• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.22 no.6
• /
• pp.565-572
• /
• 2009

This work intends to establish the reliability and fracture toughness $K_{IC}$ criterion of welded joints by EGW for high strength EH36-TMCP ultra thick plate. For this, firstly thermo elasto-plastic analysis has been carried out on two pass X-groove butt joint model to clarify the thermal and mechanical behaviour(residual stress, plastic strain, magnitude of stress and their distribution and production mechanism). Moreover, to establish fracture criterion, analysis of fracture toughness $K_{IC}$ has been performed under the notch machined and residual stress with the load condition on EGW welded joints. A quantitative fracture criterion for EGW welded joints is suggested by using $K_{IC}$.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.31 no.1
• /
• pp.65-70
• /
• 2013

Finite element analysis and welding experiments were performed to evaluate deformation aspect for Flux Cored Arc Welding(FCAW) and Electro Gas Welding(EGW). Numerical researches of FCAW and EGW were performed considering the difference of number of welding pass and welding direction to arc flow. To perform the numerical study of FCAW and EGW, number of welding pass and welding direction to arc flow were considered in the finite element model. FCAW process requires multi pass and its welding direction is vertical to welding torch. On the other hand, EGW process requires single pass and its welding direction is parallel to welding torch. The difference of welding direction and heat input was considered in the finite element analysis. In FCAW process, Goldak's double ellipsoidal heat input model was adopted. In the EGW process, Hemi-spherical power density distribution was adopted. In the results of experiment and finite element analysis, angular deformation of FCAW process is larger than that of EGW process.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.93-93
• /
• 2009

본 연구에서는 EGW, FCAW 공정 적용에 따른 고강도 극후판 EH36-TMCP강 용접부의 역학적 거동 및 파괴인성 $K_{IC}$ 을 규명하기 위해, 먼저 열분포, 열탄소성 수치해석을 통하여 용접부의 역학적 거동(용접잔류응력, 소성변형율 등의 크기, 분포, 발생기구)을 고찰하였다. 그리고 이때 얻어진 잔류응력을 초기응력으로 하여, 잔류응력과 외력의 복합하중에 대한 파괴인성 $K_{Ic}$ 특성을 해석하였다. 용접공정별 균열이 존재하는 용접부의 파괴기준을 살펴보면, EGW용접부의 경우가 FCAW용접부의 경우에 비해 균열의 성장이 다소 용이하여 $K_{IC}$ 값이 다소 낮게 나타났다. EGW용접부의 파괴인성 $K_{IC}$ 경우 중첩된 경우(복합하중)가 순수 외력만 작용하는 경우보다 파괴 인성치가 다소 감소하는 경향을 보이고, a/W가 작을 경우 중첩의 경우가 순수 외력만의 경우보다 파괴인성치 차이가 크나, a/W가 증가함에 따라 그 차이가 점차 없어지는 것으로 나타났다. 반면, FCAW용접부의 경우 균열길이가 작은 범위에서는 중첩된 경우가 순수 외력만 작용 할 경우보다 파괴 인성치가 다소 증가함을 보이지만, a/W가 증가함에 따라 순수 외력만의 작용의 경우와 중첩의 경우의 파괴인성 차이가 없는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.13-17
• /
• 2010

용접입열 (heat input)은 용접시에 외부로부터 가해지는 열량으로 정의되기 때문에, 대입열용접은 용접입열량이 높은 용접이라고 정의할 수 있다. 통상적으로는 기존에 사용하던 용접기법보다 입열량이 높은 경우에 이를 대입열 용접기법이라고 부르게 되는데, 최근에는 편면 SAW 및 EGW기법 등이 대입열 용접기법으로 통칭되고 있다. 이들 기법의 공통된 특징은 one-pass 용접이라는 것과 용접열영향부에서의 열전달이 2차원적이라는 것이다. 본 연구에서는 Rosenthal의 해석식을 이용하여 이들 두 기법의 열전달 특성을 fusion line 위치에서 분석하여 보았는데, 두께에 따른 열전달 특성에 있어서 커다란 차이를 보여 주게 됨을 확인하였다. 편면 SAW에서는 열이력이 두께의 영향을 받아 두께(입열)가 증가함에 따라 고온에서의 유지시간은 증가하고 냉각속도는 느려지게 된다. 그러나 EGW에서는 입열과 두께가 일차함수적인 관계를 가지고 있기 때문에 열이력에 미치는 두께(입열)의 영향이 없다는 결과가 도출되었다. 이러한 차이로 인하여 편면 SAW에서는 강판 두께가 증가함에 따라 fusion line에서의 충격인성은 저하할 것으로 예상되는 반면에 EGW에서는 두께의 영향을 받지 않을 것으로 예상되었다. 그럼으로 EGW용 대입열용접용 강재의 '대입열 용접성'을 정량적으로 평가할 목적으로 '적용 가능한 최대입열 수준' 또는 '적용 가능한 최대 강판두께' 등으로 평가하는 것은 의미가 없는 것이다. 단지 강판의 두께에 따라 강재의 화학조성이나 제조공정에 있어 차이가 있다면, 이로 인한 'EGW 용접성'의 차이는 있을 수 있다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.32 no.1
• /
• pp.15-21
• /
• 2014

FCAW(Flux Cored Arc Welding), SAW(Submerged Arc Welding), EGW(Electro Gas Welding), and three-pole SAW are applicable in manufacturing the offshore wind tower. In this paper, mechanical properties of these welded-joints for TMCP steels were evaluated in all above welding processes. The tensile strength of welded-joints for all the welding methods satisfied the standard guideline (KS D 3515). No cracking on weldment was found after the bending test. Changes of weldedments hardness with welding processes were observed. In a weld HAZ (heat-affected zone), a softened HAZ-zone was formed with high heat input welding processes (SAW and EGW). However, the welded-joint fractures were found in the base metal for all cases and small decrease in welded-joint strength was caused by a softened zone. The multi-pole SAW welds exhibited similar mechanical properties comparing to the one with one-pole SAW process.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.32 no.1
• /
• pp.6-14
• /
• 2014

This paper has an aim to evaluate microstructure and fracture toughness of TMCP steel weldment applied for off-shore wind tower with the focus on the effect of heat input on the weldment with various welding processes; FCAW(13kJ/cm and 30kJ/cm), SAW(62kJ/cm), and EGW(177kJ/cm). Based on experimental results developed from this study, it was found that the impact toughness of top side for TMCP steel weldments with heat input up to 62 kJ/cm satisfied the required minimum value except the EGW(177kJ/cm). The heat input and microstructure are the main factors of impact toughness. The heat input of 13kJ/cm on back side with low heat input increased the amount of grain boundary ferrite which has low impact toughness, and heat input of 177kJ/cm on top side is significant enough to produce the austenite grain growth. The compositions and sizes of inclusions which are the dominant factors for the formation of acicular ferrite were analyzed by OM and EDS. As the heat input increased, the inclusions also grew and a nucleation site decreased. The size of nonmetallic inclusions and the crack width was nearly similar, therefore the inclusions were related with the crack propagation.