• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.37 no.9
• /
• pp.1109-1116
• /
• 2013

This study aims to investigate the spatial randomness of fatigue crack growth rate for the friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints. Our previous fatigue crack growth test data are adopted in this investigation. To clearly understand the spatial randomness of fatigue crack growth rate, fatigue crack growth tests were conducted under constant stress intensity factor range (SIFR) control testing. The experimental data were analyzed for two different materials-base metal (BM) and weld metal (WM)-to investigate the effects of spatial randomness of fatigue crack growth rate and material properties, the friction stir welded (FSWed) 7075-T651 aluminum alloy joints, namely weld metal (WM) and base metal (BM). The results showed that the variability, as evaluated by Weibull statistical analysis, of the WM is higher than that of the BM.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.30 no.2 s.245
• /
• pp.187-193
• /
• 2006

The butt and the lap welding by friction stir welding performs with $2mm^t$ 1050 aluminum alloy sheet. This paper shows behaviors of property such as vickers hardness, yielding and ultimate stresses, and macro structures for weld zone cross section of the butt and the lap jointed specimens. It is also carried out making comparison with maximum loads, stress-strain diagrams, and deformation after the guided bending test and fracture behaviors between the butt and the lap jointed specimens. It is found that the weldability of the butt jointed specimen is better than that of the lap jointed specimen.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
• /
• 2005.06a
• /
• pp.331-338
• /
• 2005

The grain structure, dislocation density and second phase particles in various regions including the stir zone(SZ), thermo-mechanically affected zone(TMAZ), and heat affected zone(HAZ) of a friction stir weld 6.35mm thick aluminum 7075-T651 alloy were investigated and compared with the base metal. The microstruectures of nugget zone were compared according to tool rotation speeds and tool transition speeds. The hardness profiles of nugget zone were increased, while decreasing rotation speed and increasing welding speed. The optimal microstructure was gained at the low rotation speed 800rpm and th high welding speed 124mm/min. The nugget microstructures of fracture surface, transgranular dimple and quasicleavage type were showed different fracture type with the HAZ, shear fracture type.

• Journal of the Korean Society for Railway
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.131-138
• /
• 2010

Recently, extruded aluminium-alloy panels have been used in the car bodies in order to meet the needs for the speed-up and light-weight of the railway vehicles. Most of the car bodies were jointed by arc weldings, like GMAW (GasMetal Arc Welding) and GTAW (Gas Tungsten Arc Welding), but these weldings became fairly worse the mechanical properties of the junction than the base metal. Nowadays, FSW (Friction Stir Welding), which is superior to the arc weldings, has been applied in the railway vehicles. In this study, the mechanical properties of the joints in both FSW and GMAW for A6005 extruded aluminium-alloy sheets have discussed. In addition, the relationships between the welding conditions and the mechanical properties for the joint of FSW have analyzed through the sensitivity analysis. It can be concluded that the mechanical properties for the joint of FSW are better than those of GMAW and the welding speed is the most sensible welding condition in the process of FSW.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.24-24
• /
• 2010

마찰교반접합법은 특정한 회전수로 회전하는 용접 툴을 이용하여 접합하고자 하는 피접합재의 맞댄면에 삽입시킨 후 툴을 이동시키거나 혹은 시편을 견고하게 고정시킨 장치(backing plate)가 움직여 고상 상태에서 접합이 이루어진다. 알루미늄, 마그네슘 등 비교적 융점이 낮은 저융점 재료의 재료에 처음 적용이 되어 많은 연구가 활발히 진행되었고 타 용접방법에 비해 우수한 접합특성을 나타내었다. 최근 이러한 마찰교반접합은 이러한 저융점 재료를 넘어서 스틸, 타이타늄, 니켈 등과 같은 고융점 재료 등에 대한 적용이 늘어나고 있다. 마찰교반접합을 이용하여 이러한 고융점 재료의 접합 경우 내마모성 및 내열성 등의 내구성이 갖추어진 툴과 이러한 툴을 냉각시킬 수 있는 냉각 장치 등이 필요로 하나 경제적 측면이나 접합부의 우수한 특성 등을 고려 할 때 그 적용 및 발전 가능성이 매우 높다고 볼 수 있다. 2상 스테인레스 강은 금속 조직적으로 페라이트와 오스테나이트 상이 거의 1:1의 동등한 비율로 매우 미세하게 결합된 구조를 가지고 있다. 또한 이상 스테인레스 강은 각상의 개개의 특성에 기인하여 염소 분위기에서 응력부식 저항성이 우수하고, 공식과 틈부식에 대한 저항성이 매우 뛰어나다. 그리고 이상 스테인레스 강은 비교적 고가인 Ni이 일반 오스테나이트 스테인리스 강의 약 1/2의 수준으로 적게 포함이 되어 경제적인 이점을 지니고 있으며 또한 용접성이 좋아 산업계의 수요는 현재 점차 증가하고 있는 상황이다. 하지만 이러한 이상 스테인리스 강은 용접 후 페라이트 상의 조대화, 그리고 페라이트 상의 분율이 오스테나이트 상의 분율보다 높아지게 되어 용접부에서의 저온 인성 감소 및 내식성 저하 등의 문제가 발생하게 된다. 그리하여 용접 시 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 입열량의 조절이 가장 필요로 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 마찰교반용접을 이용하여 두께 3mm의 대표적인 이상 스테인리스 강인 SAF2205 스테인리스 강에 대해 맞대기 마찰교반접합을 실시하였다. 툴 회전속도를 변수로 하여 접합을 실시하였으며 접합 시 툴은 $Si_3N_4$ 툴을 사용하였다. 접합 후 외관상태 점검, 미세조직 관찰, 경도 및 인장강도 측정 등의 실험을 실시하였고, 이러한 결과를 이용하여 미세조직과 기계적 특성과의 관련성을 조사하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2001.05a
• /
• pp.117-119
• /
• 2001

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.31 no.2
• /
• pp.26-29
• /
• 2013

The latest research & development trend on friction stir welding and friction stir processing technologies presented in the international symposium, 'Friction Stir Welding & Processing VII'. Papers and presentations about high temperature materials such as advanced high strength steel, stainless steel and titanum alloy shoot up this year. Papers on modeling of metal flow and control of process parameters also increased. The FSP technologies for manufacturing of carbon materials reinforced metal matrix composites were reported, too.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.110.2-110.2
• /
• 2011

바이오가스 생산은 현재 정부에서 추진하고 있는 저탄소 녹색성장으로 인해 더욱 그 가치의 중요성이 부각되고 있다. 스웨덴 Scandinavian Biogas Fuel AB(SBF) 사의 바이오 가스 생산 기술을 이용함으로 소화효율을 개선하고 바이오가스 발생량을 극대화하였다. 전국 403개 공공하수처리시설 중 소화조가 설치된 처리시설은 65 개소이며 이중 57 개소에서 총 64개 소화조를 운영 중이다. 하지만 국내 소화조의 효율은 유입수질 저하, 운영, 관리 미숙으로 인해 전진국의 1/4 수준으로 에너지 이용률이 미미한 편이다. 환경부는 2010년부터 에너지 이용, 생산사용 확대, 추진을 위해 하수처리시설별 이용 가능한 에너지 잠재력의 종류, 양, 지역 내 수요자, 공급자 의 현황 규모 등을 정리해 2012년부터 에너지 이용사업 확대를 추진한다. SBF의 기술을 바탕으로 하수처리시설에서 들어오는 하루 슬러지 $1370m^3$와 음식물쓰레기 180t을 함께 처리하며 바이오가스 생산량을 더욱 늘렸다. 각 $7,000m^3$의 달걀모양(egg shape) 소화조 2개를 운영하며 생 슬러지와 음식물 쓰레기 처리 후 바로 소화조로 투입, 혐기 소화하는 방식이며 슬러지 최종처분방법은 탈수 후 소각된다. 반입되는 생 슬러지의 평균 TS 1.7%, VS 63% 이며 농축 후에는 평균 TS 9%, VS 75% 이다. 또 소화조로 들어가는 음식물 쓰레기는 평균 TS 8%, VS 85% 이며 소화 후 평균 TS 3.6% VS 59% 이다. 그리고 소화조의 pH는 7.3~7.8,유기산의 농도는 150mg/L~350mg/L, 가스발생량은 하루 평균 $26,500Nm^3$이며 소화효율은 평균 67%이다. 혐기성소화는 산소가 없는 무 산소 상태 에서 분해 가능한 유기물을 분해시켜 메탄으로 전환시키고 우리는 현재 이 가스를 소화조 가온에 사용하고, 판매하고 있다. 소화효율을 높이기 위하여 가온과 교반이 행해지는데 가온방식은 직접가온방식(증기주입식)과 간접가온방식(열교환방식)이 있다. 그중 우리는 간접가온방식을 채택하여 소화효율을 높였고 일반중온 혐기소화온도보다 약간 높은 $38^{\circ}C$로 운전한다. 그리고 일반적으로 알려진 교반방식인 가스교반, 기계교반, 이 둘은 병행한 교반이 아닌 독자적인 방법을 이용, 소화조 내의 슬러지가 정체되어 교반되지 않는 부분을 최소화 하였다. 이때 미생물이 투입되기 힘든 소화조 아래 쪽 으로도 고루분포 되어 슬러지를 이용 하게 되고 소화조 상하부의 온도차가 $1^{\circ}C$ 이하로 거의 완벽한 교반상태를 보여 줌 으로써 소화효율을 최대한으로 한다. 더욱이 소화일수 부족으로 인한 전반적 소화효율 저하가 발생하지 않도록 input과 output 조절을 통한 적정소화일수 20~25일을 최대한 맞추어 운전하여 소화조 설계용량의 평균 90%를 활용하고 있다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• v.23 no.3
• /
• pp.16-20
• /
• 2005

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.18 no.11
• /
• pp.124-129
• /
• 2017

In this study, we report characteristics of friction stir welding (FSW) technique applied to Al-6005-T6 extruded sheets, which is a common material for railway car bodies. With the welding speed fixed at 300 mm/min, the revolution per minute (RPM) of the rotating tool was varied from 600 to 1800 RPM, with the aim at evaluating the resultant microstructure and mechanical behaviors. Comparison is also made with the conventional Metal Inert Gas (MIG) welding technique. Unlike MIG, no micro-voids were observed for FSW specimens. Hardness measurement revealed that the increased heat input by increasing RPM results in widened heat affected zone (HAZ) and decreased hardness for HAZ due to grain coarsening. Hardness results for the nugget do no show difference. During tensile tests, specimens fractured at HAZ, and increasing rpm led to decrease of the yield stress and tensile stress for the selected RPM range, which is considered to be due to the grain coarsening for HAZ.