• Proceedings of the KWS Conference
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• v.43
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• pp.49-51
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• 2004

레이저 아크 하이브리드 용접에서 보호가스로 헬륨을 사용하였을 때 레이저에 의해 발생하는 금속 증기가 아크 플라즈마의 거동에 미치는 영향에 관하여 시뮬레이션 하였다. 해석에 필요한 기본적인 물성치들은 헬륨과 금속 증기의 부분압에 따라 비율로서 결정하였고 아르곤을 사용하였을 때와 비교하여 헬륨 플라즈마의 특성을 파악하였다. 또한 보호가스의 종류에 따라 레이저 빔의 흡수율을 계산하여 고옥의 플라즈마가 발생할 때 헬륨 보호가스가 적당함을 보였다.

• 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.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.7-7
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• 2009

TIG 용접에서는 후판 용접의 경우 용입의 한계 때문에 깊고 넓은 그루브 가공을 하여 다층 용접을 한다. 이 때, 그루브를 채우는 용착금속에 의한 응고 수축과 과대한 입열로 인한 변형이 문제시 되고 있다. 변형을 줄이기 위해서는 용착금속의 양과 입열량을 줄여야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 그루브의 루트패이스를 두껍게 하고 그루브각을 줄여서 용착량을 줄인다. 이때, 좁은 그루브에서 두꺼운 루트패이스를 완전 용입할 수 있는 용접 프로세스가 필요하다. 비드가 좁고 깊은 용입 특성을 가지는 Plasma welding(PAW) 경우에는 좁은 그루브 속에 토치가 접근하기 어려워 적용하기 어렵다. 따라서 접근성이 용이한 TIG 용접에서 높은 용입형상비를 가지는 용접공정 개발이 필요하다. 선행연구로 높은 용입 형상비를 가지는 Active flux Tungsten Inert Gas(ATIG) 용접이 연구되었다. ATIG의 용입 증가 메커니즘으로는 Marangoni effect, 음이온들로 인한 아크 수축 효과, 절연 플럭스에 의한 아크 수축효과 등으로 알려져 있다. 또한 선행연구에서 ATIG에서 Ar가스에 He 또는 $H_2$ 가스를 첨가하면 용입이 더욱 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구에서는 A-TIG에 He 가스를 적용하고 아크길이 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm와 전극 선단각 30도, 60도, 90도에 따른 용입 형상비와 변형량을 검토하기 위해 실험을 하였다. 실험 결과는 아크길이가 감소할수록 전극 선단각이 증가할수록 용입 형상비는 증가하였고, 변형량은 감소하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.16 no.3
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• pp.44-54
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• 1998

In this study a new arc sensor algorithm for automatic weld seam tracking was proposed, which uses the relative welding current variation according to the tip-to-workpiece distance in GMA welding. Since the new developed arc sensor algorithm is not sensitive to unstable factors of arc signal, the system is expected to get rid of the problems of already existing arc sensor system which include the difficulty of modeling the process for various welding conditions and limitation of application to thick plate welding. Thus the system is applicable not only to thick plate welding but also to thin plate welding. To implement the new arc sensor algorithm the system parameters which include sampling time, averaging range, weighting factor of moving averaging, basic compensation time, and basic compensation distance were determined by experimental analysis. Consequently this system has shown the successful tracking capability for the various welding conditions.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.34 no.5
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• pp.678-685
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• 2010

GTAW was carried out to the austenitic 304(STS 304) and 22 APU stainless steels. In this case, difference of the corrosion characteristics of welded zone with STS 304 and 22APU mentioned above was investigated with electrochemical methods. Vickers hardness of weld metal in case of STS 304 (Hv-250) showed a relatively higher value than this of 22 APU(Hv-217). The corrosion current densities of weld metal of 22APU and heat affected zone of STS 304 were observed at the highest value compared to those of other welding zone respectively. This is probably because chromium depletion field due to chromium carbide formed to weld metal of 22APU and to heat affected zone of STS 304 can preferentially easily be corroded with more active anode than other fields. Consequently it is thought that application of the other welding methods like as laser welding or using of the optimum filler metals is necessary to improve the corrosion resistance of welding parts of these steels.

• Journal of Welding and Joining
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• v.13 no.1
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• pp.127-137
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• 1995

The possibility of new GMAW process using economic shielding gases including CO$_{2}$ gas was investigated on the effect of shielding gas on weldabilty. In the optimum welding condition using 600A power source, FCAW process showed low depositions rate, 114 g/min at 300A, but new GMAW using other mixed shielding gases exhibited high deposition rate, 208-224 g/min at 450A. TIME gas, Ar+CO$_{2}$ gas and Ar+CO$_{2}$+O$_{2}$ gas as a shielding gas were able to be used to the very high welding current(450A), moreover TIME gas and Ar+CO$_{2}$ gas showed the highest arc stability among shielding gases studied in this experiments. The weld penetration was performed by axial spray transfer mode of weld droplet. On the basis of workability, weldability and economic point of view, Ar mixture (80%Ar+20%CO$_{2}$) gas was recommended as a shielding gas for the development and application of new GMAW process. This shielding gas showed the low spatter, good weld quality, stable arc and low cost at the region of high welding current.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.4
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• pp.148-155
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• 1998

It is commonly known that, in GMAW, the characteristics of metal transfer and the size of molten drop are highly dependent on the welding current. These changes in the characteristics of metal transfer has a considerable effect on the weld quality, and a lot of studies have been made on metal transfer modes for that reason. In this study, two cases were investigated; the one in which the metal transfer proceeds with gravitational force, surface tension, and no electromagnetic force, and the other in which the process has electromagnetic term in addition, where the current density in the fluid has been assumed to have Gaussian distribution on any given cross-section and it acts vertically. Using fluid flow analysis, this study has observed the whole process of the development and break-up of the molten drop, and it also showed that transitional processes, drop rate, and the drop size in each metal transfer mode can be estimated.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.7 no.3
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• pp.272-280
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• 2002

The recent research topics on $CO_2$ arc welding power supplies are focused mainly on the reduction of spatter generation. The method for reducing the spatters can be approached in several ways: finding the new materials fur consumable electrode and shielding gases, researching on the circuit topology and the controller. In this paper, the metal transfer and several control methods for the $CO_2$ GMAW were described. And it was proposed and compared with other schemes that the control method for reducing spatter by controlling the welding current when short-circuit and re-ignition.

• Journal of Welding and Joining
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• v.2 no.2
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• pp.29-37
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• 1984

발전설비를 비롯한 산업설비, 각종 압력용기 및 철구조물 제작시 발생하는 여러가지의 용접불량 중에서 슬래그 혼입이 차지하는 비율이 전체 불량의 절반 이상을 차지하고 있다. 특히 여타의 용접법에 비해 SMAW에 의한 슬래그 혼입의 발생이 가장 많으므로 이에 대한 결함 발생의 경향을 조사하고 그 방지대책을 설정하기 위하여 이번 실험을 실시하게 되었다. 수동 용접봉의 피복제 중 가스 발생 원인은 아아크 분위기를 생성하고 기타 부분은 슬래그가 되어 용융금속을 둘러싸서 이것을 보호하면서 용융지로 이행한다. 슬래그는 용융지 내에서 비이드 표면으로 부상하면서 탈산반응이나 불순물을 제거하는 정련작용을 한다. 또한 적당한 합금 원소의 보충, 용융금속의 유동성 증가 등에 의하여 양호한 용착금속의 생성을 돕는다. 한편, 슬래그는 고온금속을 덮어 이것을 보호함과 동시에 급냉을 완화하는 작용을 한다. 그러나 이러한 슬래그가 응고하는 용착금속 사이에 혼입된다면 용착금속의 기계적 성질을 저하시키는 중요한 요인이 된다. 슬래그 혼입에 대하여 간단하고 일반적인 방지대책은 많이 언급되어 있으나 슬래그 혼입의 방지대책에 대해 깊이 있는 연구가 거의 없다. 이번 실험에서는 광범위한 요인의 선제, 싯수의 제안으로 인하여 새로운 슬래그 혼입 기구의 설정이나 특정한 요인의 영향에 대한 정확한 한계치의 설정보다는 각 요인에 대한 정성적인 영향을 분석하였다.

• Journal of the KSME
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• v.19 no.4
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• pp.299-306
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• 1979

알루미늄과 그 합금은 항공우주산업이나 가정용 기물 밖에도 일반공업용 재료로써 차량 토목건축 조선 화학식품 전기와 원자로등 많은 공업분야에 널리 사용되고 있다. 최근에 용접법의 발전과 합금의 개발에 의하여 알루미늄 합금은 보통의 금속재료에 대하여 사용하고 있는 거의 대부분의 접합법에 의하여 용이하게 접합할 수가 있다. 그 중에서도 불활성 가스 아아크용접이 널리 사용 되고 있는 것은 주지의 사실이나 알루미늄 합금의 종류는 용도에 따라서 다양 다종이여서 그 종류에 의하여 용접성(weldability)의 난이가 있음으로 합금의 특징이나 용접부의 거동을 잘 알 고서 모재와 용가재의 선정에 충분한 주의와 세심한 관찰이 필요하다.