• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.299-305
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• 2017

최근 심각한 환경오염과 경제 불황으로 인해 리엔지니어링에 대한 관심이 증가하고 있다. 조선분야에 대한 리엔지니어링은 꾸준히 진행되어 왔으나 국내에서의 선박 수리 및 유지보수 산업의 기술력과 인지도는 조선해양산업에 비해 떨어진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 기술개발의 일환으로 레이저 클래딩을 주목할 수 있다. 레이저 클래딩은 희석률이 낮고, 기공이 거의 존재하지 않는 우수한 클래드 층을 형성하므로 본 연구는 선박용 배기밸브 페이스에 레이저 클래딩 적용을 위한 기초연구로써 다양한 공정변수에 따른 1패스 클래드 층의 특성을 조사하였다. 그 결과, 출력이 증가할수록 클래드 층의 폭은 넓어지고 높이는 감소하였다. 또한 클래드 층의 경도를 측정했을 때 경도 값이 점차 감소하였으며 EDS 성분 분석을 통해 클래드 층 전체가 희석되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.89-92
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• 2000

Laser claddmg 1s thc deposition of material on the surface of a part or workpiece. Cladding of metals produces a 100% dense metallurgically-bonded coating with minimal dilution for enhanced corrosion, abrasion and wear resistance. Despite of minimal heat Input and reduced processing time, cladding quality 1s affected by various process condition such as laser power and feed rate. Therefore, it is necessary to develop the momtoring and control methods of laser cladding process for the best cladding quality. In this paper, laser cladding monitoring system using CCD camera for measuring cladding pool shape, and photo-diode sensor for detecting optical signal emitted from the cladding front is introduced The variables extracted using this system can be apphed to control the laser cladding system to achieve the best claddmg results..

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.307-312
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• 2017

레이저 클래딩은 아크 용접 및 용사와 같은 기존 클래딩 기술보다 우수한 장점을 가진다. 레이저 클래딩으로 형성한 클래드 층의 희석률은 낮으며 모재와의 결합력이 우수하고 결함이 거의 존재하지 않는다. 이러한 특징을 가진 레이저 클래딩을 실제 선박용 배기밸브에 적용하기에 위해 지난 제1보의 논문에서 조사한 공정변수에 따른 1 패스 클래드 층의 특성을 통해 넓은 면적에 클래딩 시 1 패스 클래드 층의 중첩이 필수적이라는 것을 알 수 있었다. 따라서 본 논문에서는 중첩률에 따른 멀티패스 클래드 층의 형상 차이를 비교하고 일정 중첩률 조건에서 EDS 및 EPMA를 통해 합금 성분 분포를 파악하였다. 실험결과, 중첩률이 증가할수록 클래드 층의 길이가 감소하고 높이가 증가하였으며 동일한 조건의 1 패스 클래드 층보다 높이가 상승하였다. 성분 분석을 통해 모재 희석이 많이 발생한 첫 번째 클래드 층에서 Fe이 높게 측정되었으나 나머지 영역에서는 희석이 감소하여 Co가 증가하고 Fe이 감소하였으며 균일한 성분 분포가 관찰되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.239-241
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• 2006

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.237-239
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• 2005

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.768-773
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• 2016

엔진 밸브 시트와 페이스는 엔진 성능에 영향을 미치므로 내마모성, 내열성 및 내식성이 요구된다. 이러한 특성을 갖는 표면층을 형성하기 위해 일반적으로 PTA 프로세스를 사용하고 있지만 넓은 열 영향부와 높은 모재 희석 등과 같은 문제가 발생한다. 이러한 단점을 개선한 레이저 클래딩은 희석률이 낮고 열 영향 및 열 변형을 최소화하므로 더욱 우수한 클래드 층을 형성할 수 있다. 하지만 레이저 빔의 특성상 넓은 면적을 클래딩 할 경우, 1 패스 클래드 층의 중첩이 불가피하다. 중첩률 기준을 빔 사이즈와 클래드 층 폭으로 나누어 멀티패스 클래드 층을 형성한 결과, 기준에 관계없이 중첩률이 증가할수록 클래드 층의 폭이 감소하고 높이가 증가하였다. 하지만 빔 사이즈 기준 중첩률 조건으로 형성된 멀티패스 클래드 층이 다른 기준보다 모재 희석이 감소하여 더욱 높은 경도 값을 나타내었다. 결론적으로, 중첩률 기준을 클래드 층 폭으로 할 경우, 클래드 층 형상에 영향을 주는 공정변수가 변할 때 마다 폭의 길이가 달라지기 때문에 빔 사이즈를 중심으로 중첩률을 정의하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.327-330
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• 2004

Laser aided direct metal deposition (LADMD) process offers the ability to make a metal component directly from 3-D CAD dimensions. A 3-D object can be formed by repeating laser cladding layer by layer. The key of the build-up mechanism is the effective control of powder delivery and laser power to be irradiated into the melt-pool. A feedback control system using optical sensors is introduced to control laser power and powder mass flow rate. Using H13 tool steel and $CO_2$ laser system, comprehensive analysis are executed to test the efficiency of the system. In addition, the dimensional characteristics of directed deposited material are investigated with the parameters of deposition thickness, laser power, traverse speed and powder mass flow rate.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권10호
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• pp.134-147
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• 2001

Laser cladding process accompanies phase transformations from melting (on heating) through solidifying (on cooling) at the same time within a small material volume and to final solid phase. The phase transformations are not reversible, but an irreversible thermodynamic process; they accompany either absorption or release of thermal energy (referred to latent heat) during transformation. Yet, most analyses on materials processed by laser as a heat source have been performed on models of neglecting the latent heat in the process and those did not Justify the simplification. With literatures on the laser material process, we have not place an answer to how little the assumption affects on analyses. This led us to our current study: the effects of latent heat on thermo-mechanical analysis. To this end, we developed a fairly accurate program accommodating an algorithm for enforcing the latent heat whenever necessary and ran it combining with ABAQUS$^{TM}$. The simulation techniques we used in this study were verified by directly comparing our prediction with experimental publications elsewhere; our numerical results agreed accurately with the experiments. On the effects of the latent heat, we performed two alternatives about considering the latent heat in analysis, and compared each other. As a result, we found that more accurate conclusions might come out when considering the latent heat in process analyses.s.

• 한국표면공학회지
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• 제37권5호
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• pp.279-288
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• 2004

This paper describes a three-dimensional transient finite element model for a laser cladding process. In the model, an adaptive finite element technique is used for dilution control. Using the proposed finite element model, the effects of process parameters such as scanning speed, laser's power, and preheating on the dilution of clad layer, the shape of melting pool, and the temperature distribution are calculated. It is also shown that the optimal process parameters for the required dilution can be determined from the proposed finite element model. An experiment is performed to validate the proposed model. The numerical results are compared with experimental ones.

• Journal of Welding and Joining
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• 제32권6호
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• pp.41-46
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• 2014

In this study, cracking susceptibility of laser cladding was investigated according to the processing parameters such as laser power, scan speed and feeding rate with blended powders of stellite#6 and technolase40s (WC+NiCr). The solidification microstructure of clad was composed of Co-based dendrite structures with ${\gamma}+Cr7C3$ eutectic phases at the dendritic boundaries. The crack propagation showed transgranular fracture along dendritic boundaries due to brittle chrome carbide at the eutectic phases. From results of fractography experiments, the fracture surface was typical cleavage brittle fracture in the clad and substrate. The number of clad cracks, caused by a tensile stress after the solidification, increased with increase of laser power, scan speed and feeding rate. Increase of the laser power caused large pores by facilitating WC decarburizing reaction. And the pores affected increase of crack susceptibility. High scan speed caused increment of clad cracks due to thermal stress and WC particle fractures. Also, increase of the feeding rate accompanied an amount of WC particles causing crack initiation and decarburizing reaction.