• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.34 no.12
• /
• pp.1821-1828
• /
• 2010

Laser shock peening(LSP) is an innovative surface treatment technique, and it has been successfully used to improve the fatigue performance of metallic components. It is widely known, that cracks caused by metal fatigue occur only at the location where the metal is subject to tension, and not at the location where the metal is subjected to compression. Therefore, LSP can be employed to improve fatigue life because it generates a high-magnitude compressive residual stress on the surface and interior of metallic components. In this study, we analyzed the applicability of the LSP method in improving fatigue performance and evaluated the various parameters that influence the compressive residual stress. Further, we analyzed the change in the mechanical properties such as surface dynamic stress and the compressive residual stress on the surface and interior of metallic components.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.243-246
• /
• 2000

• Journal of Korean Society of Steel Construction
• /
• v.21 no.1
• /
• pp.55-62
• /
• 2009

Blast cleaning has been applied in steel bridges for cleaning forged surface and increasing adhesive property of applied coating systems. Blasting is the operation of cleaning or preparing a surface by forcible propelling a stream of abrasive metals against it. Blast cleaning may improve surface geometry and induce compressive residual stress, and eventually may increase fatigue life of weld joints. In this paper, fatigue tests were carried out on three types of non-load-carrying fillet welded cruciform joints, as-welded joints, blast-treated joints, and stress-relieved joints after blasting, in order to investigate effect of blast cleaning on fatigue behavior of the weld joints. By Blast cleaning, the weld toe radius was increased by 29% and compressive residual stress was induced near weld toes. Blast cleaning increased fatigue life and fatigue endurance limit of the weld joints. When the applied stress ranges decreased, the increment in fatigue life became larger. About a 150% increase in fatigue limit could be realized by using blast cleaning.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
• /
• v.25 no.10
• /
• pp.568-572
• /
• 2013

The main components, such as a reactor vessel, in commercial nuclear power plants have been welded to pipes with dissimilar metal in which Primary Water Corrosion Cracking (PWSCC) has been occurred. PWSCC has become a worldwide issue recently. This paper addresses the results of experimental and numerical analysis to prevent PWSCC by changing the stress profile that is tensile stress to compressive stress at interesting regions with plastic deformation generated by mechanical pressure. Based on the results of experimental and numerical analysis with a 6 inch pipe and dissimilar metal welded pipes, compressive stress 68~206 Mpa is generated at all locations of inner surface in the heat affected zone.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.02a
• /
• pp.44-44
• /
• 2011

현존하는 초경도 박막물질 중 입방정 질화붕소(cBN)은 철계 금속과의 반응안정성 및 낮은 온도에서의 합성가능성 등 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 필수로 수반되는 이온충돌 효과로 인해 박막 내 높은 잔류응력으로 인한 박리 현상으로 응용이 어려운 실정에 있다. 현재까지 이를 개선하기 위해 수소를 첨가하여 박막의 잔류응력을 줄이는 연구, B4C 타겟을 이용하여 B-C-N 의 gradient layer를 설계하여 점진적으로 잔류응력을 감소시키는 연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 MOCVD로 만들어진 NCD(Nano Crystalline Diamond) buffer layer 위에 RF-UBM(unbalanced magnetron) PVD를 이용하여 BN을 증착시켰다. hBN 타겟을 이용하여 2mTorr에서 400W 의 RF 파워를 사용하여 기판에 RF bias를 인가해 실험하였다. cBN 박막과 기판의 lattice mismatch 를 줄이기 위해서 본 연구소에서 제공되는 NCD 기판을 사용하였으며, 다이아몬드 기판과 cBN 박막의 1:1 에피성장을 이루기 위해 상온에서부터 800도까지 온도 변화를 주어 cBN을 증착시켰다. FTIR(Fourier transform infrared spectroscopy)로 $sp^2$구조인 hBN과 $sp^3$구조인 cBN의 성장유무를 확인하였으며, FTIR peak intensity 차이로 박막내 cBN의 함량을 계산하였고, Scratch test로 박막과 기판사이의 밀착력을 상대적으로 비교하였으며, 격자의 에픽성장을 확인하기 위해 FIB 의 작업을 거쳐 HRTEM 으로 각 위치별로 SAD pattern를 이용하여 성장거동을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.99-99
• /
• 2013

나노결정질 다이아몬드(Nanocrystalline Diamond: NCD) 박막은 고경도와 낮은 마찰계수를 가지고 있어 초경합금이나 고속도강과 같은 절삭공구 위에 코팅하여 공구의 성능 향상을 도모하려는 노력이 있어 왔다. 그러나 NCD 박막의 잔류응력이 크고, 초경합금과 철계 금속에 NCD가 증착되지 않는다는 문제점이 있다. 따라서 잔류응력 완화와 다이아몬드 핵생성을 위하여 제3의 중간층 재료가 필요하다. 본 연구에서는 W과 Ti을 중간층으로 하여 초경합금(WC-Co)과 고속도강(SKH51)에 NCD 박막을 코팅하고 기계적 특성을 비교하였다. 초경합금 또는 고속도강기판 위에 W 또는 Ti 중간층을 DC magnetron sputter를 이용해 각 1 ${\mu}m$의 두께로 증착하고 그 위에 MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition)를 이용해 NCD 박막을 2${\mu}m$의 두께로 코팅하였다. FESEM을 이용하여 표면과 단면의 형상을 관찰하였고, XRD와 Raman spectroscopy를 통해 NCD 박막의 결정성을 확인하였다. 그리고 tribology test를 실시하여 코팅된 박막의 내마모성을 비교하였으며, Rockwell C indentation test를 이용하여 밀착력을 비교하였다. 초경합금에 적용 시, W이 Ti보다 중간층으로서 더 우수한 것으로 나타났으며 이는 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력의 차이에 의한 것으로 여겨진다. 중간층 두께에 따른 박막의 기계적 특성 변화를 알아보기 위해 W 중간층의 두께를 1, 2, 4 ${\mu}m$로 변화를 주었다. 중간층 두께가 2 ${\mu}m$ 이상일 때 박막의 밀착력이 증가되는 것으로 나타났다. 고속도강 위에 같은 방법으로 1 ${\mu}m$의 W 또는 Ti 중간층 위에 2 ${\mu}m$의 NCD 박막을 코팅한 시편들은 초경합금에 코팅한 것과 달리 두 시편 모두 낮은 밀착력을 나타내었다. 열팽창계수 차이에 의한 잔류응력을 완화하기 위해 고속도강에 W/Ti 복합박막을 중간층으로 Ti, W순으로 각각 1 ${\mu}m$ 두께로 증착 후 그 위에 NCD 박막을 2 ${\mu}m$ 두께로 코팅 한 후 특성을 비교하였다. Ti/W 복합 중간층 위에 코팅된 NCD 박막의 밀착력이 W 혹은 Ti 단일 중간층에 코팅된 박막에 비해 우수한 것으로 나타났다. 그러나 실제 공구에 적용하기에는 박막의 밀착력 개선이 요구되며 이를 위해서 더 연구가 필요하다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.70-77
• /
• 1997

Welding is one of the most important and popular joining techniques employed in structures. In spite of, weld designs depend on the rules and regulations. Moreover, the study to optimize a shape of welding joint not may be sufficient and systematic on the theoretical and experimental sides. Therefore, in this study, a computer program based on thermal elasto plastic theory is developed for optimizing(minimizing) shape of weld joints. By the results, study is made on the characteristics of the distributions of welding residual stresses and plastic strains, and their production mechanisms. Also, Various kinds of tests are carried out to find out mechanical characteristics due to shape of weld joints. As a result of this optimization(minimization) of weld joints, the productivity and the reliability will be improved.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.2 no.1
• /
• pp.58-65
• /
• 1984

NGW(Narrow Gap Welding)는 개선폭이 약 9mm로서 연강 및 저탄소강을 용접할 경우 두께가 300mm까지 1층으로 용접이 가능하다. 따라서 두께가 두꺼운 발전설비, 원자력 설비, 화학 설비 등의 압력용기의 용접에 적합한 용접법이다. 그러나 실제적인 NGW의 적용은 제작자의 친근 감의 결여, 기술 부족 및 복잡성 등의 이유로 아직도 비교적 널리 활용되지 않고 있다. 새로운 type의 GMAW-NG process가 발전되어 오고 잇다. 위와 같은 장점과 단점을 비교해 볼 때 낮은 operating 경비, 높은 joint filling rate, 변형과 잔류 응력의 감소 등으로 세계적인 용접 전 문가들의 계속적인 관심도가 높아지고 사용도도 증가하고 있다. narrow gap welding의 장단점을 요약하면 아래와 같다. 장 점 1) 생산성이 높다. 2) 고품질을 얻을 수 있다. 3) 잔류 응력과 변형을 적게 한다. 4) 전자세 용접이 가능하다. 단 점 1) 용접기의 가격이 비싸다. 2) 용접 품질에 큰 영향을 주는 아아크가 작업 조건에 따라 민감하게 변한다. 3) repair procedure는 다른 용접 방법을 요구한다. 4) 과도한 복잡성 때문에 장비의 신뢰성이 낮다.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2004.05a
• /
• pp.215-216
• /
• 2004

최근 해양구조물의 수직 칼럼부 용접 공법은 FCAW에 의한 다층 용접으로, 작업 시수와 작업자의 피로 가중 등, 생산 효율면에서 단점이 많았다. 이를 개선하기 위해 최초로 EGW에 의한 단층 용접을 적용하고자 EGW 적용시의 용접강도 및 피로 안전성을 평가하기 위한, 피로 시험을 수행하였다. (중략)

• Proceedings of the Korean Society of Laser Processing Conference
• /
• 2005.11a
• /
• pp.3-6
• /
• 2005