• Title/Summary/Keyword: 기공결함

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Evaluation of weldability of Al 6061 and 5052 alloy by using GMAW and Plasma-GMA welding (GMAW, Plasma-GMA Hybrid 용접을 이용한 Al 5052, 6061 합금의 용접성 평가)

  • Ahn, Young-Nam;Kim, Cheol-Hee;Choi, Jin-Kang
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.42-42
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    • 2010
  • 알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

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진공중 Electron Beam & Laser에 의하여 열처리된 세라믹 코팅층의 결정학적 변화

  • Park, Sun-Hong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.208.1-208.1
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    • 2014
  • 반도체 공정이나 디스플레이 공정에는 세라믹 부품이나 금속 부품이 많이 포함되어 있는데 이들 부품이 공정중에 발생하는 플라즈마 또는 여러가지 부산물에 의하여 부품의 표면에 다양한 코팅층이 형성된다. 그리고 이러한 공정에 들어가는 부품은 플라즈마 또는 각종 산에 취약한 특성을 나타내는데 이에 대하여 해결하기 위하여 세라믹 부품의 표면에 용사코팅이나 각종 물리, 화학적 방법을 이용하여 표면에 코팅층을 형성한다. 이렇게 형성된 코팅층중 특히 용사코팅에 의하여 형성된 코팅층은 플라즈마 공정이나 각종 부식성 산에 의하여 박리 또는 크랙이 발생하게 된다. 이러한 특성은 용사코팅층의 특성상 발생하고 있는 물리적 흡착에 의하여 흡착된 계면에서 박리가 발생할 가능성이 크게 된다. 이러한 현상을 줄이기 위하여 고열원을 통하여 열처리 실험을 실시한다. 특히 전자빔이나 레이저 열원은 고온 급속 가열에 의하여 고융점인 세라믹 용사코팅층 및 금속 코팅층을 재용융 및 응고과정을 통하여 미세구조를 변화시킨다. 특히 전자빔 열처리는 진공중에서 코팅층의 열처리를 행함으로써 코팅층 내에 있는 기공을 제거하거나 불순물을 제거하기에 용이하다. 본 연구에서 수행된 열처리는 기 코팅된 세라믹이나 금속재의 표면을 다량의 Electron의 Flux를 통하여 표면의 온도를 Melting point 직하 온도까지 상승하였다가 응고시킴으로써 코팅층의 특성을 변화시켰다. 이렇게 열처리된 시험편의 XRD를 통해 결정구조를 파악하고, SEM, OM을 통하여 기공의 제거, 결함의 제거 등을 확인하였으며 경도 변화를 통하여 물리적 특성의 변화를 함께 확인하였다. 평가 결과 결정구조의 변화와 더불어 경도등의 상승효과가 발생하였으며 코팅층 내에 존재하는 결함이 감소함을 확인하였다.

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Numerical Analysis of Scattered Fields of Ultrasonic SH-Wave by Multi-Defects (재료내 다중결함에 의한 SH형 초음파 산란장의 수치해석)

  • Lee, Joon-Hyun;Lee, Seo-Il;Cho, Youn-Ho
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.18 no.4
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    • pp.304-312
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    • 1998
  • In order to assure the reliability and integrity of structures such as bridges, Power and petrochemical plants, nondestructive evaluation techniques are recently playing more important roles. Among the various kinds of nondestructive evaluation techniques, ultrasonic technique is one of the most widely used methods for nondestructive inspection of internal defects in structures. For the reliable quantitative evaluation of internal defects from the experimental ultrasonic signals, a numerical analysis of ultrasonic scattering field due to a defect distribution is absolutely required. In this paper, the SH-wave scattering by multi-cavity defects using elastodynamic boundary element method is studied. The effects of shape of defects on transmitted and reflected fields are considered. The interaction of multi-cavity defects in 50-wave scattering is also investigated. Numerical calculation by the boundary element method has been carried out to predict near field solution of scattered fields of ultrasonic SH-wave. The presented results would be useful to improve the sensitivity of flaw defection for inverse analysis and pursue quantitative nondestructive evaluation for inverse problem.

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Deposition of an Intermediate Layer on an Ultrapermeable Ceramic Support by Evaporation-Driven Self-Assembly (증발유도 자기조립을 이용한 고투과도 세라믹 지지체의 중간층 제조)

  • Kwon, Hyuk Taek;Kim, Jinsoo
    • Membrane Journal
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    • v.31 no.1
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    • pp.80-85
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    • 2021
  • In this study, we developed an evaporation-driven self-assembly coating method for an ceramic intermediate layer on an ultrapermeable ��-Al2O3 support with large pore size of ~1.5 ㎛. The method led to the formation of a ceramic intermediate layer with higher surface homogeneity and less surface roughness than the conventional dip-coating method. A mesoporous ��-Al2O3 layer was deposited on the support to evaluate support quality. A supported ��-Al2O3 membrane was defect-free even without repeated coating. Furthermore, the membrane showed 2.3 times higher nitrogen permeance than one prepared on a macroporous support with pore size range of 100~200 nm, which is widely used for ceramic membrane coating.

An Ultrasonic Pattern Recognition Approach to Welding Defect Classification (용접 결함 분류를 위한 초음파 형상 인식 기법)

  • Song, Sung-Jin
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.15 no.2
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    • pp.395-406
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    • 1995
  • Classification of flaws in weldments from their ultrasonic scattering signals is very important in quantitative nondestructive evaluation. This problem is ideally suited to a modern ultrasonic pattern recognition technique. Here brief discussion on systematic approach to this methodology is presented including ultrasonic feature extraction, feature selection and classification. A stronger emphasis is placed on probabilistic neural networks as efficient classifiers for many practical classification problems. In an example probabilistic neural networks are applied to classify flaws in weldments into 3 classes such as cracks, porosity and slag inclusions. Probabilistic nets are shown to be able to exhibit high performance of other classifiers without any training time overhead. In addition, forward selection scheme for sensitive features is addressed to enhance network performance.

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A Study on Manufacturing Method of Standard Void Specimens for Non-destructive Testing in RFI Process and Effect of Void on Mechanical Properties (RFI 공정 부품 비파괴검사용 표준 기공률 시편 제조 방법 및 기공률에 따른 기계적 물성 영향에 대한 연구)

  • Han, Seong-Hyeon;Lee, Jung-Wan;Kim, Jung-Soo;Kim, Young-Min;Kim, Wee-Dae;Um, Moon-Kwang
    • Composites Research
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    • v.32 no.6
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    • pp.395-402
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    • 2019
  • The RFI process is an OoA process that fiber mats and resin films are laminated and cured in a vacuum bag. In case that resin film is insufficient to fill empty space in fibers, it makes void defect in composites and this void decrease mechanical properties of the composites. For this reason, non-destructive testing is usually used to evaluate void of manufactured composites. So, in this study, a manufacturing method of standard void specimens, which are able to be used as references in non-destructive testing, was proposed by controlling resin film thickness in the RFI process. Also, a fiber compaction test was proposed as a method to set the resin film thicknesses depending on target voids of manufacturing panels. The target void panels of 0%, 2%, and 4% were made by the proposed methods, and signal attenuation depending on void was measured by non-destructive testing and image analysis. In addition, voids of specimens for tensile, in-plane, short beam and compressive tests were estimated by signal attenuation, and mechanical properties were evaluated depending on the voids.

The development of welding process to prevent porosity in high speed MIG Welding of Al 6082-T6 (Al 6082-T6 고속 MIG 용접에서 기공방지를 위한 용접공정 개발)

  • Jung, Yun-Ho;Park, Kyung-Do;Baek, Sang-Yeob;Oh, Dong-Soo;Sung, Young-Ki;Kim, Jeong-Pyo;Cho, Sang-Myung
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.8-8
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    • 2009
  • 알루미늄 합금 Al 6082-T6는 최근에 개발되어 북유럽 등의 선진국에서는 그 뛰어난 해양 내식성과 우수한 강도로 인하여 해양구조물의 헬리데크(Helideck), 타워 갱웨이(Tower gangway), 알루미늄 피팅류(Aluminium fitting)등의 해양구조물과 플랫폼(Flatform), 알루미늄 래더(Aluminium ladder)등의 선박부품, 차량, 기계부품 분야에서 전 세계적으로 널리 사용되기 시작하였다. 그러나 전통적으로 용접금속의 기공은 결함으로 분류 되고, Rakesh Kumar 등의 논문에 따르면 용접 시 용접금속 내에 발생되어진 미세기공이 기계적 성질에 악영향을 미치는 것으로 보고되어졌다. 따라서 용접금속내의 발생하는 기공을 방지하는 용접공정의 개발이 반드시 필요하다. 본 연구의 목적은 Al 6082-T6 고속 MIG용접에서 기공방지를 위한 용접공정을 개발하는 것이다. Al 6082-T6의 7t 플레이트에 Al 5356의 와이어를 사용하여 아크길이 변경 및 용접속도를 60cpm과 120cpm으로 변경하여 실험하였고, 용접속도 120cpm의 고속 MIG용접에서 토치 진행각을 변경하여 실험을 진행하였다. 용접공정 파라메터 변경에 따른 기공율 측정은 이미지 분석 소프트웨어를 사용하여 정량적으로 분석하였다.

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Effect of Casting Temperature and Speed on Formation of Surface Defect in Al-8Zn-2Mg-2Cu Billets Fabricated by Direct-Chill Casting Process (수직 연속주조 공정으로 제조된 Al-8Zn-2Mg-2Cu 빌렛의 표면 결함 형성에 미치는 주조 온도와 주조 속도의 영향)

  • Lee, Yoon-Ho;Kim, Yong-You;Lee, Sang-Hwa;Kim, Min-Seok;Euh, Kwangjun;Lee, Dong-Geun
    • Journal of Korea Foundry Society
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    • v.41 no.3
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    • pp.241-251
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    • 2021
  • 7000-series aluminum alloys are noted for their superior strength compared with other Al alloys, and their billets are generally fabricated by direct-chill (DC) casting. Surface defects in a DC-cast aluminum billet are mainly related to exudation and the meniscus freezing phenomenon, which are influenced by alloy compositions, casting speed, and casting temperature. 7000-series aluminum alloys have a wide freezing range during solidification, which makes it easy for casting defects to occur. In this study, we investigated surface defect evolution in casting billets of Al-8Zn-2Mg-2Cu alloy fabricated by a DC casting process. The billets showed "wavy" or "dotted" surfaces. The wavy surface was formed by meniscus freezing at a lower casting speed (200 mm/min) and temperature (655 ℃). In the wavy surface, refined dendritic cells were observed in a concave region due to the constitutional supercooling caused by meniscus freezing. Meanwhile, at a higher casting temperature (675 ℃), the dotted surface was formed by pore formation. In the dotted surfaces in the billet formed at a high casting speed (230 mm/min), an exudation layer was formed by the high metallostatic head pressure. The dotted region and the smooth region had a refined dendritic morphology and a columnar morphology at the exudation layer, respectively. This is attributed to the formation of gas pores in the dotted region.

The Effect of Stacking Fault on Thermoelectric Property for n-type SiC Semiconductor (N형 SiC 반도체의 열전 물성에 미치는 적층 결함의 영향)

  • Pai, Chul-Hoon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.22 no.3
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    • pp.13-19
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    • 2021
  • This study examined the effects of stacking faults on the thermoelectric properties for n-type SiC semiconductors. Porous SiC semiconductors with 30~42 % porosity were fabricated by the heat treatment of pressed ��-SiC powder compacts at 1600~2100 ℃ for 20~120 min in an N2 atmosphere. XRD was performed to examine the stacking faults, lattice strain, and precise lattice parameters of the specimens. The porosity and surface area were analyzed, and SEM, TEM, and HRTEM were carried out to examine the microstructure. The electrical conductivity and the Seebeck coefficient were measured at 550~900 ℃ in an Ar atmosphere. The electrical conductivity increased with increasing heat treatment temperature and time, which might be due to an increase in carrier concentration and improvement in grain-to-grain connectivity. The Seebeck coefficients were negative due to nitrogen behaving as a donor, and their absolute values also increased with increasing heat treatment temperature and time. This might be due to a decrease in stacking fault density, i.e., a decrease in stacking fault density accompanied by grain growth and crystallite growth must have increased the phonon mean free path, enhancing the phonon-drag effect, leading to a larger Seebeck coefficient.

Decrease of Porosity and Cracking in the cw Nd:YAG Laser Welding of SM45C (SM45C의 연속파형 Nd:YAG 레이저 용접시 발생하는 기공과 결함의 감소)

  • 유영태;오용석;노경보;신호준;임기건
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.20 no.10
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    • pp.65-73
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    • 2003
  • The effect of pre-heating on the mechanical properties of laser welding joints has been investigated for the case of SM45C carbon steel welded by a cw Nd:Y AG laser. The occurrence of porosity and cracking was inspected in various welding conditions to find the optimal welding parameters. The results of laser welding experiment with pre-heating technique showed that porosity and cracking can be reduced significantly in most of welding conditions and the welded joints have improved mechanical properties, such as higher tensile strength and better durability.