• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.294-301
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• 2012

지구온난화의 주원인으로서 $CO_2$가스 사용량 증가에 의한 온실효과가 전 세계적인 문제가 되고 있다. 특히, 조선산업 분야에서는 아크용접 시 보호가스로서 막대한 양의 $CO_2$가스가 사용되고 있기 때문에 $CO_2$가스 사용량을 감소시킬 수 있는 용접장비의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 $CO_2$ 보호가스 사용량을 감소시킬 수 있는 토치노즐의 최적형상 설계인자를 검토하기 위한 기초연구로서 Tandem 용접기 토치 극간거리에 따른 $CO_2$ 보호가스 분포에 대해서 CFD해석을 수행하였으며, 극간거리와 아크전류 공급량에 따른 용접성에 대해서도 실험적으로 검토하였다. 토치간 거리에 따라서 가장 효과적인 보호가스층이 존재하며, 최적의 극간거리를 정량적으로 결정함에 의해 $CO_2$ 보호가스의 적정한 사용에 의한 $CO_2$ 가스 사용량을 감소시킬 수 있다.

• 대한화학회지
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• 제44권6호
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• pp.573-580
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• 2000

MPT는 최근에 개발된 마이크로파 플라즈마로서 수용매에 강하다. 여러 가지의 변형된 형태의 MPT를 개발하여 구조에 따른 플라즈마의 방전되는 형태를 조사한 결과 이중관 토치는 플라즈마 기체를 적게 소모하며 쉽게 플라즈마가 형성되었으나 토치의 끝이 높은 온도에 견디지 못하고 쉽게 상했다. ICP토치와 같은 형태의 삼중관 토치에 석영관을 중심관으로 사용할 때 가장 안정되고 대칭적인 플라즈마를 형성할 수 있었다. 바탕선을 조사해 본 결과 He MPT는 대기 중으로 돌출되어 대기와 많이 혼합되고 질소에 의해 quenching되는 것으로 보여진다. Membrane desolvator를 탈용매화 장치로 사용하여 헬륨 MPT의 감도를 조사해 본 결과 아르곤 MPT와 비교할 때 대부분의 원소에 대해 검출한계가 10배 이상 높았다. 그러나 여기 에너지가 높은 원소는 비교적 효율적으로 검출할 수 있었다. 헬륨 마이크로파 플라즈마는 적은 양의 플라즈마 기체만 필요하여(약 1.6 L/min) 경제적이며 매우 안정된 형태를 보여주었다. 플라즈마의 분광특성을 조사한 결과 들뜸온도 4950K, 전자밀도 $3.28{\times}10^{14}cm^{-3}$로 측정되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1820-1822
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• 2002

본 논문에서는 반도체 제조공정에서 발생하는 $CF_4$의 분해와 제거를 위하여 3상 교류 플라즈마 토치를 제작하고, 플라즈마를 발생시켜 $CF_4$제거 가능성과 이에 따른 문제점에 대해 알아보았다. 매우 강하고 안정한 C-F 결합을 깨고 $CF_4$가스를 분해하기 위해서는 1100[$^{\circ}C$]정도의 고온이 필요한데, 본 실험의 플라즈마 플레임의 경우 $CF_4$가스를 열분해 광분해 시키기에는 충분한 온도와 에너지를 가지고 있다고 사료된다. 하지만 고온의 플라즈마와 토치 내부의 복잡한 유동과 고온의 플라즈마에 의한 전극의 융삭문제는 플라즈마를 연속적으로 발생시켜 $CF_4$가스의 제거효율을 높이기 위해서는 필히 개선해야 할 문제점인 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.439-441
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• 2008

LCD, PDP 공정에서 사용하는 유리접합법은 유리용 본드를 사용하는 방법을 사용하고 있다. 그러나 접합부의 내구성 증대 및 경제성을 고려하기 위한 유리접합 방법의 고안이 필요하다. 본 논문에서는 전기로 안에서 유리용접을 수행하기 위한 공정변수를 실험적으로 도출하여 유리를 접합하는 방안을 제시하고자 한다. 이를 위하여 유리용접에 필요한 이송기와 유리용접 전기로, 브라운 가스 발생기, 브라운 가스 토치를 사용하였으며, 유리용접 공정변수인 토치의 이송속도, 전기로의 공정온도, 토치와 유리모재사이의 거리를 측정하여 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1339-1347
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• 2015

본 연구는 현장의 GMAW 용접기에 더블 와이어 릴을 겸비한 원격제어토치의 시스템에 관한 것이다. 산업현장 용접에서는 용접기 본체로부터 와이어 송급장치까지의 거리가 약 30m 떨어져 있고 송급장치로부터 토치까지의 거리는 약 3~5m 정도이다. 이에 따라 차량 및 탱크 내부의 용접에서 제어 패널을 볼 수 없는 곳이나 작업장이 먼 곳 등에서 용접사가 용접을 하면서 용접조건에 맞는 전류와 전압을 조절할 수가 없고 또한 용접와이어가 완전히 소모되면 용접을 중단하고 와이어 릴을 갈아 끼워야하는 번거로운 문제점이 있다. 이 때문에 전류와 전압 조절 및 와이어를 교체하기 위해 용접을 중단하고 잦은 이동으로 용접구조물의 순간적인 냉각에 의해 용접결함이 발생된다. 본 연구에서는 이러한 제반 문제를 감소하기 위해 기존의 GMAW 용접기의 제반기능을 토대로 간소화 및 합리화하여 더블 와이어 릴을 겸비한 원격제어토치를 자체 제작하였다. 실험은 SM50A 용접구조용 압연강재 6mm를 사용하여 와이어 더블 릴을 겸비한 원격제어 토치와 기존 $CO_2$ /MAG 용접토치를 V형 맞대기 수직자세로 용접을 실행하였다. 용접 완료 후 용접부의 표면비드 상태의 형상을 육안검사 관찰하고 또한 이를 방사선투과검사를 통해 용접부의 내부 용접품질에 대하여 용접현상을 분석하였다. 이 연구를 통해 용접결함 감소, 원가절감 및 기존 상용용접기에 교체사용에 대한 성능 및 호환성여부에 미치는 영향에 대해 평가하였다.

• 베이커리
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• 8호통권373호
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• pp.100-101
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• 1999

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서는 STS316 스테인리스강에 가스텅스텐아크용접을 수행하였다. 더블토치 장치를 이용하여 스텔라이트계 육성용접을 실시하였고, 다구찌 기법을 적용하여 경도 측정값에 대한 응답변수를 산출하여 공정 최적화를 도출하였다. 또한 이 공정변수가 육성용접의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 다구찌 기법에 의한 육성용접의 공정설계에 있어서 다중응답 변수를 고려한 최적공정설계는 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 응답변수에 대한 공정변수의 기여도 및 기여도에 대한 영향을 손쉽게 분석할 수 있었다. 육성용접에서 중요한 기계적 특성 요소인 경도값을 고려한 최적공정 조건은 전류 105 A, 전압 18V, 예열온도 $200^{\circ}C$, 후열온도 $100^{\circ}C$로 확인 되었다. 더블토치를 이용한 가스텅스텐아크용접의 최적조건에서 제작된 시험편의 경우 단일 토치를 사용 하였을 때 보다 더블토치를 사용하는 조건에 의해 제작된 시험편의 경우 경도는 8.19% 높은 양호한 특성을 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.138-143
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• 2006

본 연구는 상용화에 관점에서 수처리용 플라즈마리액터를 제작하여 수처리 특성을 연구한 것으로, 본 연구에 사용된 하이브리드 수중 플라즈마 토치는 기존의 네온트랜스라는 저가의 전원을 사용한다는 측면에서 경제적으로 매우 우수하며 더불어 저전력용으로 제작되어 에너지 효율적 측면에서도 매우 우수하다. 특히 연구에 사용된 하이브리드 수중 플라즈마 토치는 두 종류의 플라즈마영역을 가지고 있어 각각의 영역의 장점을 물에 투입 할 수 있다는 특수한 장점을 가지고 있다. 이러한 하이브리드 수중 플라즈마 토치를 사용한 결과 얻은 다음과 같은 데이터(용존 오존(2.8[ppm]), 과산화수소(100[ppm]), 2[PH])는 살균에 매우 유용할만한 가치 있는 수치로서 실제 대장균 처리에 적용해본 결과 최대 10분 안에 대장균 완전 박멸이라는 매우 우수한 결과를 가질 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제19권5호
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• pp.91-97
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• 2015

75톤급 액체로켓엔진용 가스발생기 후연소 시스템 설비를 제작하였으며, 연소기 연소시험설비 시험장에서의 설비인증 시험을 통해 그 성능을 확인하였다. 후연소 설비인증 시험은 메탄과 산소의 공급성능, 가스발생기와 후연소 설비에 설치된 가스토치의 안정적인 연소 능력을 검증하는데 있다. 단독성능 시험에서 공급시스템은 감압 없이 일정한 압력으로 메탄과 산소를 공급했으며, 가스 토치 압력은 설계조건을 만족하였다. 가스발생기 점화용 가스토치와의 연계시험에서 가스발생기 점화 성능과 연료과농 배기가스의 후연소 성능에 관한 인증 시험을 성공적으로 수행하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.21-21
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• 2009

현장의 GMA 용접기는 일반적으로 용접기 본체로부터 와이어 송급장치까지의 거리가 약 50m 정도 떨어져 있고 송급장치로부터 토치까지의 거리는 약 3~5m 정도이다. 특히 국산 GMA 용접기의 와이어 송급장치는 DC 모터의 일종인 프린트모터를 사용하고 있으며 제어기는 오픈루프 제어를 하고 있다. 따라서 와이어 송급속도의 변동을 보상할 수 있는 어떤 수단도 장착되어 있지 않다. 또한 송급장치와 토치간 와이어를 안내하는 케이블 도관의 마찰 때문에 토치 끝단에서의 와이어 송급속도가 불규칙해질 수밖에 없다. 용접 시 와이어 송급속도의 순간적인 변동 때문에 용접부의 전류 파형이 매우 불규칙해지고 이 때문에 용융된 용적이 용융풀로 이행하지 못하고 스패터로 비산하는 현상을 발생시킨다. 본 연구에서는 이를 해결하고자 국산 SCR 용접기 및 인버터 용접기와 호환 가능한 디지털 제어형 와이어 송급장치와 Push-Pull 용접 토치를 개발하였다. 또한, 개발된 시스템을 이용하여 정 역 방향 제어기술을 적용하였고 아크 발생 시의 스패터 최소화 공정을 제안하였다. 실험은 SM490A 강재를 사용하여 BOP(Bead On Plate) 용접을 실행하였다. 용접 중 LabVIEW를 이용하여 아크 발생 초기 전류, 전압 그리고 와이어 송급속도를 측정하였고, 고속 카메라를 이용하여 용접현상을 분석하였다. 본 연구를 통해 아크 발생 초기의 스패터를 최소화하는 공정을 도출할 수 있었다. 용접공정 변수인 아크 발생 초기의 와이어 송급속도, 와이어의 역송급 진행거리 그리고 역송급 판단 시점의 용접 전류 값은 실험을 통해 얻을 수 있었다. 또한, 이 연구를 통해 개발된 시스템의 성능을 평가하였다.