• 한국레이저가공학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.27-37
• /
• 2005

During laser spot welding of the braun tube electron gun, phenomena such as serious spattering and oxidative reaction, etc. were occurred. The spatter occurred from weld pool affects the braun tube, namely it blocks up a very small hole on the shadow mask and causes short circuit between two poles of the electron gun. We guessed that high power density and oxidative reaction are main sources of these problems. So, we studied to prevent and to reduce spatter occurring in spot welding of the braun tube electron gun using pulsed Nd:YAG laser. The characteristics of laser output power was estimated, and the loss of laser energy by optical parameter and spatter was measured by powermeter. The effects of welding parameters, laser defocused distance and incident angle, were investigated on the shape and penetration depth of the laser welded bead in flare and flange joints. From these results, the laser peak power was a major factor to control penetration depth and to occur spatter. It was found that the losses of laser energy by optic parameter and sticked spatter affect seriously laser weldability of thin sheets.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제20권6호
• /
• pp.491-497
• /
• 2015

This study proposes a new control method for a resistance spot welding inverter to improve weld quality. The proposed method is based on the dynamic resistance characteristics of steel sheets to be welded. A point in the second peak value of the dynamic resistance occurs during one shot of the welding current flow. A constant voltage control is applied from zero to the peak point, and a constant current control is adopted from the peak point to the end of the shot. The mixed mode control of the constant voltage and current guarantees high weld quality. Experiments are conducted with a 5 kA power supply and 0.5 mm steel sheets to compare quality. Experimental results show that weld quality is improved more than 10 times that of the conventional control method.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제33권2호
• /
• pp.56-61
• /
• 2015

IRW(Inverter Resistance Welding) process and DSW(Delta-spot welding) process for dissimilar materials of DP590 and Al5052 were performed to evaluate the welding quality and mechanical properties. IRW experiment was carried out with changing the welding current. The other welding parameters such as pressure force, weld time, squeezing time and holding time were fixed. On the anther hand, DSW experiment was performed using the process tape at welding current of 11.5kA. The other conditions were same as IRW conditions. The various testes such as shear tensile strength, nugget diameters, EDS, SEM and cross-sectional observation for weld zone was performed. As a result, IMC(Inter Metallic Compound) thickness at 11.5kA was thinner than those of 9.5kA and 10.5kA conditions. In addition, thined IMC layer was observed when high electric current apply to the materials(DP590 and Al5052) in a short time throught dissimilar resistance spot welding controling welding conditions. The relationship between the thickeness of IMC and current intensity was after discussed.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제31권1호
• /
• pp.43-50
• /
• 2013

The spot welds of Transformation Induced Plasticity (TRIP) steels are prone to interfacial failure and narrow welding current range. Hard microstructures in weld metal and heat affected zone arenormally considered as one of the main reason to accelerate the interfacial failure mode. There fore, detailed observation of weld microstructure for TRIP steels should be made to ensure better weld quality. However, it is difficult to characterize the microstructure, which has similar color, size, and shape using the optical or electron microscopy. The atomic force microscope (AFM) can help to analyze microstructure by using different energy levels for different surface roughness. In this study, the microstructures of resistance spot welds for AHSS are analyzed by using AFM with measuring the differences in average surface roughness. It has been possible to identify the different phases and their topographic characteristics and to study their morphology using atomic force microscopy in resistance spot weld TRIP steels. The systematic topographic study for each region of weldments confirmed the presence of different microstructures with height of 350nm for martensite, 250nm for bainite, and 150nm for ferrite, respectively.

• 대한금속재료학회지
• /
• 제50권2호
• /
• pp.136-145
• /
• 2012

Resistance spot welding of TRIP780 steels was investigated to enhance understanding of weld fracture mode after tensile shear testing (TST) and L-shape tensile testing (LTT). The main failure mode for spot welds of TRIP780 steels was partial interfacial fracture (PIF). Although PIF does not satisfy the minimum button diameter (4${\surd}$t) for acceptable welds, it shows enough load carrying capacity of resistance spot welds for advanced high strength steels. In the analysis of displacement controlled L-shape tensile test results, cracks initiated at the notch of the faying surface and propagated through the interface of weldments, and finally, cracks change path into the sheet thickness direction. Use of the ductility ratio and CE analysis suggested that the occurrence of PIF is closely related to high hardness and brittle welds, which are caused by fast cooling rates and high chemical compositions of TRIP steels. Analysis of the hold time and weld time in a welding schedule demonstrated that careful control of the cooling rate and the size of a weld nugget and the HAZ zone can reduce the occurrence of PIF, which leads to sound welds with button fractures (BFs).

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권7호
• /
• pp.4398-4404
• /
• 2015

스테인리스 강판은 동적기계구조물을 제작하기 위한 구조용 재료로 널리 사용된다. 또한 이들을 일체화 시키는 방법으로 가스용접을 많이 사용하게 되는데 가스용접에는 다양한 종류에 의해 구조물을 일체화 시킨다. 따라서 부재와 부재를 연결하는 용접부에 대한 응력분포 및 피로강도평가는 구조물의 건전성 및 수명을 연구하는데 매우 중요한 요소가 된다. 그래서 본 연구에서는 피로시험에 의해서 얻어지는 ${\Delta}P-N_f$ 관계를 유한요소해석법에 의해서 최대주응력으로 ${\Delta}{\sigma}-N_f$ 관계로 나타내어 피로설계기준을 정하였고, 이 결과를 이용해서 확률론적 통계해석기법을 적용해서 가속식을 추정하여 임의의 목표수명을 예측할 수 있는 신뢰성설계기술기법을 제시하고자 하였다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제36권1호
• /
• pp.75-86
• /
• 2020

The grid structures with welded hollow spherical joint (WHSJ) have gained increasing popularity for use in industrial buildings with suspended cranes, and usually welded with steel tube (ST). The fatigue performance of steel tube-welded hollow spherical joint (ST-WHSJ) is however not yet well characterized, and there is little research on fatigue life prediction methods of ST-WHSJ. In this study, based on previous fatigue tests, three series of specimen fatigue data with different design parameters and stress ratios were compared, and two fatigue failure modes were revealed: failure at the weld toe of the ST and the WHSJ respectively. Then, S-N curves of nominal stress were uniformed. Furthermore, a finite element model (FEM) was validated by static test, and was introduced to assess fatigue behavior with the hot spot stress method (HSSM) and the effective notch stress method (ENSM). Both methods could provide conservative predictions, and these two methods had similar results. However, ENSM, especially when using von Mises stress, had a better fit for the series with a non- positive stress ratio. After including the welding residual stress and mean stress, analyses with the local stress method (LSM) and the critical distance method (CDM, including point method and line method) were carried out. It could be seen that the point method of CDM led to more accurate predictions than LSM, and was recommended for series with positive stress ratios.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제26권12호
• /
• pp.2703-2714
• /
• 2002

본 연구에서는 유한요소해석을 통해 점용접된 정사각 모자형 박판튜브의 적정 용접간격을 제시해보았다. 적정 용접간격은 에너지흡수 측면에 기준을 두었다. 이를 위해 먼저, 실제 압괴특성을 반영하는 유한요소 모델이 확립하였다. 실제 압괴 특성을 반영하는 유한요소 모델은 본 연구에서 수행된 실험결과에 기초하여 설정하였다. 이 과정에서 다음과 같은 결과들을 도출하였다. (1) 모자형 박판튜브의 압괴해석시 원활한 접힘을 유도하고 과도변형과 접촉에 의한 수치오류 및 비정상 압괴거동을 방지하기 위해 적정 요소크기와 해석시간에 대한 예비연구가 필요하다. (2) 다양한 용접간격의 유한요소모델들에 대한 압괴해석을 거쳐 주어진 폭에 대해 최대 에너지 흡수 용접간격 [식 (1)]을 제시하였다. 또한 최적용접 간격의 모자형 박판튜브는 후폭비 (t/w)가 커질수록 에너지흡수능력 이 증가한다. (3) 다양한 두께와 폭을 갖는 사각튜브에 대한 유한요소해석을 통해, 사각튜브 흡수에너지 예측에 있어 평균압괴하중 방법의 유효성을 검증하였다. 이를 토대로 후폭비항으로 표현되는 수정된 평균 압괴하중으로 최적용접간격을 갖는 모자형 박판튜브의 흡수에너지식 (5)를 제시하였다. 식 (5)의 적용시, 주어진 폭에 대해 (최적)용접간격을 유지함과 동시에 식 (6)의 한계후폭비를 만족해야 한다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제29권4호
• /
• pp.214-226
• /
• 1992

현재 산업계 각 분야에서 점용접은 사용하지 않는 곳이 거의 없을 정도로 박판구조물의 소재 연결분야에 광범위하게 응용되고 있어 피 공학적 및 공업적 중요성은 증가하고 있지만 이에 대한 피로거동을 연구한 예가 거의 없어 그것에 대한 자료의 축적이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차업계에서 널리 사용되고 있는 복합조직인 고장력강판(High Strength Steel Sheet, HS)과 아연도금강판(Galvanized Steel Sheet, GA)을 선택하여 각 강판간의 점용접(点熔接) 피로특성(疲勞特性)을 규명하였다. 즉 두 종류의 동종(同種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}HS,\;GA{\times}GAB$)와 두 종류의 이종(異種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}GA,\;HS{\times}GAB$)간의 단점(單点) 점용접(点熔接) 시험편(試驗片)을 제작하여 상온하에서 정적 인장시험과 편진(片振) 인장 축하중 피로시험을 실시하여 각 재질간의 정적 인장특성과 피로특성(疲勞特性)을 파괴역학적으로 규명하였다. 위의 실험을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 동일 조건하에서 두 종류의 동종 및 이종 점용접재를 인장시험한 결과 강성의 차이에도 불구하고 비교적 그 차이가 적었다. 2. 저하중 장수명 영역에서는 피로균열이 너깃근처에서 생성되었지만 고하중 단수명 영역에서는 너깃에서 좀 더 멀리 떨어져 균열이 발생하였다. 3. 최대응력확대계수 Kmax와 각 용접재의 피로수명 $N_f$사이에는 거의 선형적인 관계를 나타내었고 log-log 좌표상에서 좁은 밴드내에 모였다. 이 관계는 다음과 같은 식으로 표현되었다. $Kmax=H{\cdot}{N_f}^{P}$ 여기서 H와 P는 재료상수이다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.23-26
• /
• 2000

스폿용접은 겹침판을 끼우고 가압상태의 전극 사이에 단시간의 대전류를 흘려, 전류가 집중하는 전극 직하의 모재 저항발열과 전극 및 모재의 열전도를 이용해서 판과 판의 접촉부에 안정한 용융부를 형성하는 압접법이다. 스폿용접으로 대표되는 저항용접법의 특징은 작업속도가 빠르고. 대량 생산적인 성격이 강하다는 점이다. 그러나, 용접부의 점검이 중요함에도 불구하고 용접부의 직접 감시가 곤란하여 적절한 검사 방법이 확립되지 않은 결점이 있다. 최근 제조공정 중에 실시간으로 스폿 용접부를 비파괴적인 방법을 이용하여 응력 및 변형상태를 체크하고. 결합을 검출할 수 있는 방법이 강력히 요구되고 있는 실정이다. 스폿 용접부페 광학적으로 레이저 빔을 조사하여 렌즈에 의해 결상되면 결상면상에 작은 입자모양의 반점이 생긴다. 이 반점을 스페클이라 하며 이 스페클에 의해 만들어진 불규칙한 반점모양을 스페클 패턴이라 한다. 이러한 현상은 레이저 빔이 가간섭의 성질을 지니고 있으므로 조사영역에서는 랜덤하지만 시간적으로 정상적인 위상관계에 있는 다수의 광파가 간섭함으로서 발생하는데 이와 같은 줄무늬 간격을 PC 프로그램으로 계산하여 응력을 측정한다. 따라서 본 연구에서는 레이저를 이용한 전자처리식 스페클 패턴 간섭법(ESPI)으로 스폿 용접부의 응력 및 변형률을 측정하여 스트레인 게이지법과 비교 고찰한 결과, ESPI법이 유용함을 알 수 있었으며. 이 방법을 생산 공정에 적용함으로서 생산성 및 품질 향상을 기할 수 있다고 판단된다.