• Journal of Welding and Joining
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• v.6 no.2
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• pp.1-8
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• 1988

고밀도 에너지빔의 하나인 플라즈마를 이용한 절단 및 용접법은 알루미늄, 스테인레스강 등 특수금속의 가공에 적용될 수 있고, 산소용접 및 절단, SMAW, GMAW, GTAW 등의 거래식 열 가공법에 비해서 부품의 정밀도, 가공속도면에서 유리하여 그 사용범위가 점점 넓어지고 있다. LBW, LBC, EBW 등과 마찬가지로 Keyholing 현상을 이용할 수 있어 높은 용입깊이를 나타낼 수 있는 장점이 있으며, 그 성능면에서는 위 방법들과 비교해 볼 때 가공속도, 가공부의 성질 등에서 불리하고, 장치의 저렴, 조작의 간편함 등에서 유리하기 때문에, 경쟁 및 상호보완의 관계를 유지시켜 나갈 것으로 기대된다. 수동가공과 자동가공이 모두 가능하나 부품의 정밀도와 생산성 향상을 위해서는 플라즈마 가공공정에 적합한 자동화 장치의 개발이 필요하다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2002.05a
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• pp.68-70
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• 2002

A CCD camera with a laser strip was applied to realize the automation of welding process in GMAW. The Hough transformation was used to extract the laser stripe and to obtain specific weld points. In this study, a neural network based on the generalized delta rule algorithm was adapted for the process control of GMA, such as welding speed, arc voltage and wire feeding speed.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2007.11a
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• pp.257-259
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• 2007

For this study, SM45C steel rods using generally for power transmission shafts and machine components was selected and welded by Butt-GMAW method. and then it was studied about estimation of fatigue strength and the region of infinite life. From this result, it is demanded that the stress for safety design of machine components using SM45C butt-welded steel rods must be selected in the region of the lowest infinite life of heat affected zone.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.7
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• pp.1326-1331
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• 2006

Weld root gap is a important fact of a falling-off weld quality in various kind of weld defect. The welding quality can be controlled by monitoring important parameters, such as, the Arc voltage, welding current and welding speed during the welding process. Welding systems use either a vision sensor or an Arc sensor, both of which are unable to control these parameters directly. Therefore, it is difficult to obtain necessary bead geometry without automatically controlling the welding parameters through the sensors. In this paper we propose a novel approach using neural networks for detecting and monitoring of weld root gap and bead shape. Through experiments we demonstrate that the proposed system can be used for real welding processes. The results demonstrate that the system can efficiently estimate the weld bead shape and detect the welding defects.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.14 no.2
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• pp.535-541
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• 2013

The present study was carried out to investigate the effects of welding parameters such as current, voltage and shielding gases on the bead shape, microstructures and hardness. It was confirmed that bead height was lowered and bead depth was increased with increasing voltages while height, depth and width of beads increased with welding currents. The hardness of weld metals with Ar+10% $O_2$ and Ar+20% $CO_2$ was low due to the formation of grain boundary and polygonal ferrites while that of weld metals with Ar+2% $O_2$ was high due to the presence of acicular, bainitic and sideplate ferrites.

• Journal of Welding and Joining
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• v.16 no.5
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• pp.119-133
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• 1998

To implement full automation in pipe welding, it si most important to develop special sensors and their related systems which act like human operator when detecting irregular groove conditions. In this study, an automatic pipe Gas Metal Arc Welding (GMAW) system was proposed to full control pipe welding procedure with intelligent sensor systems. A five-axes manipulator was proposed for welding torch to automatically access to exact welding position when pipe size and welding angle were given. Pool status and torch position were measured by using a weld-pool image monitoring and processing technique in root-pass welding for weld seam tracking and weld pool control. To overcome the intensive arc light, pool image was captured at the instance of short circuit of welding power loop. Captured image was processed to determine weld pool shape. For weld seam tracking, the relative distance of a torch position from the pool center was calculated in the extracted pool shape to move torch just onto the groove center. To control penetration of root pas, gap was calculated in the extracted pool image, and then weld conditions were controlled for obtaining appropriate penetration. welding speed was determined with a fuzzy logic, and welding current and voltage were determined from a data base to correspond to the gap. For automatic fill-pass welding, the function of human operator of real time weld seam control can be substituted by a sensor system. In this study, an arc sensor system was proposed based on a fuzzy control logic. Using the proposed automatic system, root-pass welding of pipe which had gap variation was assured to be appropriately controlled in welding conditions and in torch position by showing sound welding result and good seam tracking capability. Fill-pass welding by the proposed system also showed very successful result by tracking along the offset welding line without any control of human operator.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.24-24
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• 2009

현재 조선소를 비롯하여 각종 산업 전반적으로 기존의 SCR 용접기를 대체하여 용접품질이 우수한 인버터 용접기가 널리 사용되고 있는 실정이다. 그러나 기존 인버터 용접기의 전원은 Mono 타입으로 이루어져 있어 대용량 인버터 용접기의 경우 대용량 스위칭 소자가 요구되어 제조원가가 높다. 그리고 문제 발생 시 용접기의 사용이 불가능하게 된다. 개발된 단위모듈을 병렬로 연결하여 대용량 용접기를 구성하게 되면 제조원가를 절감할 수 있으며 병렬로 연결되어 단위 모듈에 문제가 발생하여도 계속적인 사용이 가능하고, 주 회로를 작은 용량으로 분산시켜 전력을 제어하므로 높은 에너지 효율을 가지게 된다. 또한 인버터 용접기의 가장 중요한 성능인 스위칭 주파수에 있어서도 기존의 인버터 용접기는 20kHz의 스위칭 주파수를 가지지만 본 기술은 낮은 전력을 병렬로 연결하여 대용량을 동시에 제어가능 하므로 약 70kHz의 고속제어가 가능하다. 본 연구에서는 개발된 용량 170A단위모듈을 병렬로 연결하여 단위모듈 집적형 인버터 아크용접기 510A, 680A급의 부하테스트 실시 및 기본출력특성에 대하여 실험하였으며, GMAW에서 ${\Phi}1.6$ 솔리드 와이어를 이용하여 두께 20t의 후판 맞대기 용접에 적용실험을 실시하였다. 그 결과 모든 전류영역에서의 부하특성 및 출력특성이 양호하게 나타났으며, 후판 맞대기 용접에서는 SAW에 버금가는 생산성과 용접특성을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.65-65
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• 2009

철강 재료의 GMA 용접 시, 보호가스로 $CO_2$ 가스를 사용하면 가격이 저렴하고 용입이 깊다는 장점이 있어 국내에서 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나 일반적으로 활성가스인 $CO_2$를 사용한 GMA용접은 아크가 불안정하고 스패터가 많이 발생한다는 단점이 있어 아크 안정성 개선의 필요성이 부각되었다. 거기다 용접 자동화 및 용접 품질의 고급화 추세로 아크 안정성이 $CO_2$용접에서 점점 중요해지면서, 아크 안정화 및 스패터 저감을 위한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 연구에서는 GMA 용접 재료인 solid wire의 표면에 이온화 에너지가 낮은 금속인 인듐(In)을 전해 도금하여 중전류의 $CO_2$ 용접에 적용하였다. 고속 촬영과 아크 모니터링 분석을 통하여 금속 이행 모드 및 아크 안정화에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 동일 전압, 전류 조건에서 도금 두께를 달리하여 용접을 실시, 도금 두께에 따른 아크 안정성의 경향을 분석하였다. 그 결과 도금 두께가 두꺼워짐에 따라 아크가 넓어지는 것을 확인하였으며, 이는 아크 내에 이온화도가 높은 인듐 이온이 다량 포함됨으로써 이온의 양이 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 또한 도금 두께가 일정 이상이 되면, 이행 모드가 용적의 아래에서 아크가 발생하는 반발 이행 모드에서 용적의 윗부분에서 아크가 발생하는 입상 용적 이행 모드로 바뀌었으며, 이때 단락 수가 현저히 줄어들어 아크가 안정해졌다. 이에 따라 인듐 도금 와이어는 기존보다 낮은 전류 영역에서도 안정적인 아크와 금속 이행 모드를 가지게 됨을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.1
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• pp.156-166
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• 1995

Experimental models which are able to determine the deviation between weld line and weaving center by measuring the weld current during welding were proposed for the gas metal arc welding process. The models were used for developing a weld seam tracking system which controls the weaving speed of a welding torch. However, it was revealed that the tracking result of the system is affected by the welding conditions. Thus an arc sensor system was developed by using fuzzy control approach for overcoming the difficulty of modelling the nonlinear process. The rule base and parameters of the fuzzy control system were determined on the basis of the results of experiments. This fuzzy control system has shown the successful tracking capability for the wide operating range of welding conditions.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.2
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• pp.115-121
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• 1995

As the metal transfer in the GMAW process affects the weld quality and productivity, the mechanism of molten formation and detachment has been investigated at various welding conditions. The force balance and pinch instability models have been widely used to analyze the metal transfer in the globular and spray modes, respectively A new approach is proposed in this work by minimizing the energy of molten drop system. Effects of the surface tension, gravity, electromagnetic and drag forces are considered with no presumed molten drop geometry. Effects of various welding conditions on the metal transfer are explained. The results show that the proposed mode can be applied to the globular and spray transfer modes. When compared with other models, results of the proposed model show better agreements with the available experimental data, which demonstrates the validity of the present model.