• Journal of Welding and Joining
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• 제15권5호
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• pp.84-91
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• 1997

The metal transfer phenomenon of the pulsed-GMAW is simulated by formulating the electromagnetic force incorporated with the Volume of Fluid algorithm. The free surface profiles, pressure and velocity distributions within the drop are computed numerically. Axial velocity and acceleration generated during peak current period are found to have a significant effect on drop detachment. Therefore, the accelerated inertia force becomes one of important factors affecting metal transfer in the pulsed-GMAW. When the pulse current parameters are selected properly, the molten drop is detached just after current pulse, and the operating range of the pulsing frequency increases with higher peak current and duty cycle. Calculated operating ranges show reasonably good agreements with the available experimental data.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.317-320
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• 2005

In this paper, dynamic behaviour of short circuit occurring in Pulse Gas Metal Arc Welding (GMAW-P) is investigated Welding experiments with different values of pulsing parameters, high speed camera pictures and welding signals such as current and voltage were acquired to identify short circuit conditions in GMAW-P.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.48-48
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• 2009

Conventionally in pulsed gas metal arc welding (GMAW-P), drop transfer is analyzed with simplest square pulse waveform. While the pulse current is described by four parameters (peak current magnitude and time plus base current magnitude and time), it deviates the real pulse shape. Real pulse can be better idealized by the trapezoidal pulse waveform described by two additional parameters, i.e., current rise and fall rate (dI/dt). Power source response rate is described by these parameters. In this work, the effect of these parameters on drop transfer is predicted by the force displacement model (FDM). While peak current has significant effects on drop detachment, drop transfer is also influenced by the current rise rate. Predictions indicate that the current rise rate can have considerable effects on the size of the detached drop if other pulse parameters are kept constant. FDM is applied to determine peak time for one drop one pulse condition (ODOP) when rests of the pulse parameters are given. The predicted range of ODOP shows good agreement with experimental data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.21-30
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• 2017

현재 국내에서 공장 보수용접이 가장 많이 이루어지고 있는 선박 엔진 부품은 피스톤 크라운과 배기밸브이다. 또한 선박 엔진 밸브와 크랭크 축 등의 경우에는 신규 부품에서도 성능향상을 위해 표면개질방법으로 오버레이 용접이 시공되고 있다. 용착률을 높이는 고능률 오버레이 용접 공정으로 Hot Wire GTAW, Cold Tandem GMAW, Band Arc SAW, Tandem SAW법이 개발되어 있고, 용사방법으로 PTA공정이 현장에서 많이 시공되고 있다. 입열량 제어가 용이한 공정으로 GMAW-Pulse, CMT 용접공정이 있다. 엔진 배기밸브의 보수를 위한 오버레이공정에서 열영향부에 가까운 모재 내에 액화균열이 발생하는 경우가 있어 주의를 요한다. GMAW-Pulse 공정과 CMT공정에서는 입열량 제어가 용이하여 높은 용착속도를 유지하면서도 액화균열의 발생 없이 엔진 밸브의 보수 또는 표면 개질 목적으로 시공이 가능하다. 최근에 국내에서 고능률 용접 공정으로 선박엔진의 보수 또는 표면 개질 목적으로 사용 가능한 Super-TIG 용접공정이 개발되어 있다. 이 공정은 아크를 플라즈마 스트림이라고 보고 전류증가에 따라 커지는 아크압력을 막으면서도 용가재의 용융 효율이 극대화 되도록 폭이 큰 C형의 오목한 용가재를 발명하여 용착률을 획기적으로 향상시킨 용접공정이다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제20권4호
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• pp.491-497
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• 2002

Dynamic behavior of the molten drop during the peak period in the pulsed-GMAW is simulated in this work using the VOF(volume of the fluid) algerian. The dynamic characteristics of molten drop such as minimum radius, average velocity and displacement of mass center were computed as well as the internal pressure and velocity. The minimum and maximum peak durations for detaching a drop were calculated.. The result of Analysis reveals that peak current and volume of pendant drop are important factors which affecting drop detachment. A simplified model of constant acceleration is proposed to describe the behavior of molten drop during peak current, and its results agree with the experimental results.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권1호
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• pp.59-64
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• 2009

In order to determine the One-Drop One-Pulse(ODOP) condition of the pulsed gas metal arc(GMA) welding, the drop detaching phenomenon during the peak time is investigated using the force-displacement model. The drop detaching criterion is established based on the displacement of the pendant drop, and the forces exerted on the drop are calculated using the Modified Force Balance Model(MFBM). The effects of wire melting on the drop size and force are included in the force-displacement model. While the peak current has most significant effects on the drop detaching time, the initial drop mass prior to the peak time also influences drop transfer. The calculated results show good agreements with the experimental data, which implies that the ODOP condition can be predicted using the force-displacement method.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 1997년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.45-48
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• 1997

The low frequency pulsed MIG welding process of new current waveform control to switch over unit pulse conditions (pulse current, pulse duration) in the fixed cycle was developed and its effect were investigated for aluminium and its alloy. By using this new welding process, the bead appearance having clear ripple pattern, such as TIG welding bead can be obtained and the gap tolerance of lap and butt welding joint can be expanded.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.76-76
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• 2011

선박이나 산업 플랜트에서 파이프 또는 탱크류의 맞대기 용접 시 안정적인 이면비드의 형성은 매우 중요하다. 대부분의 현장에서 파이프 맞대기 초층용접부의 안정적인 이면비드를 형성하기 위해 3mm의 루트갭을 띄우고 루트면이 없는 V-그루브에서 필러를 사용하는 수동 TIG용접을 주로 사용하고 있다. 수동 TIG용접은 고품질의 비드와 우수한 아크안정성, 그리고 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있다. 그러나 수동 TIG용접은 용접속도가 10cpm정도로 느리기 때문에 GMAW에 비해 생산성이 낮고 작업자의 숙련도에 따라 품질이 변하게 된다. 본 연구에서는 높은 생산성과 기준갭 1.5mm에서 단차의 허용공차를 크게 하기 위해 루트면 3mm를 가지는 U-그루브의 설계를 하였으며, 두꺼운 루트면을 가지는 그루브에서 안정적인 이면비드를 형성시키기 위해 GMAW에서 아크 충격량에 대한 검토를 실시하였다. GMAW의 아크력이 용입에 어떠한 영향을 미치는지 검토하기 위해 수냉되는 동판에 갭을 1.5mm 띄우고 동일한 용착량과 입열량에서 아크력만을 변화시켜 실험하였다. 또한, U-그루브의 루트부를 모델링하여 두께3t의 평판시편을 각각의 갭과 단차 조건에서 실험하였다. 이 때, 기준갭 1.5mm에서 갭에 의해 생기는 단면적을 기준 갭단면적, 갭이 증가함에 따라 증가되는 단면적을 추가 갭단면적, 갭이 감소함에 따라 감소하는 단면적을 감소 갭단면적으로 정의하였다. 용접 중 발생하는 추가, 감소 갭단면적에 대하여 용착량을 50%의 수준으로 증가, 감소 시켰다. 갭에 따라 아크력을 변경하여 실험을 실시하였고 이면비드의 형상을 확인 하였다. 마지막으로 평판 시편의 조건에서 안정적으로 이면비드가 형성된 조건을 pipe U-그루브에 적용하였다. 그 결과 동판에서 용착량과 입열량이 같음에도 불구하고 아크력이 증가함에 따라 용입이 깊어짐을 확인하였다. 또한. 3t 평판시편에서 아크력의 제어를 통해 큰 단차와 갭이 있을 때, 안정적인 이면비드를 얻을 수 있는 조건을 확립하였다. 마지막으로 pipe U-그루브에서 앞선 실험의 용접조건으로 갭과 단차의 변화에 대해 실험을 하였으나, 시험편의 두께차이에 의한 전도 열손실로 인해 이면비드의 형성이 어려웠고, 아크 충격량의 증가를 통해 이러한 문제를 해결하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권2호
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• pp.47-55
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• 1988

This paper reports on a study of the influence of welding variables on the weld shape of Al-7020 in pulse-GMA welding. Five variables, i.e., wire feed rate, peak pulse current, welding speed, welding votage, and pulse frequency were investigated for their effects on the weld shape. From the results of the 2$^{n-1}$ fractional factorial design, quantitative effects of each variable and the interaction of two variables were obtained, and consequently wire feed rate, welding voltage, and welding speed were determined as the main welding variables. Supplementary experiment was performed for ivestigating the detailed relationship between the main variables nd the seld shape. In this experiment, the penetation of the seldment increased when the wire feed rate was raised, nad the bead width increased when the welding voltage was raised or the welding speed was reduced.d.

• 전력전자학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.307-312
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• 2003

가볍고 강도가 높은 이유로 부품의 경량화가 요구되는 분야에 급속하게 이용되고 있는 알루미늄의 아크용접에 관한 연구로써, 기존 알루미늄의 아크용접 방법-TIG, MIG-에 비하여 속도가 빠르고, 보다 얇은 박판에 용접이 가능한 용접 방식에 대한 연구 결과이다. 용접전류를 펄스 형태의 인가하여 줌으로써 1펄스 1용적이행이 가능하였고, 용접전류의 극성을 주기적으로 교번하여 용적의 입열량 차이를 이용하여 용입의 깊이를 제어하는 알고리즘을 적용하였고 그 상관관계를 증명하였다. 본 연구에서는 DSP 320C32를 이용한 풀 디지탈 제어방식의 10kw 펄스MIG용 접전원장치를 제작하였고, 120cm/분의 용접속도로 1.2mm의 알루미늄 박판에 극성비 0∼40%의 변화한 용접 결과에 대하여 용접외관 및 단면에 대한 결과를 검토하였다.