중요하지만 고기량자에 준하는 최적 용접조건의 선정이 무엇보다도 중요하며 다양한 대상물에 대한 다양한 용접 사양을 만족하기 위해서는 기존 TEST를 통해서 얻어진 최적 용접 조건의 재현만으로는 한계를 가지게 되며 LASER SENSOR 등을 통한 용접부의 GROOVE 형상 혹은 ROOT GAP의 감지와 이에 적합한 용접조건을 REAL TIME으로 결정할 수 있는 용접 정보 처리 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 광범위한 용접정보 처리 시스템중 조선분야에 비중이 제일 큰 단층 FILLET 용접부위에 대하여 용접 ROBOT SYSTEM을 적용 할 경우 표준용접 조건 및 용접조건 최적화를 위한 용접전문가 시스템의 연구결과를 소개하고 향후 전망에 대해서 의견을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.3-3
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• 2009

선박의 건조과정에서 필수적으로 선체 외판에는 선박의 안전과 운항 및 정비 등에 필요한 정보를 나타내기 위해 다양한 종류의 마크 및 문자가 마킹되어진다. 하지만, 단순한 도장 작업만으로는 해상과 같은 부식 환경에서 마크 및 문자가 쉽게 지워지거나 손상되기 때문에 마크 및 문자를 용접 비드(welding bead)로 표시하거나 미리 절단된 강판(steel plate)을 수동으로 용접한 뒤 도장을 함으로써 마크 및 문자의 손상을 방지하고 있다. 이러한 문자마킹작업을 하기 위해서는 작업자가 수작업으로 기준선과 마크 및 문자의 위치를 먹줄 등을 이용하여 마킹을 하고, 해당 마크 및 문자의 템플렛(template)을 이용하여 펀칭을 실시한 후 수동으로 용접을 실시한다. 하지만, 수작업을 통한 선체외판 문자마킹 작업은 작업자의 기량에 따라 품질이 상이하여 품질 저하의 원인이 된다. 또한 대조립 및 탑재 단계에서 문자 마킹 작업시 수직자세의 용접을 요구함으로써 작업자가 안전사고에 노출되어 있으며, 선박의 각 단계별 주요 공정보다 작업시간이 길어져 전체 선박 건조공정을 지연시키는 문제점 등을 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 조선업계에서는 선체 외판의 마크 및 문자를 자동으로 용접할 수 있는 장치를 개발하기 위해 노력해왔으며, 몇몇 개발 사례가 보고되고 있다. 하지만, 그 실효성 부분에서는 아직까지 해결하지 못한 문제점들로 인해 현장 적용에는 어려움을 보이고 있다. 본 연구에서는 선박외판 문자 자동용접장치의 기능성뿐만 아니라 현업 적용성을 가장 우선적으로 고려하여 문자마킹장치(Marking Robot for Shipbuilding) 개발을 진행하였다. 우선, 적절한 용접 재료를 선정하기 위해서 솔리드 와이어(Solid Wire)와 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire)에 대한 비드온 용접(Bead-On Welding)을 아래보기자세와 수직자세에 대해서 실시하여 적절한 용접 조건을 설정하였다. 본 연구에서 개발된 문자마킹 자동용접장치는 3축으로 구성되어 있으며 각 축들을 분리할 수 있도록 개발하여 이동성을 향상시켰으며, 작업면과 용접토치간의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있도록 용접전류 센서(Welding Current Sensor)를 이용하여 토치 높이(Wire Extension)를 제어함으로써 균일한 품질의 용접비드를 얻을 수 있었다. 또한 문자마킹 자동용접장치는 본체 구동부와 제어부(Touch Screen)가 쉽게 분리되고 장착이 가능한 구조로 개발되었으며, 용접시 각 용접자세별로 용접전압, 전류 그리고 용접속도 설정이 가능하여 아래보기 자세뿐만 아니라 어떠한 자세에서도 같은 모양의 비드형상을 가지는 문자마킹용접이 가능하도록 개발하였으며, 이는 실험과 현장적용을 통해 검증하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.12 no.4
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• pp.813-824
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• 1988

Use of a plasma arc as the source of energy for penetration welding of thin plates gives rise to a cylindrical hole surrounded by the molten metal. Material moves from the front to the rear of the hole by flowing around the hole as the workpiece is translated relatively to the arc. Based on the finite difference method, three different computer models have been proposed for the steady state, two dimensional heat and mass flow during the plasma arc welding. In the formulation energy equation was derived by the energy blance method through the cell control volume, and all the governing equations derived for the fixed coordinates was translated for the moving coordinate system. The driving force for fluid flow being considered was only electromagnetic force. The calculated and measured molten poon and HAZ width were compared and better agreement was obtained for the models considering the keyhole effect.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.76-76
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• 2011

선박이나 산업 플랜트에서 파이프 또는 탱크류의 맞대기 용접 시 안정적인 이면비드의 형성은 매우 중요하다. 대부분의 현장에서 파이프 맞대기 초층용접부의 안정적인 이면비드를 형성하기 위해 3mm의 루트갭을 띄우고 루트면이 없는 V-그루브에서 필러를 사용하는 수동 TIG용접을 주로 사용하고 있다. 수동 TIG용접은 고품질의 비드와 우수한 아크안정성, 그리고 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있다. 그러나 수동 TIG용접은 용접속도가 10cpm정도로 느리기 때문에 GMAW에 비해 생산성이 낮고 작업자의 숙련도에 따라 품질이 변하게 된다. 본 연구에서는 높은 생산성과 기준갭 1.5mm에서 단차의 허용공차를 크게 하기 위해 루트면 3mm를 가지는 U-그루브의 설계를 하였으며, 두꺼운 루트면을 가지는 그루브에서 안정적인 이면비드를 형성시키기 위해 GMAW에서 아크 충격량에 대한 검토를 실시하였다. GMAW의 아크력이 용입에 어떠한 영향을 미치는지 검토하기 위해 수냉되는 동판에 갭을 1.5mm 띄우고 동일한 용착량과 입열량에서 아크력만을 변화시켜 실험하였다. 또한, U-그루브의 루트부를 모델링하여 두께3t의 평판시편을 각각의 갭과 단차 조건에서 실험하였다. 이 때, 기준갭 1.5mm에서 갭에 의해 생기는 단면적을 기준 갭단면적, 갭이 증가함에 따라 증가되는 단면적을 추가 갭단면적, 갭이 감소함에 따라 감소하는 단면적을 감소 갭단면적으로 정의하였다. 용접 중 발생하는 추가, 감소 갭단면적에 대하여 용착량을 50%의 수준으로 증가, 감소 시켰다. 갭에 따라 아크력을 변경하여 실험을 실시하였고 이면비드의 형상을 확인 하였다. 마지막으로 평판 시편의 조건에서 안정적으로 이면비드가 형성된 조건을 pipe U-그루브에 적용하였다. 그 결과 동판에서 용착량과 입열량이 같음에도 불구하고 아크력이 증가함에 따라 용입이 깊어짐을 확인하였다. 또한. 3t 평판시편에서 아크력의 제어를 통해 큰 단차와 갭이 있을 때, 안정적인 이면비드를 얻을 수 있는 조건을 확립하였다. 마지막으로 pipe U-그루브에서 앞선 실험의 용접조건으로 갭과 단차의 변화에 대해 실험을 하였으나, 시험편의 두께차이에 의한 전도 열손실로 인해 이면비드의 형성이 어려웠고, 아크 충격량의 증가를 통해 이러한 문제를 해결하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.1333-1334
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• 2015

화력발전소 보일러 배관은 복합한 형상과 다양한 형태로 용접되어 발전소 외관을 감싸고 있다. 발전소 운전에 필수적인 부분을 차지하기 때문에 주기적으로 발전소 점검기간에 모든 용접부위를 검사하여 품질 이상 부분에 대해서는 교체 작업 및 보수 작업을 수행해야한다. 지금까지는 작업자를 통한 검사이다보니 부정확성과 반복 결과가 유지되지 않았다. 본 논문에서는 디지털 방사선 투과 검사모듈을 장착한 자동화 검사 플랫폼을 제안한다.