• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.2
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• pp.43-53
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• 1997

The complete joining method for dissimilar press punch materials and its real-time evaluation method is not available at present. Brazing method has been used for joining them, but it is known that the welded joint by the brazing has the lower bonding efficiency and reliability than the diffusion welding. The friction welding with a diffusion mechanism in bonding was applied in this study. This work was carried out to determine the proper friction welding conditions and to analyze mechanical properties of friction welded joints of sintered carbide tool materials (SKNM50 for the blade part of press punch) to alloy steel (SCM440 for the shank part of press punch) using aluminum (A6061 for the interlayer material) as an insert material between the sintered carbide tool materials and the alloy steel. In addition, acoustic emission test was carried out during friction welding to evaluate the weld quality.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.10 no.2
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• pp.69-76
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• 1996

In-process quality control and high reliability of the weld are the major concerns in applying friction welding to the economical and qualified mass-production. Experimental examinations and quantitative analysis were performed for the optimiaztion of similar friction welding of hydraulic valve spool steels(SNCM220, SCM435, SACM645, SCM415, ${\varphi}24). The quantitative correlations were found between the initial cumulative counts of acoustic emission(AE) occurring during plastic deformation periods of the welding and the fatigue life as well as weld strength and welding conditions. A real-time evaluation system was developed for the friction weld quality by AE.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.24-24
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• 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
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• 2009.11a
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• pp.42-42
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• 2009

마찰교반접합 (Friction Stir Welding)은 1991년 영국 TWI에서 개발된 접합 법으로서 회전하는 툴이 재료내부에 삽입되면 툴과 재료사이에서 발생하는 마찰열에 의하여 온도가 상승하게 되어 재료는 연화되고, 이러한 재료 내부에서 회전하는 툴이 이동하게 되면 재료 내부는 기계적 교반에 의해 소성변형이 일어남과 동시에 접합이 이루어진다. 마찰교반접합은 동적 재결정에 의한 접합부의 미세한 결정립 형성으로 인하여 기계적 특성이 향상되며 보호 가스가 필요 없어 친환경적임과 동시에 용융 용접 법에 비해 접합 시 에너지 소모가 적으며 또한 접합 후 접합부에서의 변형이 상대적으로 적다는 장점이 있다. 이러한 장점을 가진 마찰교반접합은 알루미늄 합금, 마그네슘 합금 그리고 동 합금과 같은 저 융점 비철재료에 많은 연구와 적용 사례들이 있어왔다. 하지만 최근에는 일반 탄소강, 연강, 오스테나이트계 스테인리스강, 니켈 합금, 티타늄 합금과 같은 고융점 재료에도 연구 및 적용이 진행되고 있는 추세이다. 페라이트계 스테인리스강은 가격이 비싼 Ni을 함유하지 않아 오스테나이트계 스테인리스강에 비하여 강재의 가격은 낮으면서도 고온특성 및 내식성이 우수하여 건축용, 자동차 배기계용으로 널리 사용되고 있다. 하지만 이런 장점을 가진 페라이트계 스테인리스강을 기존의 용융 용접 법으로 접합 시 용접부 및 열영향부에서의 결정립의 조대화로 인한 인성 및 연성이 저하되며, 특히 예민화된 열영향부 입계 내에 Cr 탄화물이 석출되어 입계주변에 Cr 결핍 층을 형성되어 입계부식이 발생되는 문제점이 발생된다. 본 연구에서는 마찰교반접합을 이용하여 두께 3mm의 409 스테인리스강에 대해 맞대기 접합을 실시하였다. 접합 변수를 툴의 재료 (WC-12wt%Co, $Si_3N_4$)로 하여 접합을 실시하였고 접합 후 외관상태 점검, 광학 현미경과 주사 전자 현미경을 통하여 미세조직을 관찰하였으며 황산-황산동 부식 시험을 실시하여 접합부의 부식 특성을 평가하였다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.23 no.2
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• pp.34-34
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• 1987

Friction welding has emerged as a reliable process for high-production commercial application with significant economic and technical advantages. But nondestructive test in friction weld was not clearly developed. Therefore the experimental verification is necessary in order to understand the characteristics of the pulse echo effects according to various change in welding conditions. This paper presents a new attempt to detect the bond strength of friction welds by ultrasonic. Instead of looking for a flaw or cracks at the interface, the new approach evaluates the coefficient by reflection which provides a single quantitative indicator involving the acoustic energy reflected at the interface. The objective of this study is to find the relationship between the reflection coefficients and the weld strength. Results of the bar-to-bar friction welding of aluminum to copper and stainless steel and such relationship investigation are presented and interpreted.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.23 no.2
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• pp.80-85
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• 1987

Friction welding has emerged as a reliable process for high-production commercial application with significant economic and technical advantages. But nondestructive test in friction weld was not clearly developed. Therefore the experimental verification is necessary in order to understand the characteristics of the pulse echo effects according to various change in welding conditions. This paper presents a new attempt to detect the bond strength of friction welds by ultrasonic. Instead of looking for a flaw or cracks at the interface, the new approach evaluates the coefficient by reflection which provides a single quantitative indicator involving the acoustic energy reflected at the interface. The objective of this study is to find the relationship between the reflection coefficients and the weld strength. Results of the bar-to-bar friction welding of aluminum to copper and stainless steel and such relationship investigation are presented and interpreted.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1994.05a
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• pp.215-218
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• 1994

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.1
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• pp.75-81
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• 2011

Dissimilar joining of aluminum 6061-T6 alloy to aluminum 5083-O alloy was performed using friction-stir welding technique. The mechanical properties, hardness, macro- and micro-structure on dissimilar friction-stir-weld aluminium alloy were investigated. Mechanical properties of the weld mainly depend on which Al alloy is placed at the retreating sides of the rotating tool respectively during dissimilar friction-stir weld because the microstructure of stir zone was mainly composed of welded Al alloys of the retreating side. Onion ring pattern was observed like lamella structure stacked by each Al alloy in turn. It apparently results in defect-free weld zone that traverse speed was changed to 124 mm/min under conditions of tool rotation speed like 1250 rpm with 5 mm of tool's prove diameter, 4.5 mm of prove length, 20 mm of shoulder diameter, and $2^{\circ}$ of tilting angle. The 231 MPa of ultimate stress and the 121 MPa of yield point are obtained about the friction-stir-welded Al 6061-T6(AS) to Al 5083-O(RS).

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.10 no.1
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• pp.36-46
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• 1996

This paper deals with determinig the proper friction welding condition and analyzing various mechanical properties of friction welded joints of sintered carbide tool materials(K20, P25, and SKDX5 for the blade part of drill or press punch) to alloy steel (SKH4, SCM440 for the shank part of drill or press punch), the alloy steel to aluminum(A6061 for the interlayer material between the blade part and the shank) and sintered carbide tool materials to alumminum. And also acoustic emission test will be carried out during fiction welding to evaluate the weld quality.

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.19 no.4
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• pp.417-426
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• 2016

In this study, the optimal welding condition of an extruded AZ61 magnesium alloy plate was investigated through evaluation of the mechanical properties and microstructure in the friction stir welding zones. The friction stir welding conditions considered in this study were the tool rotation speeds of 400, 600, and 800rpm and the welding speeds of 200, 300, and 400mm/min. To evaluate the welding strength, tensile and hardness tests were carried out. Microstructures of the welded regions were examined using optical microscopes. Under a tool rotation speed of 800rpm and welding speed of 200mm/min, the joint showed the best joining properties. The UTS, yield strength, and elongation of the welded region showed values of 79.0%, 65.4%, and 30.1%, respectively, of those of the base metal.