• 비파괴검사학회지
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• 제23권3호
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• pp.220-226
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• 2003

본 연구에서는 선박 용접구조물의 피로균열 발생 여부와 균열의 진전 상황을 실시간으로 모니터링하기 위한 기초 연구단계로서 선박의 전형적인 용접형태인 필렛용접부(fillet welded joint)의 피로시험에 대한 음향방출(Acoustic Emission, AE)기법의 적용성을 검토하였다. 필렛용접부의 피로시험에서 균열의 발생과 진전, 위치를 검출하기 위하여 AE 카운트(ring down count)와 위치표정(source location)등을 이용하였다. 시험결과 용접 토우(toe)부의 표면균열(surface crack)이 관통균열(through crack)로 발전하기 전까지의 AE 신호는 비교적 미약하게 나타났으나 균열의 발생시점과 위치를 카운트-위치표정으로 어느 정도 추정 가능함을 확인하였다. 표면균열이 브라켓의 두께방향으로 관통한 시점에서는 AE 카운트의 양이 급격히 증가하였으며 카운트-위치표정, 이벤트(event)-위치표정으로 균열의 위치와 발생시점을 명확하게 확인할 수 있었다. 또한 AE 위치표정과 클러스터(cluster) 기능을 이용하여 균열발생 위치 이외의 영역에서 검출된 신호는 잡음에 기인한 것으로 추정할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.407-418
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• 2014

본 연구에서는 HSA800 후판 강재에 적합한 용접재를 선정하고자 휨-인장실험을 수행하였다. 본 연구 수행 당시 HSA800 강재에 적용가능한 용접재로 GMAW 용접재(외국산)와 FCAW 용접재(국내산) 두 가지가 추천되어 이들을 사용하였다. 선행연구인 표준인장실험 결과를 바탕으로 맞댐용접상세와 루트간격을 주요 실험변수로하여 실물크기의 보 실험을 통해 용접부의 성능을 평가하였다. 강도 측면에서 모멘트 및 플랜지 축력 전달에 대한 조건은 두 용접재 모두 만족하였으나 연성능력 측면에서 GMAW 용접재보다는 FCAW 용접재가 일관되고 우수한 거동을 보임이 실험적으로 확인되었다. 특히 GMAW 용접재는 용접효율과 작업성의 문제로 현장에서의 상향용접이 어려운 것으로 파악되었다. 같은 완전용입용접이라도 Single bevel보다는 V-groove가 안정적인 구조거동을 보이는 것으로 나타났다. 표준인장실험결과와 휨-인장실험결과를 토대로 HSA800 후판재의 용접상세 및 용접재를 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권8호
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• pp.815-823
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• 2013

The hot curvature forming of large aluminum plates is a process used to produce spherical liquefied natural gas (LNG) tanks. In this study, we describe a method to determine the optimum shape of blanks to minimize the root gap in the forming process. The method proposed in this study was applied to a small-scale model for thick plates with a curvature of 1500 mm and thickness of 6 mm. First, the shape of the curved shells was determined as the target shape, and then a coordinate transform was used to determine the optimum blank shape, which was then iteratively modified using the results of finite element method (FEM) simulations, including heat transfer, until the shape error was minimized. Experiments in forming using Al5083 thick plate were carried out, showing that the method can determine the optimum blank shape within an allowable root gap of 0.1 mm.

• 한국가스학회지
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• 제17권1호
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• pp.19-25
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• 2013

용접에 의한 가스설비, 교량, 선박 등 강 구조물의 접합 방법은 대부분 십자형이나 T형의 필릿 용접으로 이루어지며 구조물의 형상과 용도에 따라 완전 용입 또는 불완전 용입 상태로 이루어진다. 본 연구에서는 십자형 필릿용접 구조물에 대하여 재료 두께별 용입 깊이에 따른 피로 균열 특성을 파악하였고, 그 결과로부터 무한수명 영역내에서의 안전 설계응력에 대하여 고찰하였다. 미 용입 길이가 길면 루트 부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 작고 미 용입 길이가 짧으면 토우부 파괴가 되어 무한 수명 영역은 크게 나타났다. 3층 용접한 재료 두께 20mm의 경우가 2층 용접한 재료 두께 10mm, 15mm의 경우보다 미세한 페라이트 침상 조직을 더 많게 형성시켜 노치 인성을 증가시키므로 서 피로강도와 무한 수명을 더 향상시킨 것으로 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권5호
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• pp.47-54
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• 1999

It is well known that solidification cracking often occurs in welds of root pass for one-side welding under the conditions of high welding currents and speeds. In this study, the solidification in 590MPa class steel for pressure vessels SPPV490 was investigated by using flux-cored arc welding(FCAW) with 4 types of welding wires and welding conditions of 200∼280A and 2.8∼ 4.2mm/sec. In order to compared the result of cracking in SPPV490, 0.2%C steel for welded structure of SWS400 and 0.45%C steel for machine structural SM45C were also used as base metals. As the results, all the cracks formed in some welding conditions were observed near the center of weld bead. The solidification cracks were generally initiated near the upper surface of bead and propagated toward the inner part. The solidification cracking generally increased with welding current and welding speed in the same base metal and welding material. In cracking susceptibility, SPPV490 showed higher cracking susceptibility than SWS400 in all welding conditions and welding materials. It was considered that cracking susceptibility could not be evaluated with the hardness of weld metals. The cracking ratio increased with decreasing of a/b(a and b; the width of the upper surface and the back surface of the bead) as shape factor of bead. The cracking tendency with shape factor of bead was extended under the condition of higher welding currents.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.423-435
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• 1998

본 연구에서는 기존의 강교에서 흔하게 발견되고 있는 맞대기 용접부의 용입불량으로 인한 부재의 피로강도 저하도를 정량적으로 평가하고자 하였다. 이를 위하여 강교량의 재료로 널리 사용되고 있는 SWS490강으로 제작된 완전용입 및 용입깊이가 서로 다른 불완전용입 맞대기 용접시험편을 대상으로 일정진폭하중시험을 수행하여 S-N선도를 산출하고 이를 비교 검토하였으며, 파괴역학적 방법을 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하였다. 본 연구의 결과로서, 완전용입 용접재의 경우 AASHTO의 피로강도등급선도와의 비교에서 피로한도값은 A등급보다 높은 값을 보였고, S-N선도의 기울기는 5.57로 매우 높게 나타났다. 불완전용입 용접재의 경우 불완전용입깊이 D가 증가함에 따라 피로강도가 감소하는데, D=14.7mm인 경우 AASHTO의 E'등급보다 낮게 나타난다. 불완전용입 용접재의 파손거동에서 피로균열은 내부 용접루트 선단부에서 a/c가 매우 작은 반타원형 표면균열의 형태로 발생하고, 시험체의 두께방향으로 진전하여 최종파손을 유발한다. 파괴역학적 방법을 이용한 불완전용입 용접재의 피로수명을 평가하기 위하여 3차원 반타원형 균열형상에 대한 응력확대계수 K를 유한요소해석으로 구하였다. 여기서 얻어진 K값과 실험으로 얻어진 Paris식의 상수를 이용하여 불완전용입 용접재의 피로수명을 계산하여 비교하였다. 그리고 실제 불완전용입 맞대기용접부의 파손으로 붕괴사고가 발생한 성수대교의 수직재에 본 연구결과를 적용하여 피로수명을 계산해 보았다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.30-30
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• 2009

GTA 용접에서 용입, 용접부의 크기와 형상이 형성되는 아크 물리학적 현상을 이해함에 있어서 에너지 분포특성은 매우 중요한 인자이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 사용된 실드 가스 종류에 따라 음극인 텅스텐 전극 팁의 아크 루트 직경에 큰 변화를 주며, 양극인 모재 쪽의 에너지 분포에 영향을 미치며 된다. 기존의 연구자들은 저전류나 중전류 영역의 GTA 용접에서 텅스텐 전극의 선단각과 용입 형태와 의 관계를 plasma 기류 등에 의해 고찰하거나, 최대 아크압력에 미치는 전극형상의 영향에 대하여 연구하였다. 용접부에 작용하는 아크 압력의 분포는 결국 운동 에너지의 분포이다. 기존의 연구자들에 비하여 보다 간편한 실험을 통하여 양극 모재위의 아크 압력에 의한 에너지 분포특성을 규명하는 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 GTA 용접의 용접전류 100A~200A 영역에서 아크 길이 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합에 따른 측정된 아크 압력으로부터 기존연구자들의 아크 물리학적 결과들을 활용하여 양극 모재 위에 작용하는 전류밀도 분포를 유도하는 것이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합은 아크 압력분포에 큰 영향을 미치며, 이에 따라 에너지 분포특성에 많은 영향을 미친다. 아크 길이가 증가함에 따라 Ar가스와 $H_2$ 혼합가스의 에너지 분포는 감소하였고, Ar가스에 $H_2$ 혼합에 의해 아크 에너지가 증가하여 용입형상에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 이에 대한 연구는 향후 GTA 용접 응용분야 확대 적용될 것이며, 아크 물리학 연구에 기초적이고 아주 중요한 과학적인 자료가 될 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권4호
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• pp.422-429
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• 2002

용접부 초음파 사각탐상은 용접 루트부나 counter bore와 같은 결함과 관련 없는 신호를 발생하는 기하학적 반사체로 인하여 신호의 식별이 매우 어렵다. 본 논문에서는 이와 같은 상황에서 결함 신호를 식별하는 새로운 기법을 제안하였다. 디컨볼루션(deconvolution)을 사용한 유사성함수의 개념을 도입한 새로운 기법에서는 먼저 결합과 기하학적 반사체에 대하여 기준신호와 대상신호를 획득하였으며 이들을 정규화 하였다. 대상신호를 기준신호로 디컨볼루션하여 얻은 유사성함수의 패턴으로부터 기하학적 반사 신호와 결함신호를 구분할 수 있었다. 그 결과로, 제안하고 있는 기법이 기하학적 반사체와 노치 모서리부에서 반사되는 신호를 분리하는데에 유용함을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제29권6호
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• pp.77-81
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• 2011

In most industry, manual GTAW welding is preferred for formation of stable back bead in root weld of butt joint. However, manual GTAW welding has low productivity as compared with GMAW, also it has unstable bead quality which depend on skilled workers. So it is necessary to develop process of root pass welding by using automation GMAW that have stable back bead formation and high productivity. In this paper, the design of U-groove with 3mm root face was applied to extend the tolerance of misalignment in condition of standard root gap 1.5mm. Consequently, for the formation of stable back bead in root pass of butt welding, in case of the narrow root gap(0.5mm) the large arc force was applied by increasing the current and voltage. In case of the large root gap(2.5mm), the small arc force was applied by decreasing the current and voltage. Considering the various root gap, the required deposited metal was controlled by welding speed only.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권3호통권70호
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• pp.387-396
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• 2004

본 연구에서는 강교량의 강상판에서 많이 사용되는 U리브 현장이음부에 대해 시공오차로 인한 단차의 영향을 조사하기 위해 실물 대모형에 대해 응력해석을 실시하였다. 또한 실물대모형 시험체를 제작하여 3점 휨 피로실험을 실시하였으며, 주사형전자현미경(SEM) 및 비치마크를 이용하여 피로균열 발생점 및 피로균열전파방향을 조사하였다. 실물대모형 모델에 대한 응력해석 결과, U리브의 하면 우각부에 응력이 크게 나타났으며, 단차가 커질수록 응력이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 실물대모형 시험체에 대한 정하중 및 피로실험에서도 U리브 하면의 우각부에 응력이 크게 나타났으며, 단차가 크면 피로수명은 단축되고 단차가 적으면 피로수명은 길어졌다. 또한 파단면 조사결과, 피로균열은 모재측 루트부에서 발생하여 용접비드 표면측으로 전파되었다.