• 제목/요약/키워드: Welding engineering

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용접부 응고균열 발생 및 제어 (Solidification Cracking in Welds and its Control)

  • 윤종원
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.22-22
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    • 2010
  • 주물과 용접에서 응고 과정에서 수지상간 또는 세포상간 영역에서 최종적으로 응고하는 저융점 공정 조성의 상이 응고균열의 발생에 직접적으로 영향을 미친다. 작은 량의 공정조성의 액상 필름이 응고된 고상과 고상 사이에 존재하게 되면 이 영역에서 생성되는 불연속부는 응고균열로 남게 된다. 이러한 공정조성 액상의 유동성이 좋고 충분한 부피로 존재한다면 응력과 부피수축등으로 생성된 수지상간, 또는 세포상강 영역에서 생성된 불연속부로 용이하게 유동하여 불연속부를 충진하게 된다. 따라서 발생한 응고균열이 치유되는 효과를 얻을 수 있다. 반면에 공정조상의 상이 전혀 존재하지 않는 순금속 응고의 경우에는 최종 응고 단계에 액상 필름이 존재하지 않게 되어 고상과 고상의 인터로킹이 가능하게 되어 균열 발생 가능성이 희박하다. 따라서 응고균열 발생을 제어할 수 있는 효과적인 방법은 용탕이나 용접금속의 조성을 공정 조성에 가깝게 제어하는 것이다.

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쪼그려 앉는 의자의 적절한 높이 평가와 착용의자의 인간공학적 디자인 (Evaluation of Proper Height for Squatting Stool and the Ergonomic Design of Wearable Stool)

  • 정화식;정형식
    • 산업공학
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    • 제18권3호
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    • pp.288-296
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    • 2005
  • Many jobs and activities in our daily lives require squatting postures. The fore part includes housekeepers, farmers, and welders and the latter includes a wide variety of activities such as housekeeping; planting, cultivating and harvesting various agricultural products; grinding, welding, etc. It is speculated that prolonged squatting postures without any supporting stool would gradually cause musculoskeletal injuries to workers. This study is conducted to examine the proper height of stools according to the position of the working materials and to develop wearable stools for workers with squatting posture. Forty male and female subjects participated in the experiment to find the proper height of stools according to the position of the working materials. Subjects were asked to squat and work with 3 different working positions: floor level; ankle level; shank level of 3 different stool height conditions: 10cm height; 15cm height; and 20cm height. After 5 minutes of maintaining a squatting work posture while sitting on the different height stools, Likert summated rating method as well as pairwise ranking test was applied to evaluate the user preferences for provided stools under the conditions of different working positions. The results of statistical analysis show that the subjects preferred 10cm height stool for floor level, 15cm height stool for ankle level, 20cm height stool for knee level. We thus strongly recommend to use appropriate height stools in accordance with the different working positions. Moreover, a prototype wearable stool was designed such that workers with squatting posture do not need to move the stool while they are moving about. The purpose of developing wearable stool was to decrease the physical stress and hence promote worker's health who work with squatting posture.

STS301L 가스용접 이음재의 가속수명예측 (I) - Fillet Type - (Accelerated Life Prediction for STS301L Gas Welded Joint (I) - Fillet Type -)

  • 백승엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권4호
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    • pp.467-474
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    • 2010
  • 용접이음부의 신뢰성 확보는 구조물의 건전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 가스용접 이음재의 피로설계기준(fatigue design criterion)을 정하기 위해서는 피로시험을 수행하여 ${\Delta}P$-Nf 관계를 이용하는 것이 일반적이다. 그러나 피로데이터를 장시간 획득하는 과정에서 여러 가지 변동인자에 의해서 피로데이터가 영향을 받기 때문에 피로데이터의 신뢰도가 떨어진다. 또한, 이음재의 재질 및 접합형태가 달라질 때마다, 각각의 경우에 대해서 새로운 피로시험이 요구됨으로 많은 시간과 비용이 소모된다. 따라서 이러한 문제점들을 개선하고 신뢰성 있는 설계를 하기 위해서 필렛 가스용접 이음재를 적용, 반복피로시험을 통한 데이터를 통계적으로 분석하여, 다양한 가스용접 이음재의 피로수명을 예측함과 동시에 실제 피로시험데이터와 비교 분석하여 예측된 수명의 신뢰도(reliability)와 신뢰구간(confidence interval)을 추정함으로서 새로운 피로설계기준 방법을 제시하고자 하였다.

$CO_2$ 레이저 용접 이종재료강의 피로파괴거동에 관한 연구 (A Study on Fatigue Fracture Behavior of Laser Beam Welding and Steel with Different Materials)

  • 한문식;서정;이제훈;김정오;전성민
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.1-9
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    • 2006
  • In this paper, we investigated the characteristics of fatigue fracture on TB(Tailored Blank) weldment by comparing the fatigue crack propagation characteristics of base metal with those of TB welded sheet used for vehicle body panels. We also investigated the influence of center crack on the fatigue characteristic of laser weld sheet of same thickness. We conducted an experiment on fatigue crack propagation on the base metal specimen of 1.2mm thickness of cold-rolled metal sheet(SPCSD) and 2.0mm thickness of hot-rolled metal sheet(SAPH440) and 1.2+2.0mm TB specimen. We also made an experiment on fatigue crack propagation on 2.0+2.0mm and 1.2+1.2mm thickness TB specimen which had center crack. The characteristics of fatigue crack growth on the base metal were different from those on 1.2+2.0mm thickness TB specimen. The fatigue crack growth rate of the TB welded specimens is slower in low stress intensity factor range $({\Delta}K)$ region and faster in high${\Delta}K$ region than that of the base metal specimens. The slant crack angle slightly influenced the crack propagation of the TB specimen of 2.0+2.0mm thinkness.

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원자로 압력용기 상부헤드 CRDM 노즐 용접부의 용접잔류응력 및 운전응력 평가 (Evaluation for Weld Residual Stress and Operating Stress around Weld Region of the CRDM Nozzle in Reactor Vessel Upper Head)

  • 이경수;이성호;배홍열
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1235-1239
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    • 2012
  • 원자력발전소의 원자로압력용기 상부헤드에는 출력제어 및 정지용 제어봉이 통과하는 노즐이 있으며 이 노즐은 상부헤드 노즐과 J 형태의 홈으로서 용접 되어 있다. 최근 외국의 원자력발전소에서 이 용접영역 주변의 노즐 및 용접부에서 일차수응력부식 균열이 발생한 사례가 보고되고 있다. 본 논문에서는 이 용접부의 용접잔류응력과 운전 중에서의 응력상태를 유한요소해석을 이용하여 평가함으로써 고응력 위치를 확인하고 응력관점에서 균열발생 가능성이 높은 지역을 예측하고자 하였다. 해석결과 용접에 의해서 형성된 잔류응력이 수압시험과 운전조건에 의해 다소 변동되기는 하나 응력분포형태는 큰 변화가 없었다. 전반적으로 노즐내면에서는 용접이 시작되는 지점 주변에서 최대 인장응력이 형성되고 노즐외면에서는 용접이 끝나는 지점 주변에서 최대인장응력이 형성되는 것을 확인하였다.

Effects of Nb Content and Thermal History on the Mechanical and Corrosion Characteristics of Stainless Steels

  • Choe, Han-Cheol;Kim, Kwan-Hyu
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제2권3호
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    • pp.117-126
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    • 2003
  • Due to excellent corrosion resistance and mechanical properties, austenitic stainless steel is widely used as the material for chemical plants. nuclear power plants, and food processing facilities. But, the zone affected by heat in the range of 400 to $800^{\circ}C$ during welding loses corrosion resistance and tensile strength since Cr-carbide precipitation like $Cr_{23}C_6$ forms at the grain boundary and thereby takes place the intergranular corrosion. In this study, AISI 304 stainless steel with the added Nb of 0.3 to 0.7 wt% was solutionized at $1050^{\circ}C$ and sensitized at $650^{\circ}C$. Specimen was welded by MIG. The phase and the microstructure of the specimens were examined by an optical microscope, a scanning electron microscope, and a x-ray diffractometer. The corrosion characteristics of specimens were tested by electrolytic etching and by double loop electrochemical potentiokinetic reactivation method(EPR) in the mixed solution of 0.5M $H_2SO_4$ + 0.01M KSCN. The melting zone had dendritic structure constituted of austenitic phase and $\delta$-ferrite phase. Cr carbide at the matrix did not appear, as Nb content increased. At the grain boundaries of the heat affected zone, the precipitates decreased and the twins appeared. The hardness increased, as Nb content increased. The hardness was highest in the order of the heat affected zone>melted zone>matrix. According to EPR curve, as the Nb content decreased, the reactivation current density(Ir) and the activation current density(la) were highest in the order of the melted zone

A New Steel Jacketing Method for Concrete Cylinders and Comparison of the Results with a Constitutive Model

  • Choi, Eun-Soo;Kim, Man-Cheol
    • International Journal of Railway
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    • 제1권2호
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    • pp.72-81
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    • 2008
  • This paper introduces a new steel jacketing method for reinforced concrete columns with lap splice and evaluates its performance by a series of axial tests of concrete cylinders. At first, 45 concrete cylinders were fabricated with varying the design compressive strengths of 21, 27 and 35 MPa and, then, the part of them was jacketed with two-split-steel jackets under lateral confining pressure. The parameters in the first test were the steel jacket's thickness and the existence of adhesive between steel and concrete surface. In the second test, whole steel jackets were used to wrap cylinders with lateral pressure. Also, a double-layer jacket consisted of two steel plates was introduced; a cylinder was jacketed by two steel plates one after another. The effect of the new method was verified through comparing the results of the compressive tests for plain and jacketed cylinders. The steel jacket built following the new method showed good results of increasing the compressive strength and ductility of the jacketed cylinders with respect to the plain cylinders. The thicker steel jackets showed the more increased compressive strength, and the ductility at failure depended on the welding quality on steel jackets. The adhesive between steel and concrete surface reduced the confining effect of the steel jackets. The whole jacket showed more ductile behavior than the two-split jackets. The double-layered jackets were estimated to possess an equal performance to that of a single steel jacket having the same thickness of the double-layered jacket. Finally, the experimental results were compared with the constitutive model of steel-jacketed concrete; which showed a good agreement between the experimental results and the models.

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가스 냉온수기용 STS 304 배관 용접부의 부식특성에 관한 연구 (The Study on the Corrosion Characteristics of STS 304 Pipeline Steel Weldment for Gas Cooling & Heating System)

  • 김환식;임우조
    • 한국가스학회지
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    • 제11권2호통권35호
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    • pp.31-36
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    • 2007
  • 가스 냉온수기용 STS 304 배관 용접부의 부식특성을 연구하기 위하여, 0.5M $H_2SO_4+0.01M$ KSCN 수용액 중에서 전기화학적 분극시험, 금속조직시험 과 경도시험을 실시하여 STS 304배관 용접부의 양극분극거동, 인가전위에 따른 부식거동, 용접부의 금속조직 및 경도거동를 고찰하였다. 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 임계양극전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 많이 배류되고, 기본부동태전위는 모재보다 용접열영향부에서 더 높게 된다. 2) 부동태전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 더 많이 배류되고, 부동태영역은 용접열영향부보다 모재가 더 크게 된다. 3)인가전압에 의한 용접열영향부의 전류밀도는 모재의 전류밀도보다 더 많이 배류된다.

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신경망 AE 신호 형상인식을 위한 특징값 선택법의 개발과 용접부 및 회전체 결함 분류에의 적용 연구 (Development of Feature Selection Method for Neural Network AE Signal Pattern Recognition and Its Application to Classification of Defects of Weld and Rotating Components)

  • 이강용;황인범
    • 비파괴검사학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.46-53
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    • 2001
  • 음향방출 신호를 이용하여 분류기를 설계하는 과정에서의 특징값 선택법에 관해 연구하였다. 분류기는 역전파법을 이용한 신경망 분류기를 사용하였다. Fisher's criterion, class mean scatter criterion, eigenvector analysis와 함께 본 논문에서 새로 제안하는 특징값 공간에서의 특징값 좌표사이의 차이를 이용하는 2-D criterion, 3-D criterion을 이용해서 특징값을 선택하고 각각에 대해 분류기를 설계하여, 인식률과 수렴속도를 비교하였다. 분류를 위한 자료를 얻기 위하여 용접부 결함시편과 로터리 압축기 금속 접촉부 결함시편을 사용하였다. 인식률 면에서 2-D criterion과 3-D criterion이 우수한 결과를 나타내었다.

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무인기용 레큐퍼레이터 소재의 용접부에 대한 고온 피로수명 예측 (High Temperature Fatigue Life Prediction for Welded Joints of Recuperator Material for UAV)

  • 이상래;김재환;김재훈
    • 한국추진공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.111-117
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    • 2019
  • 본 논문은 경량 및 고효율 레큐퍼레이터를 구성하는 0.1 mm 이하의 두께를 지닌 전열판의 용접부에 대한 실험적 연구이다. 특히 해당 용접부에 대한 수명을 알아내기 위해 고온환경에서 피로특성을 실험을 통하여 알아내기로 하였다. 실험은 레큐퍼레이터의 소재로 주로 선정되는 두가지 재질에 대해 (STS347, AL20-25+nb) 실시하였으며, 시편은 실제 제작에 사용되는 방법과 ASTM에서 권고하는 규격을 준용하여 제작하였다. 그리고 상온과 고온에서 해당 시료의 기계적 특성을 평가하고자, 기계적 물성치를 시험하는 MTS-810 과 고온환경을 부여하기 위한 고온로를 이용하였다. 시험은 각 시편에 대해 상온 및 고온 환경에서 인장시험을 실시하였으며, 나타난 인장강도의 50%, 40%, 30%, 20% 그리고 10% 에 해당하는 하중을 응력비 0.1로 설정하여 피로시험을 시행하였다. 마지막으로 실험을 통해 나타난 피로수명 특성을 레큐퍼레이터의 운전조건에서 발생하는 하중에 따르는 응력과 비교하여 무인기 시스템이 요구하는 운전시간에 대비하여 해당 용접부들의 수명을 평가하였다.