• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.561-569
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• 2002

Laser has been called a "Quantum Machine" because of its mechanism of generation since the development on July 7,1960.by T.H.Maiman. We can now use this machine as a tool for manufacturing in industries. At present, 45kW CO2 laser, 10kW Nd:YAG laser, 6kW LD pumped YAG laser and 4kW direct diode laser facilities are available for welding a heavy steel plate of 40mm in thickness and for cutting metals at high speed of 140m/min. Laser Materials Processing is no longer a scientific curiosity but a modern tool in industries. Lasers in manufacturing sector are currently used in welding, cutting, drilling, cladding, marking, cleaning, micro-machining and forming. Recently, high power laser diode, 10kW LD pumped YAG laser, 700W fiber laser and excimer laser have been developed in the industrialized countries. As a result of large numbers of research and developments, the modem laser materials processing has been realized and used in all kinds of industries now. In the present paper, metallurgical studies on laser materials processing such as porosity formation, hot cracking and the joint performances of steels and aluminum alloys and dissimilar joint are discussed after the introduction of laser facilities and laser applications in industries such as automotive industry, electronics industry, and steel making industry. The wave towards the use of laser materials processing and its penetration into many industries has started in many countries now. Especially, development of high power/quality diode laser will be accelerate the introduction of this magnificent tool, because of the high efficiency of about 50%, long life time and compact.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.515-520
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• 2009

본 논문에서는 알루미늄 레이저 용접에서 발생하는 플라즈마의 빛을 계측하여 용접공정을 모니터링할 수 있는 시스템을 개발하였다. 분광분석을 통해 용접 시 플라즈마의 파장대를 계측하고 이를 근거로 하여 모니터링 시스템에 적합한 포토다이오드를 선정하였다. 이를 다양한 용접 조건에 대하여 적용하였고, 센서 신호의 특성은 플라즈마의 강도와 안정성에 밀접하게 연관되어 있음을 신호의 평균값과 FFT분석을 통하여 알 수 있었다. 이러한 신호 변동의 원인은 플라즈마와 키홀의 거동과 용접 비드의 형상과도 밀접한 관계가 있음을 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.88-90
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• 2004

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.98-100
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• 2003

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.259-261
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• 2005

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권5호
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• pp.25-35
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• 1997

현재, 표면개질에 주로 많이 사용되는 레이저는 세 종류로서, C $O_{2}$$laser(파장길이:10.6.\mum),$ Nd:YAG(neodymium-doped yettrium aluminum garnet) $laser(파장길이:1.06.\mum)$ 및 excimer laser(157~350nm) 등이다. 이 외에도 초기에는 ruby레이저빔이 사용되기도 하였으나, 현재는 많이 사용되고 있지 않다. 레이저 빔에 의한 표면개질에는 몇가지 장점이 있는데, 이러한 장점은 주로 급속가열과 급속냉각 효과에 기인하는 것이다. 즉, 1) 급냉효과에 의한 미세한 결정입자 형성, 2) 불안정상 (metastable phase) 또는 비정질 상 생성, 3) 열역학적 용해도 보다 높은 용해도. 4) 편석이 없는 균질한 미세조직, 5) 극히 낮은 기공도, 6) 좁은 열영향 부위, 7) 표면층과 모재 사이의 높은 결합력 등이다. 이 외에도 공정상의 장.단점들이 Ref.5, 6에 잘 요약 정리되어 있다. 지금까지 국내에서 레이저 표면개질에 대한 조사가 몇몇 있었으나, 본 조사에서는 보통 많이 다루어지지 않은 부분, 즉 충격경화 및 표면제어에 비중을 두었으며, 비용융 부분(I)과 용융부분(II)을 분리하여 정리하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.292-300
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• 2001

The paper describes spectroscopic characteristics of plasma induces in the pulsed YAG laser welding of alloys containing a large amount of volatile elements. The authors have conducted the spectroscopic analyses of laser induced Al-Mg alloys plasma in the air and argon atmosphere. In the air environment, the identified spectra were atomic lines of Al, Mg, Cr, Mn, Cu, Fe and Zn, and singly ionized Mg lines, as well as the intense molecular spectra of A10 and Mg0 formed by chemical reactions of evaporated Al and Mg atoms from the pool surface with oxygen in the air. In argon atmosphere, Mg0 and AI0 spectra vanished, but AIH spectrum was detected. The hydrogen source was presumably hydrogen dissolved in the base metals, water absorbed on the surface oxide layer, or $H_2$ and $H_2O$ in the shielding gas. The resonant 1ines of Al and Mg were strongly self-absorbed, in particular, self-absorption of the Mg 1ine was predominant. These results show that the laser induced plasma was made of metal1ic vapor with relatively low temperature and high density.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.111-111
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• 2009

전 세계적으로 환경 보호의 차원에서 자동차 업체는 자동차의 연비 향상을 위한 차체의 경량화가 큰 이슈로 대두되고 있다. 이를 위해 알루미늄과 같은 경량화 소재를 이용하여 차체 조립에 투입하고자 연구 중에 있다. 이와 같은 레이저 용접 공정이 현장에 적용되기 위해서는 용접부의 품질을 실시간으로 모니터링하고 품질을 판단하여야 생산성을 극대화 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 알루미늄 AA5182 알루미늄 판재의 용가 와이어를 이용한 레이저 용접에서 용접부를 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 위하여 레이저는 4kW급 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 차체용 알루미늄 판재 AA5182 1.4t를 AA5356 와이어를 이용하여 용접을 수행하였다. 모니터링 센서로는 반응 범위가 190 mn~680 nm인 센서를 이용하였고, 용접 중 센서로부터 발생된 출력전류를, 신호 증폭기와 DAQ 보드를 통해 초당 10,000 samples/sec로 계측하였다. 다양한 용접조건을 이용하여 실험을 수행하였고 이를 정량적으로 분석하였다. 계측된 신호와 용접 품질은 비선형적 관계를 가지고 있으므로 본 연구에서는 용접 품질을 예측하는 방법으로 퍼지 패턴인식 알고리즘을 이용하는 방법과 계측 신호를 이용한 인장강도 예측모델을 이용하여 병렬로 품질평가를 할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 이를 위하여 계측된 신호와 용접 품질과의 관계를 이용하여 퍼지 규칙 베이스 정의하였고, 신경회로망 모델을 이용하여 인장강도 예측모델을 제시하였다. 또한 품질 평가 알고리즘을 기반으로 레이저 용접부의 품질평가가 가능한 GUI 프로그램을 구현하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권3호
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• pp.51-56
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• 2007

A $CO_2$ laser overlay was conducted by using a Fe-based powder on the AC2B aluminum substrate. Cracks and intermetallic compounds (IMC) were observed inconsistently along the interface between the overlay and post-molten layer. A scanning electron microscopy (SEM) with energy dispersive spectroscopy (EDS) detected some Fe-rich IMC ($Fe_3Al$, FeAl) as well as the brittle Al-rich IMC ($Fe_2Al_5,\;FeAl_3$). Micro vickers hardness proved the formation of Al-rich IMC ($FeAl_3$) along the interface by showing HV0.1 $800{\sim}900$. Furthermore, nano indentation was successfully applied to investigate the behavior of IMC more precisely than the micro vickers hardness.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.44-49
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• 2023

탄소중립을 위한 세계적인 노력 속에서 전기자동차의 사용이 급속하게 증가함에 따라 배터리에 대한 수요도 증가하고 있다. 따라서, 전기자동차의 높은 효율을 달성하기 위해 차체 무게 감소와 배터리에 대한 고려가 중요한 요소로 부각되고 있다. 경량 소재로 알려진 구리와 알루미늄은 레이저 용접을 통해 효과적으로 접합될 수 있다. 그러나 두 소재의 물리적 특성이 서로 다르기 때문에 이를 접합하는 것은 여전히 기술적인 어려움이 존재한다. 본 연구에서는 구리와 알루미늄을 레이저 용접으로 접합하기 위한 최적의 레이저 파라미터를 찾기 위해 시뮬레이션을 수행하였다. 또한, 결과를 시각적으로 제시하기 위해서 Python 언어를 활용하여 GUI(Graphic User Interface) 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램은 기계 학습 이미지 데이터를 활용하여 접합 성공을 예측하며, 안전하고 효율적인 레이저 용접 가이드로 활용될 것으로 예상되어, 전기차 배터리 조립 공정의 안전성과 효율성에 기여할 것으로 기대된다.