• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.90-91
• /
• 2004

최근의 재료개발 및 이용 경향은 복합화을 기본 개념으로 하여 광범위한 물성의 실현과 응용이 가능한 재료개발에 역점을 두어, 각 소재가 가진 서로 다른 우수한 물성을 유지하면서 상호 보완적인 효과를 살릴 수 있는 광의의 복합재료를 추구한다. (중략)

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 1998.11a
• /
• pp.19-20
• /
• 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 Korean Society of Steel Construction
• /
• v.18 no.5
• /
• pp.665-675
• /
• 2006

With building structures becoming higher and longer-spanned, the need for high-strength and reliable steel is increasing. For this reason, the SM570TMC steel plate was developed. Despite its excellent mechanical properties, however, its welding properties, which are well-known to be superior to those of other equivalent steel plates, have not been verified yet. In this study, welding specimens fabricated via SA and FCA welding, with two domestic welding materials and one Japanese welding material in site welding conditions, were evaluated.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.49-49
• /
• 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.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.200-202
• /
• 2004

용접이 진행되는 아크 범위 내에 용접재료로서 아크를 일으키지 않는 여분의 Wire를 삽입하고자 하는 시도는 이미 여러 용접 Process 에 응용되어 행해진 바 있다. (중략)

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.12 no.1
• /
• pp.38-43
• /
• 1994

고강도 알루미늄합금은 중량이 가벼우면서 인장강도와 항복강도가 높고 가공성, 성형성이 좋아 항공기, 자동차, 선박 등 수송용 재료로 각광을 받고 있으며, 이 중 Al-Zn-Mg계(7000계) 알루미늄 합금은 용접 구조물용 경량소재로 활용범위가 높다. Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금은 고온에서 용체화 처리후 저온으로 급냉시킨 재료를 자연시효 또는 인공시효처리를 하여 이 때 석출되는 시효 석출물에 의해 강도를 증가시킨 석출 경화형 합금이다. 그런데, 7000계열 알루미늄합금은 적절한 열처리 작업을 통해 최적의 기계적 성질이 얻어지도록 합금설계가 되어있기 때문에 구조물 제작시 용접에 의한 ARC 열을 받게 되면 열이력(thermal cycle)에 의해 모재의 미세조직이 변화하고 용접 결함이 발생하며 강도의 약화와 함께 내식성 등이 저하한다. 따라서 고강도 알루미늄합금의 용접성을 향상시키기 위해서는 용접부의 미세조직거동과 용접부에 발생하는 용접결함의 현상을 조사하여 용접용 고강도 합금에 필수적으로 요구되는 용접성에 대한 검토가 충분히 이루어져야 한다. 따라서 본 고에서는 알루미늄합금, 특히 7000계열 알루미늄합금에 주목하여, 용접방법, 각종 결함과 대책, 용접부의 시효경화와 응력부식균열 및 기계적 성질 등을 지금까지 보고된 각종 자료를 기초로 하여 3회에 걸쳐 기술하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.1 no.2
• /
• pp.1-6
• /
• 1983

용접중 발생되는 흄(Fume) 및 가스는 용접작업 환경을 오염시킬 뿐만 아니라 인체에 매우 유해하다. 용접 흄(Fume)은 금속 산화물로 구성된 아주 작은 입자이며 가스는 일반적으로 CO, CO$_{2}$, NO$_{x}$, SO$_{x}$, XF 등으로 구성되어 있다. 일반 피복 아아크 용접봉에서 발생되는 용접 흄은 인체에 매우 해로운 영향을 미친다. 즉 다량 흡입하게 되면 두통, 발열 등 급성 증상이 발생한다. 또한 소량을 장시간 흡입해도 진폐 등 만성증상을 일으킨다. 그러므로 현 국내 용접장에서는 흄에 의한 장해 방지를 위하여 충분한 환기시설과 완벽한 보호구 착용, 그리고, 용접 재료 자체의 흄 발생량을 감소시킨 저흄 용접봉(low fume type electrode)의 사용 방법 등이 검토 실시되고 있다. 본 보고서에서는 흄에 대한 올바른 인식을 꾀하는 한편, 용접자의 건강 보호를 목적으로 개발된 조선 및 철구조물의 주요 용접 재료인 철분 산화철계 저흄 용접봉에 관하여 소개하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.1-8
• /
• 1991

용접구조물을 그의 사용목적에 적합하게 제작하려면 그의 구조설계와 사용재료의 적절한 선택과 사용성능을 충분히 확보하게 끔 제작과정과 품질보증을 할 수 있는 것이 필요하다. 즉 용접성 (Weldability)을 만족하게 하는 것이다. 구조물의 제작에 있어서 배려하여야 할 것은 구조의 사 용성능의 확보와 안전성인 것이다. 사용성능이란 구조의 강도, 기능 그리고 미관이나 끝내기의 외관적 성능등이다. 우리들의 생활공간에 존재하는 구조물이 한번 파손이나 파괴의 사고가 발 생하면 치명적인 것이 된다. 용접설계 생산과 제작의 기술적인 준비로써 용접구조물을 대상으로 용접가공에 중점을 두어 사용되는 말이다. 용접설계는 구조물과 제품의 용접제작과정을 완전히 지시하고 용접이음에 요구되는 사용성능이 확보 되게 끔 부재배치와 치수등이 선정되고 제작과 검사등의 실제 작업성을 충분하게 고려한 제작계획을 세우는 것을 말한다. 이와 같이 된 용접 설계를 바탕으로 용접기술자가 최적한 용접재료의 용접조건등을 결정한다. 즉 설계와 용접시공은 서로 밀접한 관계를 갖고 있어야 한다. 특히 용접설계의 비교적 초기단계에 속하는 것은 제품 기본계획과 강도해석 그리고 구조설계의 과정에 반드시 용접기술자의 관여가 필요한 것이다. 그리고 설계의 최적화를 위하여는 많은 정보 특히 경험적인 정보와 구조 해석적인 정보가 잘 처리되어야 한다. 오늘날의 CAD의 도입이란 전산기의 처리기술과 graphic기술을 묘미 있게 이 용한 것이라 할 수 있다. 용접구조물의 용접성을 논술하려면 다음과 같이 구분하는 것이 바람 직하다. 1. 용접구조물의 허용강도 2. 동접구조용의 강의 선택 3. 용접시공조건 4. 용접설계 이중 용접 제작과정을 표 1에 나타내었다. 구조물의 용접설계 요구조건으로써, 1)손상, 2)탄성 파손, 3)항복응력, 4)기계적인 불안정성, 5)파괴와 붕괴등을 고려하여야 하며 구조용 강의 선택은 1. 강도(strength) 2.연성(ductility) 3.인성(toughness)을 고려하여 구조물의 설계에 충분히 만 족해야 한다.

• The Optical Journal
• /
• v.13 no.2 s.72
• /
• pp.49-55
• /
• 2001

레이저 용접은 매우 작은 점으로 집속된 높은 밀도의 에너지로 재료를 용융시키는 용접방법으로, 좁고 깊은 용접부를 얻을 수 있으며 출력만 충분하면 단 1회의 용접으로도 상당히 깊은 용접부를 쉽게 얻는다는 장점이 있다. 레이저 용접의 원리와 특징, 레이저 용접 공정 변수, 레이저 용접공정의 관리, 산업현장에서의 레이저 용접기술 적용 현황을 알아본다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.15 no.3
• /
• pp.20-28
• /
• 1997

용접부에는 많은 취약조건들이 존재하며 파괴의 주 원인이 되고 있어 이들에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 따라서, 현재 용접재료, 용접 조건 및 용접방법 등 을 개선함으로써 여러 방면에서 좋은 결과를 얻고 있다. 그러나 아직도 용접시의 열소 성변형과 구속조건에 따라 분포하는 잔류응력에 의한 피로균열거동에 대한 연구는 정확한 잔류응력 측정의 어려움으로 미흡한 상태이다. 특히 잔류응력의 측정기술과 반복하중에 의한 피로균열 진전시 잔류응력의 이완 등은 이들을 해석하는데 많은 어 려움을 주고 있다. 용접시 높은 열에 의한 재료의 팽창과 냉각시의 수축변형은 용접 부재에 인장 및 압축 잔류응력을 유발시키고, 인장잔류응력은 균열 진전될 때 잔류 응력은 오히려 균열을 지연시키기도 한다. 또한 잔류응력장에서 피로 균열이 진전될 때 잔류응력은 일반적으로 작용하중의 크기와 반복 수 그리고 균열 진전 등으로 인하 여 이완되고 재분포된다. 본 해설에서는 용접재의 피로거동중에 발생하는 잔류응력의 재분포 현상을 하중의 범위, 하중 반복수, 균열 진전의 영향으로 구분하여 각각의 영향에 대해서 기술하고자 한다.