• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.64-64
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• 2010

최근 그린 친환경, 지구온난화방지와 환경 부하물질저감, 기기 고효율화, 연비향상 등의 관점에서 항공기, 자동차 등 운송기계와 휴대용 전자제품 등 경량화가 요구되는 분야에서 경량합금의 사용이 급증하고 있다. 특히, 경량합금 중 가장 가벼운 마그네슘 합금은 최근 주목을 받고 있는 금속재료이다. 그러나 마그네슘합금은 알루미늄합금과는 달리 상온 성형성 및 접합성이 양호하지 않은 관계로 판재를 이용한 구조부품의 제작을 위해서는 많은 연구가 필요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 마그네슘합금 판재의 마찰 교반 점용접을 시도하였다. CNC 밀링머신을 사용하여 프로브의 회전 및 삽입 속도에 변화를 주어 접합 특성을 평가하였고, 각 변수의 영향을 조사하였다. 적외선 열화상기와 로드셀을 사용하여 마찰 교반 점용접 중에 발생하는 교반부 온도와 접합부에 가해지는 수직부가하중의 거동을 측정하였다. 마찰 교반 점용접 후, 시험편의 접합 상태와 접합부 단면 관찰을 통해 접합 상태를 조사하였다. 그리고 인장전단 실험을 실시하여 마찰 교반 점용접된 시혐편의 접합강도를 평가하였고, 파단된 시험편의 파면을 관찰하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.370-376
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• 2005

Magnesium alloys are becoming important material for light weight car body, due to their low specific density but high specific strength. However they have a poor weldability, caused high oxidization tendency and low vapor temperature. In this study, the welding performance of magnesium alloys was investigated for automobile application. The materials were rolled magnesium alloy sheet contains Al and Zn such as AZ3l , AZ6l and AZ9l. Three types of welding process were studied, that were GTAW, Laser beam welding and FSW. To evaluate the weldability, we examined the appearance of welding bead. Also we checked bead shape and internal defects such as crack and porosity on cross section of welding bead. The mechanical property was measured for welded specimen by tensile test. For determination of the strength change by welding process, the hardness profile across the welding center was measured. For the results, the tensile properties of welded specimen were decreased obviously on all welding process. For the fusion welding process such as GTAW and laser beam welding, the surface of the welding bead was covered with oxidized magnesium dust but it was removed by simple cleaning work as wipe-out with tissue. Also under cut, that caused vaporization of base metal was occurred. for the friction stir welding, there was no oxidation, under-cut or internal defects. However it had poor weld performance, the reason was cleavage fracture occurred at plastic deformation zone. For welding of magnesium alloy, the laser beam welding process was recommended.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권3호
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• pp.273-278
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• 2012

선박 구조재료 FRP 재료의 대체 재료로 빠른 선속과 선적량 증가는 물론 재활용이 용이한 Al 선박으로 전환되고 있다. 본 논문에서는 인장실험을 통해 레저선박에 사용되는 5456-H116 합금에 대한 최적의 마찰교반용접 조건에서 프루브 직경의 효과를 기술하였다. 마찰교반용접에서 이송속도, 회전속도를 변수로 5 mm의 프루브 직경을 사용하여, 이송속도가 61 mm/min의 조건에서 가장 우수한 결과를 나타냈다. 프루브 직경 6 mm, 회전속도 170-210 rpm, 이송속도 15 mm/min 에서는 낮은 회전속도로 인하여 불충분한 용접열이 발생하여 거친 표면과 기공이 형성 되었다. 회전속도 500-800 rpm인 경우, 용접부에 칩이 관찰되었으며, 기공은 생기지 않았고, 용접표면은 우수하였으나 1100-2500 rpm에서는 지나친 용접열의 발생으로 많은 칩이 발생하였다. 열에 의한 영향은 용접 배면에서 관찰되었다. 이송속도가 15 mm/min에서 회전속도의 증가하게 되면 마찰이 증가함에 따라 용접열이 발생한다. 기계적 특성은 용접 입열량이 증가할수록 재질의 연화가 가속화되어 저하하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.434-441
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• 2016

마찰교반용접은 소재와 용접 툴 간의 마찰열에 의해 접합되는 고상접합 공정이다. 용접 시 발생하는 입열량에 따라 용접부의 건전성이 결정된다. 과도한 입열량은 산화물 및 기공결함의 원인이 되며, 불충분한 입열량은 터널결함 등의 문제점이 발생한다. 따라서 마찰교반용접부 중심에서의 온도 이력을 파악하는 것은 건전성을 판단하는 데 있어 매우 중요한 연구이다. 본 연구에서는 마그네슘 합금소재에 대한 마찰교반용접부의 온도분포 특성을 평가하였다. 이를 위해 유한요소해석을 통한 마찰교반용접부의 유동장 및 온도분포를 예측하였다. 유한요소해석을 위해 용접 툴 형상 간소화, 마찰 조건 선정 등 선행 해석을 수행하고 최적조건을 도출하였다. 또한, 해석모델의 검증을 위해 마그네슘 합금의 맞대기 마찰교반용접 시 용접부 중앙에서의 온도를 측정하였다. 유한요소해석 결과 마찰교반용접부의 온도에 영향을 미치는 주요변수의 기여도는 회전속도가 이송속도보다 더 높은 것으로 판단된다. 또한, 용접부 중심에서의 실측 온도와 유한요소해석 결과 사이에 5.4% - 7.7% 수준의 오차 내에서 잘 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.706-713
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• 2016

본 연구에서는 이종소재 A6005-AZ61 접합을 위하여 마찰교반용접의 툴 삽입 위치와 모재의 냉각 유 무에 따라 용접부 특성을 분석하였다. 다른 용접 조건들인 툴 회전속도와 이송속도는 500rpm-30mm/min으로 고정하고 Advancing side에 알루미늄 합금(A6005), Retreating side에 마그네슘 합금(AZ61)을 배치하여 용접을 진행하였다. 용접은 여섯 가지 케이스를 진행하였다. 용접부 특성을 관찰하기 위하여 인장 시험을 진행하고, 광학현미경을 사용하여 용접부의 미세조직을 관찰하였다. 인장시험 결과 마그네슘 합금 방향으로 툴을 1mm 이동시키고 모재에 냉각을 시킨 조건에서 강도가 가장 높게 나타났다. 동일한 용접 조건에서 냉각을 한 경우에 냉각을 하지 않은 것 보다 강도가 약 2배 높게 측정되었다. 툴의 위치는 용접부 중심에서 알루미늄 합금 방향으로 1.7mm, 마그네슘 합금 방향으로 1.7mm 이동시켜 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 본 연구를 통해 A6005-AZ61 이종 마찰교반용접시 용접속도와 툴 회전속도만큼 모재의 온도 조절과 툴 삽입위치가 중요한 용접변수임을 확인 하였다.

• 동력기계공학회지
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• 제18권1호
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• pp.91-98
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• 2014

In this investigation, the effect of crack orientation on spatial randomness of fatigue crack growth rate (FCGR) in friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints has been statistically analyzed by Weibull distribution. The fatigue crack growth tests are conducted under three different constant stress intensity factor range (SIFR) control at room temperature with R = 0.1 and frequency 10Hz on compact tension (CT) specimen machined at base metal (BM) and weld metal (WM). The experimental fatigue crack growth rate data were obtained for two types of specimens having LT and TL orientations. LT specimens both base metal and weld metal showed higher fatigue crack growth rate as compared to TL specimens. In the lower SIFR region, FCGR were found to be almost 3 times higher in higher SIFR region. The shape parameter of Weibull both LT and TL orientation for FCGR was increased with increasing SIFR, the scale parameter was also increased with increasing SIFR. The smallest value of the shape parameter was shown in weld metal specimens having LT orientation at lower SIFR region.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.280-288
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• 2016

본 연구의 목적은 마찰교반용접을 마그네슘 합금에 응용하기에 앞서 형상이 다른 두 종류의 용접 툴을 마찰교반용접 시험에 적용 및 비교하여 마그네슘 합금 마찰교반용접에 더 적합한 용접 툴을 제안하였다. 용접 툴의 효과를 알아보기 위해서 용접조건 변수 중 이송속도는 200mm/min으로 고정하였고 회전속도를 400, 600, 800rpm으로 변화시키면서 용접부의 거동과 용접 툴 변화에 따른 효과를 평가 및 관찰하였다. 기계적 물성 평가를 위해 인장시험과 경도시험을 수행하였으며, 용접부 내 거동 및 결함의 유무를 확인하기 위하여 용접부에 수직인 방향의 횡단면을 광학현미경을 통해 관찰하였다. 용접 툴에 관계없이 회전속도가 400rpm일 때 결함이 관찰되었으며, 회전속도가 증가할수록 결함이 감소하는 경향을 보였다. 최종적으로 회전속도 800rpm에서 결함이 없는 용접부를 얻었다. 용접 툴 변화에 따른 기계적 물성 평가 결과 C type 용접 툴을 적용한 경우 보다 우수한 결과가 나타났다. 기계적 물성이 가장 우수한 용접조건은 회전속도 800rpm, 이송속도 200mm/min 이었고, 이때 용접부의 인장강도, 항복강도 그리고 연신율은 모재 대비 90.0%, 69.1%, 83.2% 수준으로 각각 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.135-137
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• 2005

The body of the work covers FSW welding of Al6061 and its thermal distribution based on an analytical model for the heat input at the probe/matrix boundary of Al plates and FSW tool due to the effect of combined translation and rotational motion of the tool pin and shoulder. Finally the 2D- finite element heat transfer analysis program has been used to plot the heat distribution at the Friction Stir Welded joint in Al 6061 plate. The work concludes that the heat distribution result obtained from FE analysis has a reasonable agreement with the experimentally measured values.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.223-225
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• 2005

In order to demonstrate the friction stir weldability of the Al 6061 T-6 unequal thickness joint and determine optimum welding parameters, the relations between welding parameters and properties of the joints have been studied in this paper. The experimental results showed that the tensile properties of the joints are affected by the welding heat inputs and tool shape. In this study, the maximum ultimate strength of the as-welded joint is equivalent to 78% and 18hour aged joint is equivalent to 93% that of the base metal. Though the voids-free joints are fractured at the thermally affected zone on the advancing side, the fracture occurs at the weld center when the void defects exist in the joints.

• Corrosion Science and Technology
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• 제6권1호
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• pp.33-35
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• 2007

Welding technology plays an important role in the fabrication of structure, and this has led to an increasing attention in the use of high quality advanced welding technology such as power beam welding, friction stir welding, and laser-arc hybrid welding, etc. At the same time, welding can influence various factors in the performance of plant and equipment, and corrosion behaviour of weldment has been one of the major issues for both welding and corrosion research engineers. The aim of this paper is to give a short survey of the recent technical trends of welding and corrosion behaviours including the electrochemical corrosion, stress corrosion cracking, and corrosion fatigue in connection with the welding materials, welding process, and welding fabrication.