• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.42-42
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• 2010

알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.4 no.4
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• pp.130-139
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• 1996

The silicon carbide particles reinforced aluminium 6061($SiCp/A\ell$) composites are generally known have wild range of applications from automobiles to airospaces. But, by the results of existing study for $SiCp/A\ell$ composites, there are reports that the fatigue life of $SiCp/A\ell$ composites has improved than $A\ell$matrixes and has not improved then $A\ell$ matrixes. Consequently, in order to perform the reliable life prediction for $SiCp/A\ell$, the properties of probability distribution of fatigue crack initiation life & fracture life, crack growth length in constant number of cycles, crack growth rate in constant stress intensity factor range and m & C value in Paris's fatigue crack growth law and the estimation of statistical parameters have been evaluated by the statistics method.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.19 no.1
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• pp.122-131
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• 1995

The research trends for metal matrix composites have been on basic mechanical properties, fatigue behavior after aging and fractographic observations. In this study, the fatigue crack initiation as well as the fatigue crack growth behavior and the fracture mechanism were investigated through observations of the fracture surface on silicon carbide particles reinforced aluminum metal matrix composites(SiCp/Al). Based on the fractographic study done by scanning electron microscope and replica, crack growth path model and fracture mechanism are presented. The mechanical properties, such as the tensile strength, yield strength and elongation of SiCp/Al composites are improved in a longitudinal direction, however, the fatigue life is shorter than the basic Al6061 alloys. From fractographic observations, it is found that the failure mode is ductile in basic Ai6061 alloys. And because some SiC particles were pulled out from the matrix and a few SiC particles could be seen on the fracture surface of SiCp/Al, crack growth paths are believed to follow the interface of the matrix and its particles.

• Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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• 2006.05a
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• pp.145-148
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• 2006

Cold gas dynamic spray is a relatively new coating process by which coatings can be produced without significant heating during the process. Cold gas dynamic spray is conducted by powder sprayed by supersonic gas jet, and generally called the kinetic spray or cold-spray. Cold-spray was developed in Russia in the early 1980s to overcome the defect of thermal spray method. Its low process temperature can minimize thermal stress and also reduce the deformation of the substrate. Most researches on cold-spray have focused on micro scale coating, but our research team tried to apply this method to macro scale deposition. The macro scale deposition causes deformation of a thin substrate which is usually convex to the deposited side. In this research, the main cause of the deformation was investigated using 6061-T6 aluminum alloy and properties of deposited aluminum layer such as coefficient of thermal expansion, Elastic modulus, hardness, electric conductivity were measured. From the result of the analysis, it was concluded that compressive residual stress was the main reason of substrate deformation while CTE had little effect.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.47 no.3
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• pp.256-261
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• 2010

Physical properties of Plasma electrolytic oxidized 8 different types of Al alloys, A-1100, A-2024, A-5052, A-6061, A-6063, A-7075, ACD-7B and ACD-12 were investigated. The electrolyte for PEO was $Na_2SiO_3$ solutions with NaOH and some alkali earthen metal salts. Porous layer near the surface of PEO coating was not found, and surface roughness Ra50 was below 2.5 ${\mu}m$. Surface roughness was affected by growth rate of plasma electrolytic oxidized layer, not by Si content in Al alloy.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.47 no.4
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• pp.283-289
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• 2010

Physical properties of Plasma electrolytic oxidized 8 different kinds of Al alloys, A-1100, A-2024, A-5052, A-6061, A-6063, A-7075, ACD-7B and ACD-12 were investigated. The electrolyte for PEO was $Na_2SiO_3$ and NaOH and some alkali earthen metal salts system solution. $\eta$-alumina, as well as $\gamma$-alumina, was main crystal phase, which were ever reported. Also, $Al_{4.95}Si_{1.05}O_{9.52}$ was found only in this research. So we can conclude that the process conditions of PEO apparatus and composition and concentration of its electrolyte affects crystal structure and physical properties of PEO layers much more than the compositions of Al alloy.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2006.05a
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• pp.99-100
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• 2006

Cold gas dynamic spray or cold-spray is a deposition process, which causes deformation of a thin substrate. The deformation is usually convex to the deposited side. In this research, the main cause of the deformation was investigated using 6061-T6 aluminum alloy. The effects or anisotropic coefficient or thermal expansion (CTE) or the deposited layer by cold-spray and residual stress were studied by experiments and finite element analysis. The Hole Drilling method was applied to measure residual stress in the cold-spray layer and substrate. The data obtained by the experiments were used for the analysis of substrate deformation. From the result of the analysis, it was concluded that compressive residual stress was the main reason of substrate deformation while CTE had little effect.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.67-67
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• 2009

알루미늄 합금 재질은 무게의 경량화와 기계적강도가 우수하며 다른 비철금속에 비하여 값이 저렴한 장점이 있다. 현재 산업현장에서 활용하는 가장 흔한 접합법으로 TIG, RSW 등과 같은 용융 용접법을 현재는 많이 사용 하고 있지만 열전도도가 높아 열 확산이 빠르고, 이에 따라 모재의 팽창이 일어나 열변형을 유발하며, 산화피막은 그 내부에 함유된 결정수가 아크용접 중 분해되어 수소를 방출함으로 기공이 발생하여 부도체로 저항용접시 전도성을 방해하는 등의 문제를 발생시킨다. 또한 철에 비해 4배정도 큰 전기전도율에 따라 저항용접시 대전류를 사용해야 하는 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 알루미늄 합금의 용융용접 과정에서 발생하는 단점을 극복하는 기술로 고상접합 방법인 마찰교반용접법(Friction Stir Welding)이 활용되고 있다. FSW는 1991년 영국의 TWI에서 개발된 최신 용접법으로 모재를 용융점 아래에서 고상용접시키는 방법으로 용융에 따른 열변형과 흄가스(hume gas)와 스패터(spatter)를 억제시켜 주는 친환경적인 용접법이다. 이러한 마찰교반용접의 기술은 그동안 특허에 따른 로열티가 산업현장에서 사용하는데 문제가 되었으나 특허보호 기간인 20년이 1년정도의 기간밖에 남지 않은 상황에서 그 사용은 날로 증가하리라 본다. 이러한 마찰교반용접부의 결함을 평가하는 방법에는 UT, RT 등이 활용되고 있으나 얇은 박판에서의 결함검출은 용이하지 않다. 이리한 문제점을 해결하기위하여 초음파 가진을 이용한 적외선 열화상 검출 기법을 이용하여 마찰교반용접부의 결함 검출 가능성을 연구하였다. 20kHz의 주파수를 400Watt로 가진시켜 겹치기(lap joint) 마찰교반용접이된 A6061-T6의 용접부에 초음파를 입사하였을 때 발생하는 열을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 측정함으로써 마찰교반겹치기 용접부의 결함 검출에 활용하였다. 용접부에 초음파를 입사하였을 때 부분적으로 온도차이가 발생하였고, 그에 따른 열화상을 검출 할 수 있었다. 이러한 열화상과 실제 시험편의 용접부의 강도를 평가하기 위하여 인장시험을 하였다. 그 결과 초음파 적외선 열화상 검출에서 발열부위가 나타난 부분이 인장시험에서 낮은 인장강도를 보였다.