• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.259-268
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• 2000

마찰접합에 있어서 작용외력은 고력볼트로 체결된 접합부재간의 마찰면에 작용하는 마찰력에 의해 전달된다. 이 마찰력은 마찰면의 미끄럼계수와 고력볼트 조임력의 곱에 비례한다. 그러나 너트회전법에 의한 조임시 고력볼트 조임력은 많은 인자에 의해 영향을 받는다. 여유나사길이와 길이-직경비는 고력볼트 조임력을 지배하는 중요한 인자 중에 하나이다. 따라서 본 논문은 여유나사길이와 길이-직경비에 따른 고력볼트 세트(F10T, M16, M20, M22, M24)의 기계적 특성에 관한 실험을 통하여 고력볼트의 정확한 체결 방법을 제공하고자 한다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제17권3호
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• pp.1-9
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• 2010

본고에서는 마이크로 접합을 위한 솔더볼 또는 범프의 기계적 신뢰성 평가에 사용되는 전단시험의 표준화 규격에 대해 고찰해 보았다. 전단시험에서 중요한 실험 조건 중 하나인 전단속도는 low speed shear test와 high speed shear test로 구분 된다. 전단속도가 빨라질수록 솔더볼에 가해지는 충격이 커지기 때문에, 소성변형에 대한 저항성이 커지게 되고, 전단강도가 커지게 된다. 그리고 이 결과는 전산모사를 통하여 확인할 수 있다. 또 하나의 중요한 실험 조건으로 전단툴의 높이가 있다. 일반적으로 전단툴의 높이가 높을수록 전단강도 값은 낮아지게 되는데, 여러 국제 규격에서 제시한 솔더볼 높이의 25% 지점을 초과한 높이에서 전단시험을 진행했을 때에는 전단시험이 진행되는 접합 계면의 면적이 줄어들어 실험결과의 신뢰도가 떨어지게 된다. 이와 같이 전단속도와 툴의 높이 등의 실험조건들이 구체적으로 규격화 되어있지 않은 채 진행 되면, 실험 결과의 신뢰도가 떨어지고, 각 계에서 진행된 연구결과를 상호 비교하기가 어렵다. 따라서 효율성을 고려한 간접 시험법 개발 및 최신 패키징기술을 반영된 특성평가 시험법의 규격, 그리고 다양한 시험 표준화는 결국 마이크로 전자패키지의 고 신뢰성으로 나타날 것이라 생각된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권1호
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• pp.45-50
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• 2014

인쇄회로기판 위에 9개의 PBGA (Plastic Ball Grid Array) 패키지를 SnPb 솔더로 실장하여 진동시편을 제작하고 랜덤진동시험을 수행하였다. 진동에 대한 각 패키지 솔더의 내구수명을 분석한 결과, 패키지의 인쇄회로기판 배치 위치에 따라 솔더의 내구수명이 결정됨을 보였다. 이 위치에 따른 내구수명 의존성을 규명하기 위하여 유한요소모델을 작성하고, 모델의 모든 요소에 대해서 응력응답함수로부터 정의되는 등가응력을 분석하였다. 분석결과로부터 랜덤진동시험에서 패키지를 연결하는 솔더 중 코너에 위치한 솔더에서 최대 등가응력이 발생함을 보였다. 마지막으로, 각 패키지별 코너 솔더의 최대 등가응력값을 파괴등가응력으로 정의하고 파괴등가응력과 각 패키지의 내구수명간에 직접적인 연관관계가 있음을 제시하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.13-13
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• 2009

현재 열간단조 금형을 제작함에 있어 육성용접을 실시하는 방법이 금형강 STD61, STD11 등으로 제작하는 방법에 비해 보수나 비용적인 측면에서 이점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 증가하고 있는 추세이다. 열간단조 공정에서 금형은 $1000^{\circ}C$이상의 고온재료와 반복접촉하게 된다. 이때 이형제의 사용은 급속냉각 및 급속가열의 열피로를 가속시킨다. 또한, 금형은 반복충격에 의한 기계적 피로를 받게 된다. 이러한 금형의 사용환경을 고려한 FCW는 종래 고가의 $2.8{\sim}3.2{\Phi}$인 외국산 FCW를 사용하였으나 이를 대체한 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW가 국내에서 개발되었다. 하지만 개발된 FCW를 사용하여 제작된 금형의 수명이 부족한 현상이 발생하였다. 이에 금형의 수명을 연장시킬 수 있는 내균열성 및 내열충격성을 확보한 태경 FCW의 개발과 개발된 FCW의 성능평가가 요구되었다. 특히 열간단조 금형에 있어서 중요한 내열충격성의 경우 가열과 냉각의 반복 Cycle에 의한 Thermal shock의 평가가 대부분이며 높은 Cycle로 인해 많은 시간이 걸리며, 또한 가열과 냉각을 오갈 수 있는 고가의 시험장치가 요구된다. 그러므로 개발된 FCW 육성용접부의 내균열성 및 내열충격성을 평가할 수 있는 방법에 대한 연구와 특히 내열충격성을 시간이 적게 걸리면서도 경제적으로 평가할 수 있는 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 열간단조 금형 육성용접부의 내균열성 및 열충격특성을 평가할 수 있는 방법에 대한 검토와 특히 내열충격성에 대해 J.W.Kim등의 시험방법을 참고하여 시간이 적게 걸리면서 저 비용으로 열 충격특성을 평가할 수 있는 시험법을 고안하는 것이다. 이를 위한 방법으로 육성용접부의 내균열성을 평가하기 위한 상온 Bending을 실시하였고, 내열충격성을 평가하기 위한 염욕로를 이용하는 고온 Bending을 고안하여 실시하였다. 상온 Bending, 고온 Bending 모두 3점 굽힘시험을 적용하였다. 고온 Bending의 가열방법으로는 염욕로를 사용하여 시편이 대기중에서 약 $850^{\circ}C$의 온도가 될 수 있도록 하였다. 시편은 각각 열처리를 하여 요구 경도를 확보하였고, 이를 염욕로에서 5분간 가열 및 유지하여 취출 후 굽힘하중을 가하여 변위의 정도로 열충격을 평가하는 방법을 사용하였다. 상온 Bending은 극한변형량과 파단부 극한응력으로, 고온 Bending은 고온 극한변형량으로 평가를 하였고, 외국산 FCW를 사용한 육성용접부를 비교대상으로 하였다. 평가 결과 개발된 국산 $3.2{\Phi}$ 태경 FCW의 성능은 외국산 FCW와 유사하거나 우수한 것으로 평가되었고, 실제 금형을 제작하여 현장에 적용한 결과 금형의 수명이 연장된 것이 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제30권6호
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• pp.56-61
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• 2012

Magnesium alloy sheet which is commercially available in the market presently is AZ31B, a Mg-Al-Zn three elements alloy. AZ31B is used by being classified into AZ31B-H24 and AZ31B-O depending on temper designation. In this study, AZ31B-H24 and AZ31B-O alloy sheets with 1.25mm thickness were butt-welded using CW Nd:YAG laser. And the effect of materials on mechanical properties was investigated by tensile and hardness tests. As a result of this study, regardless of materials, the butt-welded joint did not show a significant difference in tensile strength and hardness values. However, compared with the basemetal, the AZ31B-O showed more outstanding mechanical properties than AZ31B-H24, and that is because H24 material lost the effect of work hardening during welding.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권5호
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• pp.26-31
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• 2004

In order to propose the optimum welding condition for field application, the effects of welding heat input and cooling rate at PWHT on the mechanical properties were investigated. Submerged arc welding of 1.25Cr-0.5Mo steel for pressure vessel was conducted at welding heat inputs of 15.2kJ/cm, 30.9kJ/cm, and 44.8kJ/cm, and cooling rates of 184$^{\circ}C$/hr, 55$^{\circ}C$/hr, and 2$0^{\circ}C$/hr at PWHT. From the test results, as the welding heat input increase up to 30.9kJ/cm, the changes of microstructure and impact toughness were small. At the heat input of 44.8kJ/cm, however, toughness decreased obviously due to the coarsening of coarse-grained HAZ and formation of ferrite at bainite grainboundary of weld metal. On the other hand, cooling rates at PWHT did not effect on the changes in microstructure and mechanical properties. Even though tensile strength and impact toughness at all welding conditions of this study were above the minimum specification requirement, it was confirmed that heat input of 30.9kJ/cm was the optimum welding condition to improve welding performance by higher heat input.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권1호
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• pp.57-62
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• 2007

In the coarse grained HAZ of conventional TiN steel, most TiN particles are dissolved and austenite grain growth easily occurrs during high heat input welding. To avoid this difficulty, thermal stability of TiN particles is improved by increasing nitrogen content in EH36-TM steel. Increased thermal stability of TiN particle is helpful for preventing austenite grain growth by the pinning effect. In this study, the mechanical properties and microstructures of high heat input welded Tandem EGW joint in EH36-TM steel with high nitrogen content were investigated. The austenite grain size in simulated HAZ of the steel at $1400^{\circ}C$ was much smaller than that of conventional TiN steel. Even for high heat input welding, the microstructure of coarse grained HAZ consisted of fine ferrite and pearlite and the mechanical properties of the joint were sufficient to meet all the requirements specified in classification rule.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권2호
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• pp.76-81
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• 2009

Tandem GMAW is one of the high performance welding process and used in many industries to increase the productivity. An evaluation is presented of the mechanical properties and microstructural characteristics of the Tandem GMAW and conventional Single GMAW welds in 30mm thickness 490MPa grade steel by comparison method. Welding sequence and bead with and hight was kept, avoiding the effect of the bead shape and welding sequence. Tension, bending, hardness and Charpy impact test results of Tandem GMAW met the requirement of specification and showed similar distribution with conventional Single GMAW. Volume fraction of ferrite phase in weld metal showed little difference between Tandem GMAW and Single GMAW

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권3호
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• pp.102-107
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• 2014

Boiler equipment in power plant is always being operated in harsh conditions and severely exposed to the extreme environment of high temperature. Therefore periodically the state of devices should be checked, diagnosed, and analyzed to ensure the reliability of the equipment. Traditionally, such a diagnosis is based one or two physical properties of the sample taken from the equipment like hardness, microstructure, etc.. However, to enhance the confidence of the diagnosis, it is necessary to synthesize those properties together. This paper is to propose such a synthetic procedure for SA213-T12(1Cr-0.5Mo) which was developed to be used in $565^{\circ}C$ below condition. Creep test and accelerated degradation test were performed simultaneously, and the physical properties such as microstructure, tensile strength, yield strength, hardness, and indentation properties were measured. This paper proposes a method of determining the remaining life by quantitative comparison. It will provide the basis of evaluating life assessment more objective and reliable.