• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11a
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• pp.61-66
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• 2008

This study is performed to compare characteristics of various measurement technique for weld residual stress. AISI 304 plate with one path weld on the surface was manufactured for this study. Hole drilling method, X-ray diffraction method and instrumented indentation method were used to measure the residual stress before and after welding. All the results were compared and analyzed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.23 no.1
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• pp.1-11
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• 1991

The objective of this study is to investigate the effect of weld line on the mechanical strengths and the process of weld line elimination in the Zircaloy-4 resistance upset welding for the fabrication of heavy water reactor fuel rods. The weld current and the amount of upset increased linearly with the main heat, in which two relations between them were derived. It was found that the threshold to obtain sound weld was 50% of main heat in terms of weld upset size, mechanical strengths and weld line elimination. The weld microstructure of resistance upset welds of Zircaloy-4 comprsied basketweave, Widmanstatten and martensite respectively by changing the main heats. Dimples on uniaxially fractured surface at weld line in the Zr-4 welds were larger and deeper compared with those on biaxially fractured surface. It was also found that the process of the weld line elimination in the resistance upset weld of Zircaloy-4 could be divided into three stages in terms of the presence of many pores, their shrinkage and elimination, and the shrinkage of the original weld interface with increasing weld currents.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.5
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• pp.561-565
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• 2010

Stainless steel sheets are widely used as structural materials for the manufacture of railroad cars and commercial vehicles. These kinds structures used stainless steel sheets are commonly fabricated by using the gas welding. For the fatigue design of gas welded joints such as fillet joints and plug joints, it is necessary to obtain information on the stress distribution at the weldment and the fatigue strength of the gas welded joints. Moreover the influence of the geometrical parameters corresponding to the gas welded joints on the stress distribution and fatigue strength must be evaluated. ${\Delta}P-N_f$ curves were obtained from the data recorded in fatigue tests. Using these results, the ${\Delta}P-N_f$ curves were rearranged according the relation between $\Delta\sigma-N_f$ and the maximum stress at the edge of the fillet welded joint.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.40-40
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• 2010

산업현장에서는 파이프 또는 탱크류의 1GR용접에서 안정적인 이면비드를 가지는 루트패스 용접을 위해 2~3mm의 루트갭을 띄우고 용접봉 또는 필러와이어를 사용하는 TIG용접을 주로 한다. TIG용접은 고품질의 이면비드가 얻어지며, 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있어 루트패스 용접에 많이 사용되고 있지만, 루트갭을 띄우면 이면비드는 잘 얻어지지만 용착금속량이 많아지게 되어 제작원가가 상승되고, 또한 소모성 와이어를 사용하는 GMAW에 비해 생산성이 낮다. 따라서, 안정적인 이면비드를 가지면서 생산성이 높은 1GR GMAW 루트패스 용접공정의 개발이 요구되지만, 이 경우도 루트갭이 2~3mm로 정해져 있으면 Fit-up공정에서 공수가 많이 필요하므로 근본적으로 루트갭이 없는 그루브에 대한 루트패스 용접이 더 바람직하다. 본 연구에서는 루트면 2.7mm를 가지는 U-그루브의 갭 없는 루트패스 용접에서 안정적인 이면비드가 형성되는 조건을 검토하기 위해 2.7t의 평판에 대하여 경사상진 각을 주고 기초 실험 후, U-그루브 맞대기 용접 실험을 진행하였다. 이 때, 경사상진 각은 용융금속이 중력으로 인해 아크 후방으로 밀리게 되고, 그로 인해 아크가 모재에 직접 닿게 되어 용입이 더 깊게되므로, 이면비드의 형성에 더 유리하다. 두께 2.7t의 연강 시편 2개를 갭 없는 I-그루브 맞대기 이음에서 Ǿ1.2 연강 솔리드 와이어를 사용하여 GMAW용접을 실시하였고, 용접전류, 용접속도, 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수를 변경하여 각 조건에 대한 이면비드를 관찰하였다. 그 결과 경사상진 각 $25^{\circ}$, 전류 200A, 위빙폭 3mm, 위빙주파수 3Hz의 조건에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 또한, 현장에서 Fit-up중 발생할 수 있는 루트갭의 문제에 대하여 루트갭 1.2mm의 I-그루브 맞대기 용접에서 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수는 갭 없이 실시한 실험에서 얻어진 가장 안정적인 결과를 사용하였고, 용접 전류, 용접 속도를 변경하여 이면비드를 관찰하였다, 그 결과 갭이 없을 때보다 약 80A 낮은 전류 조건인 120A에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 앞선 실험들을 기초로 하여 U-그루브 맞대기 용접을 실시 하였고, I-그루브 맞대기 용접에서 사용한 조건들과 유사한 용접 전류, 용접 속도에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.80-80
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• 2009

패키징 구조의 발전이 점차 중요한 문제로 대두되어, 칩의 집적 기술의 발전에 따라 실장기술에서도 고속화, 소형화, 미세피치화, 고정밀화, 고밀도화가 요구되고있다. 최근 선진국을 중심으로 전자 전기기기 및 부품의 실장기술에서도 환경 친화적인 기술을 요구함에 따라, 저에너지 공정 및 무연 실장 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package) 등은 소형화, 다핀화, 고속화, 실장성에 한계가 있기 때문에, SMT(Surface Mount Technology) 형식으로 된 BGA(Ball Grid Array)가 휴대형 전화를 비롯한 기타 전자 부품 실장에 널리 사용되고 있다. BGA ball shear 법은 BGA 모듈의 생산 및 취급 중에 발생할지도 모르는 기판에 수평으로 작용하는 기계적인 전단력에 BGA solder ball이 견딜 수 있는 정도를 측정하기 위해 사용되는 시험법이다. 전단 시험에 의한 전단 강도의 측정 외에 전기전도도 측정, 파면 관찰, 이동거리(displacement), 유한요소 해석법 등을 병행하여 시험법의 신뢰성 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 실험에서는 지름이 $500{\mu}m$인 Sn-3.5Ag 솔더볼을 이용하여 세라믹 기판을 접합하여 BGA 패키지를 완성하였다. 상부 기판에 솔더볼을 정렬시켜 리플로우 방법으로 접합 한 후 솔더볼이 접합된 상부 기판과 하부 기판을 접합 하여 시편을 제작하였다. 접합된 시편들은 $150^{\circ}C$에서 0~800시간 열처리를 실시하였고, 열처리를 하면서 각각 $3{\times}10^2A/cm^2,\;5{\times}10^3A/cm^2$의 전류를 인가하였다. 시편들을 전단 시험기를 이용하여 솔더볼의 기계적 특성 평가를 하였으며, 계면 반응을 관찰하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.2
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• pp.137-146
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• 2011

In the fabrication of steel bridges, blast cleaning prior to painting is carried out on the steel members to clean the forged surface and to increase the adhesive property of the applied painting systems. The effect of blast cleaning on the fatigue strength improvement of the weld joints, however, is not clear. In this study, Almen strips and steel specimens were blast-treated, conforming to ten types of blast-cleaning conditions deducted from the blast-cleaning conditions of seven steel structure fabrication companies. The arc height, roughness, hardness, and compressive residual stress were measured before and after the implementation of the ten blast-cleaning methods, and the relationship between the blast conditions and the measured values was studied. The geometry of the weld toe and the compressive residual stress near the weld toe were also measured before and after the blast cleaning of the butt-welded joints, and fatigue tests were carried out on the butt weld joints. The test results showed that blast cleaning significantly increases the fatigue strength and limit.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.5
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• pp.184-189
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• 2018

Recently, research on lightweight automobiles is increasing continuously to respond to the high safety standards and environmental regulations. The application of high strength steel is one of the effective methods for developing lightweight car bodies. A TWB (Tailor Welded Blank) is major method that allows partial high strength with light weighting using a multi-thickness and multi-material welded blank. On the other hand, additional welding process is required to prepare the blank and quality control for the welding process also required. To secure this point, the TRB (Tailor Rolled Blank) method was suggested. In the TRB method, the thickness of sheet is controlled by the rolling presses and the production efficiency is much higher than welding in TWB methods. In this study, the formability of high strength TRB steel plate was analyzed to examine the rolling effect of the blank. The formability of the specimen was tested using 0.8 and 1 mm thick steel sheets for the TRB plate. The strain was analyzed by the digital image sensing of grid markings on the specimen and the forming limit diagram was calculated. An Erichsen test for the 0.8 and 1 mm thick TRB specimens was carried out and the formability was investigated by comparing with FE analysis.

• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.16 no.1
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• pp.12-16
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• 2022

Currently, Induction welding is attracting attention as a non-contact, clean and fast welding process. However, since thermoplastic resins are not affected by electromagnetic fields, induction welding requires a heating element called a susceptor. Researches are being conducted with the aim of achieving high-quality bonding, however, the factor of a heating element is an issue, hence the need to set a standard. Specimen fabrication and testing are conducted according to ASTM D5868. In this study, we propose that the evaluation criteria be judged on the basis of three factors; the condition of the welded joint surface, void content, and lap shear strength. Since the adhesive surface to be welded melts and solidifies as it cools, rapid temperature changes can generate pores. In addition, if the heating is not uniform, it is difficult to expect the desire performance. Using PA6 (CF 30%) thermoplastic, susceptor fabrication, induction welding and performance verification were conducted.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.45-45
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• 2009

원가 측면에서 유리한 저항점용접(Resistance Spot Welding)이 차체 용접에 80%이상으로 가장 많이 적용되고 있다. 첨단고강도강(Advanced High Strength Steel)의 저항점용접성 및 용접부 특성에 미치는 공정 변수의 영향에 대한 연구결과는 많으나, 합금원소의 영향에 대해서는 전무하다. 특히, Si는 DP(Dual Phase)강에 첨가 시 균일한 마르텐사이트의 분포를 촉진하는 원소로 저항 점용접성 및 용접부 특성에 영향을 미칠 것으로 예상되며, 이에 대한 연구는 보고된바 없다. 본 연구에서는 냉연 DP강의 저항 점용접시 중요한 인자 중 하나인 너깃경과 전단인장강도에 미치는 Si함유량의 영향을 검토하였다. 사용된 강재 및 용접기는 1.2mm 두께의 Si함유량(0, 0.5, 1.0, 1.5wt%)이 다른 인장강도 780~1000MPa급 냉연 DP강과 단상 AC용접기를 사용하였다. 용접조건은 ISO 18278-2규격에 따라 가압력 4kA, 초기가압시간 40cycle, 유지시간 17cycle로 고정하고, 용접전류만 변화하여 용접을 실시하였다. 너깃경은 용접부 단면을 컷팅 후 폴리싱 하여, 광학현미경과 Image Pro plus를 이용하여 측정했으며, 인장시편규격은 JIS Z 3137를 이용하였다. Si함유량이 증가에 따라 스패터 발생 전류는 감소했고, 너깃경은 직선적으로 증가했다. Si함유량 증가에 따른 너깃경 증가 이유는 저항(R) 측정결과, Si함유량 증가에 따라 모재의 저항이 높아져, 따라서 입열량($Q=I^2Rt$)이 많아지기 때문으로 판단되었다. 인정전단강도는 Si함유량 증가에 따라 직선적으로 증가했다. 이러한 이유는 Si함유량 증가에 따라 너깃경이 증가되기 때문으로 판단되었고, 너깃경과 인장전단강도 사이에 직선적 관계(PL(kN)=$3.2N_{dia.}$-0.81, $R^2$=0.93)를 가지고 있었다. 파단양상은 Si함유량에 상관없이 5.4kA이하에서는 계면파단이 일어났고, 6.0kA이상에서는 풀 아웃 파단이 일어났다. 계면파단주원인은 용접부 가장자리에 지름이 약 $5{\mu}m$이하의 예리한 노치가 존재하여 노치응력집중과 HAZ계면 근처에 미접합부가 존재하기 때문으로 판단되었다. 6.0kA이상에서는 예리한 노치가 없었고, HAZ부가 완전히 접합되어 있기 때문에 풀 아웃 파단이 일어난 것으로 판단되었다. 따라서, Si함유량 증가에 따라 적정용접전류 구간은 감소했고, 너깃경은 직선적으로 증가했다. 또한, Si함유량 증가에 따라 인장전간강도는 증가 했으며, 너깃경과 인장전단강도 사이에 직선적 관계를 가지고 있었다. 파단 양상은 Si함유량에 상관없이 5.2kA이하에서는 계면파단이, 6.0kA이상에서는 풀 아웃 파단이 일어났다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.24 no.10 s.181
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• pp.2597-2602
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• 2000

The most effective means of evaluating remaining life is through the creep testing of samples removed from the component. But sampling of large specimen from in-service component is actually impossible. So, sampling device and small-specimen creep tester have been applied. Sampling device has been devised to extract mechanically small samples by hemispherical, diamond -coated cutter from the surface of turbine rotor bores and thick-walled pipes without subsequent weld repairs requiring post weld heat treatment. A method of manufacturing small creep specimen, 2min gage diameter and 10min gage length, using electron beam welding to attach grip section, has been proven. Small-specimen creep tester has been designed to control atmosphere to prevent stress increment by oxidation during experiment. To determine whether the small specimens successfully reproduce the behavior of large specimens, creep rupture tests for small and large specimens have been performed at identical conditions. Creep rupture times based on small specimens have closely agreed within 5% error compared with that of large specimen. The errors in rupture time have decreased at longer test period. This comparison validates the procedure for fabricating and testing on small specimen. This technique offers potential as an efficient method for remaining life assessment by direct sampling from in -service high temperature components.