• 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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권5호
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• pp.678-685
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• 2010

STS304와 22APU 스테인리스강에 가스 텅스텐 아크용접을 하였다. 이 경우 두 강의 용접부의 부식특성을 전기화학적 방법으로 검토하였다. STS304 용접금속의 경도(Hv-250)는 22APU 강(Hv-217) 보다 상대적으로 높은 값을 보였다. 22APU의 용접금속과 STS 304의 열영향부의 부식전류 밀도는 다른 용접부위와 비교하여 각각 높은 값이 관찰 되었으며, 이것은 예민화 온도 영역에 있는 STS 304의 열영향부와 22APU의 용접금속에 형성된 크롬탄화물로 크롬결핍이 더욱 활성태의 양극으로 쉽게 부식된 것에 기인하는 것으로 사료된다. 그리고 이들 두 강의 용접금속과 열영향부는 크롬결핍상태에 있는 입자 사이 경계의 선택부식으로 입계부식을 나타내었다. 결과적으로 다른 용접방법의 적용이나 적절한 용접봉 사용은 두 강의 용접부에 대한 내식성을 개선하기 위해서 필요한 것으로 사료된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권3호
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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 Welding and Joining
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• 제13권1호
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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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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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• 제17권1호
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• pp.62-70
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• 1999

Since various parameters including the welding conditions and material properties are involved in metal transfer, it is difficult to figure out the effects of each parameter. In this study, dimensional analysis in performed to reduce the number of the parameters and to reveal the effect of each parameter on metal transfer. Dimensionless parameters are derived based on the inertia force and surface tension, and their contributions on metal transfer are estimated by analyzing the calculated results using the volume of fluid (VOF) method. Among several dimensionless parameters, $N_{SE}(=$\mu$_{0}I^{2}/d_{w}${\gamma}$)$ which represents the ratio of the electromagnetic force to surface tension, is found to be appropriate to describe metal transfer and estimate the transition current. Predicted results of transition current and drop size are in reasonably good agreements with available experimental date which show the validity of proposed dimensional analysis.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권4호
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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.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.272-280
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• 2002

$CO_2$ GMAW의 연구동향은 주로 용접시에 발생하는 스패터의 저감에 초점이 맞추어져 있으며 이들은 크게 용접 재료의 개선 또는 용접전원의 개선으로 크게 분류될 수 있다. 용접재료 측면에서는 새로운 전극의 재질이나 차폐가스등 새로운 물질에 대한 연구 분야가 있으며 용접전원 측면에서는 아크상태를 최적으로 제어할 수 있는 회로구조 및 제어기법에 대한 연구이다. 본 논문에서는 PWM 인버터형 $CO_2$ GMAW의 금속이행과 및 용접을 위한 여러 제어기법에 대하여 기술하였다. 또한 단락이행시 및 아크재발생시의 제어에 의한 스패터의 저감 방법을 제시하였으며 여러 제어방식과 스패터 저감특성을 비교 연구하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제2권2호
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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.