• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2000.11a
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• pp.339-343
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• 2000

Rapid prototyping for welding and milling is a hybrid approach that makes use of welding as additive and conventional milling as subtractive technique. For two years this concept has been used to verify manufacturing mold and mechanical parts successfully. In latest new fabrication methods. For example, manufacturing mold for two sort of materials and shell fabrication, have been applied to the concept in KIST. This methods will be an alternative proposal in rapid prototyping. Metal deposition for welding causes the part to deform. It is a handicap in our proceeding. To overcome this problem, in this paper, we represent an optimal welding path for FEM analysis. Eight paths are tried to this and the value of deformation is average and standard deviation in four points'. Then we can compare with eight cases and select the optimal path.

• Transactions of Materials Processing
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• v.18 no.4
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• pp.329-335
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• 2009

In order to better predict the springback for friction stir welded DP590 steel sheet, the combined isotropic-kinematic hardening was formulated with considering the permanent softening behavior during reverse loading. As for yield function, the non-quadratic anisotropic yield function, Yld2000-2d, was used under plane stress condition. For the verification purposes, comparisons of simulation and experiments were performed here for the unconstrained cylindrical bending, the 2-D draw bending tests. For two applications, simulations showed good agreements with experiments.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.33 no.6
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• pp.27-35
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• 2015

Laser welding sector in the automotive industry has been widely recognized as one of the most important bonding processes, such as parts welding. Efforts to improve productivity and weld quality have been progressing steadily. In addition, laser welding is suitable for welding process that can produce high-quality welds suitable for flexible production and small quantity batch productions. In order to ensure the rigidity of the material, high strength material are applied to more than 1 GPa class body parts and automotive bumper beams. However, not only the situation is that the trend of domestic research, but also development is based on product molding considering freedom of shape where reinforcement is applied to meet the safety regulations and high-speed crash performance, despite the use of high strength materials. The tendency for heat-affected zone (HAZ) softening phenomenon common in areas of laser welded high tensile steel welding confirmed the occurrence of weld softening effect according to the process parameters. Based on this, range of process parameters could be selected for ensuring weld quality.

• Korean Journal of Metals and Materials
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• v.56 no.11
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• pp.796-804
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• 2018

The Charpy impact toughness of the heat affected zone (HAZ) of electro gas welded 390 MPa yield strength grade steel, manufactured by a thermo mechanically controlled process, was investigated. The effects of added Nb on the toughness of the steel and the factors influencing scatter in toughness are discussed in the present work. It was observed that adding Nb to the steel led to the deterioration of HAZ toughness. The presence of soluble Nb in the HAZ increased its hardenability and resulted in a larger amount of low toughness bainitic microstructure. Microstructural observations in the notch root area revealed the significant role of different microstructures in the area. In the presence of a larger amount of bainitic microstructures, the HAZ exhibited a lower Charpy toughness with a larger scatter in toughness. A softened zone with a lower hardness than the base metal was formed in the HAZ. However, theoretical analysis revealed that the presence of the zone might not be a problem in a real welded joint because of the plastic restraint effect enforced by surrounding materials.

• Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
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• v.16 no.2
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• pp.58-67
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• 2020

This study presents cyclic stress-strain and tensile test results at room temperature (RT) and 316℃ using cold-worked TP304 stainless steel base and weld metals. By comparing the cyclic hardening/softening behavior and failure cycle of cold-worked materials with those of irradiated austenitic stainless steels, the feasibility of simulating the irradiation effect on cyclic deformation and failure behaviors of TP304 stainless steel base and weld metals was investigated. It was found that, in the absence of strain-induced martensite trasformation, cold-working could properly simulate the change in cyclic hardening/softening behavior of TP304 stainless steel base and weld metals due to neutron irradiation. It was also recognized that cold-working could adequately simulate the reduction in failure cycles of TP304 stainless steel base and weld metals due to neutron irradition in the low-cycle fatigue region.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.23-23
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• 2010

마찰교반접합(Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 일정한 속도로 회전하는 툴이 재료내부에 삽입 되면서 툴과 재료사이에서 마찰열이 발생하여 연화된 재료와 접합 툴 사이에서의 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적다는 장점이 있다. 마찰교반접합은 기존의 저융점 재료에 관한 접합을 넘어서 최근에는 철계 합금, 타이타늄 합금, 니켈계 합금 등 고융점 재료에서의 적용에 관한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 마찰교반접합을 이용하여 위와 같은 강한 재료를 접합하기 위해서는 내구성이 갖추어진 툴이 반드시 수반된다. 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강은 염화물의 농도가 높은 부식 환경에 적용되는 소재로서, 공식(pitting corrosion) 및 틈부식 (crevice corrosion)에 대한 내식성을 높이기 위하여 Mo의 함량을 6%로 낮추고 20~25% Cr과 Ni을 첨가하여 사용된다. 이러한 고합금의 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강은 여타 내식성 합금에 비하여 내식성이 매우 우수한 것으로 알려져 있다. 최근 SO2 배출에 대하여 규제가 강화되면서 화력 발전소용 탈황 설비 중 일부 장비에서 6% Mo가 첨가된 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강의 사용이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 $Si_3N_4$ 툴을 사용하여 Mo이 6% 첨가된 슈퍼 오스테나이트계 스테인리스강인 1925hMo강을 마찰교반접합하였다. 툴 회전속도 (200rpm, 300rpm, 460rpm, 700rpm)를 변수로 하여 접합을 실시하였다. 접합 후 외관상태를 점검하였으며 광학현미경 (optical microscope)과 주사전자현미경 (scanning electron microscope)을 사용하여 미세조직 관찰을 하였으며 경도 및 인장강도 측정 등의 실험을 통하여 접합부의 기계적 특성을 평가하였다. 그 후 이러한 결과를 통하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.