• Journal of Welding and Joining
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• v.8 no.2
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• pp.1-12
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• 1990

본 고에서는 알루미늄 점용접시의 용접품질 및 용접봉 수명에 미치는 요소와 점용접부 설계방법에 대하여 간략히 설명하였다. 점 용접방법은 알루미늄 뿐만 아니라 steel의 박판용접에도 많이 사용되고 있으며, 특히 최근 공정자동화에 맞추어 가장 쉽게 자동화할 수 있는 용접 방법 중의 하나이다. 그러나 아직까지는 용접품질을 보증할 수 있는 비파괴 검사방법이 없기 때문에 새로운 비파괴 검사방법 개발 혹은 컴퓨터를 이용한 용접품질 추적방법에 대한 많은 연구가 요청된다. 한편 용접부 설계 관점에서는 조그만 단순 시편이 아닌 설계구조물을 이용한 용접강도 해석방법에 대한 연구가 미약하므로 이에 대한 많은 연구도 요청되고 있다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.97-97
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• 2010

최근 자동차에서 경량화의 방안으로써 높은 강성을 요구하는 고장력강 사용이 증대 되고 있다. 그러나 고장력강은 저항 점용접 시 일반 강에 비해 높은 전류를 요구하며 계면파단 및 expulsion 발생이 용이하기 때문에 가용 전류 구간이 좁은 특성을 가진다. 많은 연구자들이 hold time, tempering 등의 process를 이용하여 고장력강의 저항 점용접성을 개선하고자 하였으나 생산 공정라인에 적용하기는 어려운 실정이다. 본 연구에서는 용접 공정 변수의 변화에 따른 용접성과 전극 형상 변화을 통한 고장력강 점 용접성 향상에 대한 연구를 실시 하였다. 고장력강의 점 용접성 비교하기 위해 표준 전극(S1)과 인위적으로 가공한 전극(M1)을 사용하였으며, 실험에 사용된 판재는 두께 1.4mm의 DP590이며, 그 결과 표준전극(S1) 보다 가공 전극(M1)의 가용 전류 구간이 0.5kA 정도 넓은 것으로 확인 되었다. 두 전극을 사용한 점용접 시험편들의 인장전단강도를 비교 해보면 표준전극(S1)을 적용한 점용접 시 인장전단강도는 KS B 0850 기준에 만족하나 계면 파단이 발생 하였다. 가공 전극(M1)을 적용한 점용접 시 인장전단강도는 규격 기준에 만족하나 버튼 파단이 발생 하였다. 두 전극을 적용한 점용접부 형상 및 용접부 온도 분포에대해 저항점용접 시뮬레이션 프로그램(SORPAS)을 이용하여 실험 결과 값과 비교 분석하였고 파단모드의 변화에 대한 원인 분석을 도출 하였다.

• Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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• v.6 no.1
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• pp.43-48
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• 2003

점용접은 자동차를 제작하는데 사용하는 가장 유용한 용접법이다. 그러나 산업현장에서 직면하고 있는 가장 큰 문제점 중의 하나는 점용접의 용접성에 관한 문제이다. 본 연구에서는 강판의 두께가 1.6mm인 경우와 1.2mm인 경우에 대해 2점 점용접을 실시하여 인장강도를 증가시키고 용접의 흔적을 남기지 않게 하기 위한 조건을 찾는 것을 목적으로 하였다. 용접성에 영향을 미치는 많은 요소들이 있다. 그중에서 용접전극의 형상이 인장강도를 증가시키는 요소로 집중을 하면서 연구를 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 인장강도는 용접전극의 형상 및 팁직경 거리와 전류가 클수록 증가하였다. 시행 착오법을 통해 최적용접조건을 찾았고 그에 따른 최적전류인 9,000A와 전극의 형상 RF형을 찾았다. 경도시험결과는 인장력이 시험편에 작용할 때 열 영향부인 HAZ부에서 왜 파괴가 일어나는지를 설명해 주었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.20-20
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• 2009

저항 점 용접은 1930년대에 Thomson에 의해 방법이 제안된 이후로 자동차, 전자, 항공기, 철도산업등에서 박판 금속(sheet metal)의 접합에 가장 널리 사용되고 있는 공정이다. 특히 자동차 차체와 같이 대부분 박판으로 구성되는 구조물에서는 저항 점 용접의 사용 범위가 매우 넓기 때문에 자동차 산업에서는 가장 기본적인 근본 기술 중의 하나로 인식되고 있다. 보통 자동차 한대를 생산하는데 소요되는 저항 점 용접 타점은 3000~4000개 정도로 자동차 차체 용접 공정의 대부분을 차지하고 있다. 또한 로봇과 연동된 자동화 공정으로 적용되고 있다. 최근의 자동차 차체를 구성하는 금속 재료가 자동차의 경량화, 친화경 소재의 사용자의 요구로 인해 새로운 강판이 사용된다. 자동차의 연비 향상을 위해서 다른 방법보다 자동차의 무게를 감소시키는 것이 가장 효율적이고, 쉽기 때문에 고장력 강판의 사용이 급속하게 증가하고 있다. 뿐만 아니라 차제의 부식성, 내마모성 향상을 위해 도금 처리된 강판의 사용도 활발하게 이루어지고 있다. 최근에 도장 공정 감소를 위해 도금 처리위에 도료 착색을 용이하게 하는 도료의 일부를 금속 표면에 처리된 강판의 개발도 진행되는 등 금속 소재의 변화가 다양하게 진행되고 있다. 이러한 새로운 강종은 기존의 AC 용접이나 DC 용접으로는 용접성 확보에 어려움을 가지고 있어, 새로운 저항 점 용접 공정의 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 저항 점 용접 공정의 개선을 위해서 인버터 저항 점 용접기에서 용접 공정 중 전류를 제어하기 위한 효율적인 제어기 개발 방법과 개발된 제어기를 바탕으로 용접 중에 용접부의 품질을 예측하여, 용접 전류 및 가압력을 실시간 제어하여 안정적인 용접부의 품질을 갖질 수 있는 지능형 저항 점 용접기의 적응 제어기를 개발하는데 있다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.99-99
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• 2010

최근 자동차 산업은 고효율 및 친환경이라는 전세계적인 이슈에 따라 고연비의 자동차 개발에 총력을 다하고 있다. 그러므로 다양한 고강도 강 및 경량 금속이 자동차의 차체에 적용되고 있다. 특히 철강재료에 있어서 기존의 저 탄소강에서 다양한 기능을 갖은 고강도 강으로 그 종류가 다양화되고 있으며 이에 따라 저항 점용접을 이용한 차체의 접합은 점점 이종의 강판을 접합하는 비율이 점차로 늘어나고 있다. 이와 같이 강판의 종류가 다양해짐에 따라 수많은 이종 강판에 대한 조합이 생기고 있으며, 이를 모두 실험을 통해 최적 용접조건을 찾기에는 많은 시간과 노력이 투자되어야 된다. 그러나 시뮬레이션 기법으로 이종 접합의 초기 용접조건에 대한 정보를 얻는다면, 최소의 실험을 통해 좀 더 손쉽게 최적의 용접조건을 도출할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 실제 자동차에 많이 쓰이는 강판인 EDDQ급 도금강판 0.7t와 440R 급 1.2t 및 DP 590 1.0t의 3종류의 이종 강판에 대한 점 용접특성을 저항 점용접 전문 소프트웨어인 SORPAS를 이용하여 시뮬레이션하고 분석하였다. 시뮬레이션은 겹치기 순서에 따라 용접 전류, 가압력, 용접 시간을 변수로 하여 각각의 겹침 순서에 대한 2개의 용접 점에 대한 너겟의 크기를 분석하였으며 로브 곡선을 얻을 수 있었다. 이를 통해 3겹의 겹치기 순서에 따른 용접 특성을 비교할 수 있었으며, 이것을 실제 생산라인의 자동차 차체의 조립 순서 결정에 있어서 응용함으로써 용접 특성을 고려한 차체 조립에 적용이 가능할 것으로 사료된다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.2 no.2
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• pp.1-6
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• 1984

피복아아크 용접봉(이하 용접봉이라 함)의 피복제는 염기도에 따라 산성, 중성, 염기성으로 대별할 수 있다. 용접에서의 화학야금반응은 제강의 화학야금반응과 원리는 비슷하나 양자간 크게 다른 점은 용접시의 반응시간이 극히 짧다는 점이다. 이와같이 반응시간이 짧다는 점 이외에도 작업자가 직접 용융반응을 지켜 보면서 반응후에 나타나는 제반 문제점에 대비하여야 하는 어려운 점이 있다. 제강반응은 전문가만의 독특한 기술인 반면 용접은 용접봉 제조자 뿐만 아니라, 용접작업자 고유의 기술이므로 용접야금반응을 상식화 하고자 하는데 본 고는 의의를 두고 있다. 피복제 중에서의 염기도의 변화, 즉 염기도에 영향을 크게 미치는 탄산칼슘의 양을 임의로 변화시키므로서 다음과 같은 현상을 기대할 수 있다. (1)용접 작업성의 변화 (2)용착 금속의 화학성분 변화 (3)용착금속의 조직 변화 (4) 용착금속내의 수소 함유량 변화 (5)용착금속의 기계적 성질변화 등이다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.14-14
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• 2009

자동차 차체와 같은 박판을 접합하기 위해서 인버터 DC 저항 점 용접공정은 매우 널리 사용되어지고 있다. 이는 교류 용접에 비해 적은 전류로 용접이 가능하고, 더 넓은 적정 용접 영역을 가지며, 보다 적은 전극마모를 가지는 인버터 DC 저항 점용접의 특성에 기인한다. 아울러 최근에는 파워 소자와 같은 인버터 구성에 필요한 구성 요소의 가격이 낮아져, 전반적으로 용접기의 가격이 하락하였고, 구성 장치에 대한 신뢰성이 증가하였으며, 기존보다 전력의 사용량이 감소하여 인버터 DC 저항점 용접공정의 사용이 더욱 증가하고 있는 상황이다. 또한 차량의 경량화에 대한 요구가 증가함에 따라 고 장력 강판의 적용이 확대되고 있다. 이러한 재료의 우수한 용접을 위해 인버터 DC 저항 점 용접시스템의 개발이 더욱 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하더라도 모재의 특성이 전류 파형에 영향을 주게 되어, 정 전류 제어가 적용되지 못하면 전류 파형이 불안정해지게 되고 원하는 전류가 발생되지 않게 되어 스패터가 발생하거나, 용접 품질에 영향을 줄 수 있게 된다. 본 연구에서는 인버터 DC 저항 점용접 시스템을 구성하고, 정 전류의 제어를 위한 퍼지 제어 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 퍼지제어기의 환산 계수를 최적화하기 위해서 유전 알고리즘을 적용하였으며, 실험에는 고장력강을 대상으로 정 전류 용접 공정을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.8 no.3
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• pp.257-263
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• 1984

저항 점 용접시 발생하는 어려운 문제점의 하나는 아무리 동일한 용접조건 하에서 용접을 한다하 더라도 균일한 용접품질을 얻을 수 없다는 점이다. 이는 주로 용접중의 전원에서의 변화로 인한 용접전류 및 전압변동, 용접모재의 표면상태 및 두께의 불균일, 두 전극의 마멸 및 맞춤상태 등의 인자 때문에 기인한다고 볼 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 용접하는 도중에 수시 로 인자 때문에 기인한다고 볼 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 용접하는 도중에 수 시로 용접 상태를 점검하여 용접조건을 그때 그때에 적합하게 변화시켜 주는 것이 바람직한데 우 선 용접상태를 판별하기 위해서는 용접품질(weld quality)을 잘 대변할 수 있는 용접법 변수를 찾 아내는 것이 중요한 일이다. 따라서 본 논문에서는 용접품질에 관련되는 변수중, 전기동저항과 전 극분리현상을 측정해서 마이크로 컴퓨터를 사용하여 관련되는 특정값들을 구했고 이들과 인장실 험에서 얻은 용접강도와의 상관관계를 얻음으로써 과연 어떠한 공정변수가 용접품질을 잘 대변해 줄 수 있는가를 실험적으로 조사하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.8
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• pp.102-108
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• 1998

본 논문에서는 Nd-YAG 레이저 용접 프로세스를 이용하여 두께가 다른 STS304스테인레스 박강판을 대상으로한 점용접에 관한 연구로서, 레이저 용접은 미소부위에 효율적인 접합가공이 가능한 공정으로 비접촉식 가열원을 이용하기 때문에 접합공정 중 기계적 변형이 없고, 레이저 빔을 국부가열원으로 하여 매우 좁은 부분에 제한적으로 열을 가할 수 있어서 강한 금속적 결합이 요구되는 소형부품의 접합에 이용될 수 있다. 뿐만 아니라 공정 변수들을 변화시켜 실제 접합부에 들어 가는 입열량을 쉽게 제어할 수 있다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 1mm이하의 스테인레스 박판에 대한 레이저 점용접을 FDM과 신경회로망을 이용하여 해석하고 용접부의 너겟 크기, 용접부 깊이 등의 형상을 예측하였다. 또한 레이저 점용접에 있어서의 주요 변수인 펄스 에너지, 펄스 타임, 박판의 두께, 두 판사이의 간극크기 등득 변화시켜 실험하고 수치해석을 검증하기 위하여 여러 가지 강에 대한 레이저 점용접 실험을 수행하였다. 또한 수치해석 시뮬레이션을 위하여 윈도우 프로그래밍을 개발하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.628-631
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• 2010

환경문제에 대한 관심으로 자동차에 대한 경량화가 요구되는 동시에 안전규제가 강화 되고 있어, 높은 인장강도를 가지는 고강도 강의 차체 적용 비율이 점차 증가하고 있다. 또한, 자동차 1대를 조립하기 위한 저항 점용접 횟수를 줄이고, 용접부에 충격안정성을 확보하기 위한 관심이 고조되고 있다. 따라서, 국내 자동차 산업에서 용접부의 신뢰성을 보장하기 다양한 비파괴 검사를 적용하고 있으며, 생산 공정에 적용하고 있다. 그중에서 용접 전극 사이에서 동저항(Dynamic resistance, 용접 공정중모재의 저항값의 변화)을 계측하여 용접성을 평가하는 방법이 제시되고, 차체 조립공정 중에 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 자동차 차체용 냉간 압연강판(590MPa dual-phase steel)을 인버터 DC 저항 점 용접하여, 용접전극 사이에서 동저항을 측정 하였다. 용접성은 인장전단 강도로 평가하였고, 용접 공정 변수는 용접 전류, 용접 시간, 가압력을 선정하였다. 동저항 그래프의 ${\alpha}$-peak와 ${\beta}$-peak값을 인장전단 강도에 따라 회귀 분석하여, 동저항에 따른 인장전단 강도를 예측하였다. 추가적으로, 용접부의 외관 형상 중에 압흔 깊이와 압흔자국 지름에 대한 회귀분석을 실시하였으며, 용접부 형상에 대한 신뢰성을 부여하였다.