• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.561-565
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• 2010

용접부는 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 외력에 의한 응력 집중원(stress concentration source)이 되는 것은 물론 용접과정에서의 입열(heat input)로 인한 성분과 조직의 변화에 의해 반복하중에 대한 피로강도(fatigue strength)가 모재의 그것에 비해 훨씬 떨어져서 피로균열(fatigue crack)의 발단이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제로 철도차량에 적용되는 가스용접 이음재 가운데 대표적인 형상시편들을 재질별로 피로실험을 수행하여 피로하중범위-피로수명(${\Delta}P-N_f$) 관계를 도출하여 비교 평가하였다. 또한, 수치 해석적 유한요소법을 이용하여 용접이음재의 응력분포를 해석한 후, 용접이음부에 발생하는 최대주응력으로 (${\Delta}P-N_f$) 관계를 $\Delta\sigma-N_f$ 관계로 재정리하였다. 이상의 결과들을 바탕으로, 가스용접이 적용된 철도차량 차체의 경제적이고 합리적인 피로설계를 위한 기초정보로 사용하고자 하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 추계학술발표대회 개요집
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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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.978-980
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• 2005

자기 누설 탐상(Magnetic Flux Leakage : MFL) 시스템은 비파괴 검사의 한 방법으로 검사 대상 물체를 적절히 포화시켜 부식이나 결함 부위에서의 누설 자속을 측정하여 결함의 유 무와 크기를 판단하는 방법이다. 대부분 가스관과 가스관을 연결하는 방법으로 용접을 가장 많이 사용하고 있으며 용접부위에서 부식이 가장 많이 발생하고 있다. 용접으로 인해 발생하는 자기 누설신호는 부식신호에 많은 영향을 미친다. 따라서 본 연구는 용접신호가 부식 신호에 미치는 영향을 분석하기 위해 가스관의 용접과 부식과의 거리에 따른 자기누설을 해석하고, 분석하였다. 또한 용접에 의해 왜곡된 부식신호를 보정하고, 판정을 위한 방법을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권4호
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• pp.1460-1465
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• 2012

본 연구에서는 소방배관용 아연도금 강관을 용접하기 위하여 반자동 가스메탈아크용접장치를 개발하고 최적 용접 조건을 확립하고 용접성을 조사하기 위해 보호가스, 전압을 변화시켜 용접시험을 수행하였다. Ar 가스에 $O_2$를 첨가함으로써 미려한 비드외관과 기공률이 감소되었다. 반자동 용접부는 기계적 강도와 용접이음효율이 수동용접부에 비해 약 1.8배 우수하였으며 수압시험에 의해 건전성이 확인되었다. 본 연구에서 개발된 반자동용접장치로 비숙련자도 강관용접이 가능하며 용접결함이 적고 용접생산성을 증대시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.20-20
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• 2010

GTA (Gas Tungsten Arc)용접은 불활성 분위기에서 용접이 이루어지기 때문에 타 아크용접법에 비해 용접부 품질이 우수하여 고품질이 요구되는 산업분야에 널리 이용되고 있다. 하지만 스테인리스강으로 pipe를 제조하기 위해 GTA 용접을 적용할 경우, Laser 및 고주파 용접 (HFIW)에 비해 용접부 품질 및 용접속도가 낮기 때문에 pipe를 제조하는 산업에서 적용에 제한을 받고 있다. 하지만, GTA는 laser 혹은 HFIW에 비해 가격이 1/10수준으로 낮고, 용접부 gap tolerance 및 용접면 관리범위가 넓은 장점이 있기 때문에 GTA의 용접속도 및 용접품질을 향상시키기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 일반적으로 스테인리스강 GTA용접 시 용접속도를 향상시키기 위해, 모재의 성분 제어 (합금성분 최적화-Al, S, Se, O등), Flux 도포 기술 (산화물을 용접전에 도포하여 용접속도 향상) 및 혼합보호가스 적용 등이 있다. 스테인리스강 용접 시 보호가스로는 용접부 품질을 확보하기 위해 Ar을 주로 사용하고 있다. 하지만 용입 특성을 향상시키기 위해 아크의 온도를 높일 수 있는 He, 혹은 $H_2$ gas를 단독 혹은 혼합하여 사용하고 있다. 오스테나이트계 스테인리스의 경우 용입특성을 향상시키기 위해 Ar에 $H_2$를 2~10%정도 혼합하여 사용하고 있다. 페라이트계 스테인리스강은 수소에 대한 고용도가 상대적으로 작아 용접부 수소 취화를 일으킬 수 있기 때문에 적용에 제한을 받고 있어 그 대안으로 산소를 극히 소량을 혼합하여 용입성 향상에 대한 연구가 보고 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 페라이트계 스테인리스강의 용입특성을 향상시킬 목적으로 Ar에 산소를 미량 첨가 (1%미만) 하여 용접전류 및 산소 함량에 따른 용입특성의 변화에 대해 연구하였다. 또한 기계적인 물성 및 부식특성을 평가하였고, 최종적으로 실용화 가능성을 파악하기 위해 용접전극의 수명 테스트를 실시하였다. 실시한 결과, 산소가 첨가량 증가 할수록 용입특성은 상승하였으며, 기계적인 물성 또한 산소를 첨가하지 않은 경우에 비해 거의 유사한 값을 얻을 수 있었다, 하지만 산소함량이 증가 할수록 전극의 수명은 감소하여 교체주기가 증가함을 알 수 있다. 본 연구를 통해 얻어진 기술을 상용화시키기에는 극복해야할 문제가 있지만, 소재 합금성분 설계 시 용접생산성 향상위한 산소성분 범위를 제시할 수 있으리라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.535-541
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• 2013

본 연구에서는 아연도금강관 용접에 용접 전류, 전압과 보호가스가 용접 비드 형상과 미세조직과 경도에 미치는 영향을 조사하였다. 전압, 전류과 보호가스 종류 및 조성의 변화가 용접 비드의 높이와 너비, 용입깊이에 영향을 미침을 확인하였다. 비드높이에는 보호가스 Ar 가스, 용입에는 $CO_2$ 가스, 그리고 비드너비에는 Ar+$O_2$ 가스가 가장 큰 영향을 미쳤다. 용접부의 경도에서는 Ar+10% $O_2$ 와 Ar+20% $CO_2$ 가스 사용 시 결정립계 페라이트와 다각형 페라이트가 생성되어 낮았으며, Ar+2% $O_2$ 가스를 사용했을 때는 아시큘러 페라이트와 베이나이트적 페라이트와 사이드플레이트 페라이트가 생성되어 경도가 높았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제1권2호
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• pp.1-6
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• 1983

용접중 발생되는 흄(Fume) 및 가스는 용접작업 환경을 오염시킬 뿐만 아니라 인체에 매우 유해하다. 용접 흄(Fume)은 금속 산화물로 구성된 아주 작은 입자이며 가스는 일반적으로 CO, CO$_{2}$, NO$_{x}$, SO$_{x}$, XF 등으로 구성되어 있다. 일반 피복 아아크 용접봉에서 발생되는 용접 흄은 인체에 매우 해로운 영향을 미친다. 즉 다량 흡입하게 되면 두통, 발열 등 급성 증상이 발생한다. 또한 소량을 장시간 흡입해도 진폐 등 만성증상을 일으킨다. 그러므로 현 국내 용접장에서는 흄에 의한 장해 방지를 위하여 충분한 환기시설과 완벽한 보호구 착용, 그리고, 용접 재료 자체의 흄 발생량을 감소시킨 저흄 용접봉(low fume type electrode)의 사용 방법 등이 검토 실시되고 있다. 본 보고서에서는 흄에 대한 올바른 인식을 꾀하는 한편, 용접자의 건강 보호를 목적으로 개발된 조선 및 철구조물의 주요 용접 재료인 철분 산화철계 저흄 용접봉에 관하여 소개하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권1호
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• pp.7-14
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• 1996

3D 기피 현상에 따른 인력난은 이제 국내 산업계 전반에 걸친 커다란 문제가 되었으며, 특히 용접 및 절단 공정에서는 그 정도가 심각한 상황으로 숙련된 기술자 의 확보가 용이하지 않은 상황이다. 따라서 많은 기업에서는 제품의 품질향상과 대량 생산 능력을 갖추기 위해서 용접 및 절단 공정에서의 자동화를 추진하고 있으며, 로봇 을 이용한 방법이 각광을 받고있다. 그러나 이 경우에도 용접용 로봇과 절단용 로봇을 비교하여 보면, 일본의 경우, 절단용으로 출하되는 로봇의 수는 용접용 로봇의 1/70 - 1/100 수준이다. 국내의 경우 최근 들어 용접분야에서의 로봇의 이용은 활성화 되어 있는 편이지만, 절단의 경우는 적용예가 드문 실정이다. 절단용 로봇의 경우 로봇 이용분야가 가장 발달된 일본의 경우도 1988년부터 로봇을 절단용으로 이용하기 시작 하였으며, 그 이용분야도 레이저 절단과 워터젯트 절단에 치중되어 있다. 그러나 현실 적으로 국내 산업현장에는 주로 가스절단이 절단의 주류를 이루고 있는 실정으로, 이에 대한 로봇 응용 시스템의 개발이 시급하다. 대우중공업에서는 가스절단 로봇을 국삭기 Boom측판에 개선가공 공정에 적용하여, 가스절단 분야에의 로봇 적용이라는 가능성을 보여주었으며, 본고에서 그 내용을 소개하고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권4호
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• pp.36-45
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• 1995

우리나라의 용접 기능 인력의 검정제도는 국제적 수준에 비교하여 그 질이 현격히 떨어지고 있다. 따라서 현재 우리나라의 용접사의 기량이 국제적으로 공인을 받지 못함으로 해서, 일본 강구조물 건설 시장에 참여하고자하는 우리나라 건설업체 의 용접기능공의 자격증이 전혀 인정을 받지 못하고 일본용접 협회에서 우리나라에와 기량 검정을 일본공업규격에 맞춘 새로운 기량 검정 시험을 치루고 자격증을 발급하고 있는 실정이다. 앞에서 언급한 바와 같이 도시가스관 용접부의 절반이 가스 누설된다 는 사실은 단순히 건설제도의 문제를 떠나서 용접사의 수준을 증명하는 일이기 때문 이다. 이러한 모든 문제점은 전문성이 전적으로 결여되고, 각 산업 분야의 특성을 무시한 패키지식 기능 인력의 공급을 담당하고 있는 한국산업인력공단과 이를 뒷받침 하는 현행 국가기술자격법에 기인하고 있다. 현재 운용되고 있는 국가기술자격법은 1973년도 처음 제정되어 지금까지 20여년 넘게 지속되어 오고 있으나 적어도 용접분야 의 자격증 효용은 아직까지도 산업 현장에서 뿌리내리고 있지 못한 실정이다. 뒤늦게 나마 정부가 국가기술 자격법의 폐해를 인정하고 이의 개정을 발표하였으나 용접계의 결연한 의지로 새롭게 국제적으로 인정받을 수 있는 용접사 기량 검정 제도를 개발하 여 이의 시행 의지를 밝혀야 제대로 된 용접사의 배출이 가능할 것이다.