• Proceedings of the KWS Conference
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• 1997.05a
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• pp.171-175
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• 1997

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.25-25
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• 2009

종래의 위보기 자세에서 용접은 중력이 모재의 표면으로 향하고 있어 용융금속이 중력에 의해 표면방향으로 흘러내리게 되어 용접 실시가 불가능하였다. 이에 Shield Gas Force, Trailing Gas Force 그리고 Ahead Gas Force를 적절히 적용하여 Position Welding에서 중력으로 인해 Molten Metal이 처지는 문제를 극복하여 생산성 향상으로 연결할 수 있음을 선행 실험을 통해 확인하였으나 기존의 C(Convergent)형, CP(Convergent Divergent)형 및 P(Parrallel)형 가스 노즐은 용접조건에 따라 실드 가스의 소모량이 많고, 토출되는 실드가스력이 부족하여 용접시 볼록한 이면 비드 형성을 위한 용융 풀을 효과적으로 제어 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 동일량의 실드 가스 공급시 가스 노즐을 통해 토출되는 실드가스의 소모를 줄이고 실드가스력을 극대화하여 저가의 고생산성을 가진 친 환경 용접기술(Green welding)에 부합하는 CDP(Convergent Divergent Parrallel)형 가스 노즐을 제작하여 기존의 CP형 가스 노즐과 비교 분석하였다. 또한 Overhead Position에서의 비드형상제어와 Flat Position에서 방풍효과를 비교해 보았다. 그 결과 CDP Nozzle은 CP Nozzle보다 동일한 유량에서 풍속은 3.5배, 냉각능력은 1.5배, 가스압력은 6.25배로 우수한 성능을 확인할 수 있었고, Overhead Position에서 가스 유량을 동일하게 하여 용접하였을 때 CP Nozzle의 경우 오목한 이면비드가 나타났지만 CDP Nozzle의 경우 볼록하게 양호한 이면비드 형상이 나타났고, Flat Position에서의 방풍효과 비교실험에서 CDP Nozzle에서는 깊고 균일한 용입을 CP Nozzle에서는 불안정한 용입이 나타났는데 이는 CDP Nozzle의 경우 풍속에 의한 Arc Blow가 적게 발생하여 상대적으로 더 나은 용입을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1993.04b
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• pp.44-48
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• 1993

산업현장에서부터 실생활용품에 이르기까지 각종판재를 소재로하여 제작하는 가공품은 종류나 수가 매우 많다고 할수 있다. 이러한 제품들을 제작 하기 위해 여러단계의 성형 공정을 거치게 되며 원만한 성형공정 을 수행하기 위한 적절한 판재성형 제어방법으로써 다이곡률 반경의 변화나 블랭크홀딩가압정도의 부분적 변화로 드로잉률을 향상시키는 방법도 있으나 이보다 판재의 성형공정 제어방법에서 공구사이 상하에 비드 를 설치하여 판재를 성형할 경우 성형공정후 제품의 두께 분포가 비교적 균일해지고 드로잉의 마찰저항을 부분적으로 증가시키며 판재성형중 미끄럼 저항의 균형을 이루어 성형시킬 판소재가 절감도며 또한 성형중 주름을 억재하여 드로잉률을 향상시킨다. 다른 방법에 비해 비드는 설차가 간단해서 적절한 형상의 bead set을 선정하여 산업현장에서 실제 사용하고 있으며 또한 소재가 비드를 통과한후 탄성역에서 소성역으로 전환되기에 성형공정 이후 스프링백 현상으로인한 제품형상의 치수가 변하는 현상을 방지하는 효과도 기대할수 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차용판재인 아연도금피막 강판으로 실험한 결과와 비드 이론식을 고찰해 보고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.6
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• pp.116-123
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• 1997

In GMA welding processes, bead contour and penetration patterns are criterion to estimate weld quality. Bead geometry is commonly defined with width, height and depth. When weaving is taken into account, selection of welding conditions is known to be difficult. Thus, empirical or trial-and-error method are usually introduced. This study examined the correlation of welding process variables including weaving parameters with bead geometry using srtificial neural networks(ANN). The main task of the Ann estimator is to realize the mapping characteristics from the sampled welding process variables to the actual bead geometry through training. After the neural network model is constructed, welding process variables for desired bead geometry is selected by inverse model. Experimental varification of the inverse model is conducted through actual welding.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.23-23
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• 2009

우수한 용접부 품질 때문에 TIG를 이용한 오비탈 용접은 파이프 용접에 널리 사용되고 있다. 하지만 루트갭이 없고 루트페이스가 큰 맞대기 오비탈 용접의 위보기 및 경사상진자세에서는 오목한 이면비드가 형성되기 쉽지만, 이러한 문제를 극복하기 위한 연구는 희박한 실정이다. 본 연구에서는 위보기 및 경사상진자세에서 볼록한 이면비드의 형성을 연구하기위해서 용융지의 제어 방법을 적극적으로 검토하였다. 4mm 두께의 SS400 시편을 위보기 및 경사상진자세에서 각각 Bead-on-plate 용접하고, 이 때 비드성형기의 사용에 따른 비드 형상 변화를 관찰하였다. 텅스텐 전극과 비드 성형기간의 거리(Tip To Former Distance, 이하 TTFD)를 4.5mm에서 7.5mm로 1mm단위로 변경시켜 실험하였으며, TTFD가 증가할수록 위보기 및 경사상진자세에서 이면비드 높이가 감소하였으며 표면비드의 처짐이 증가하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.76-76
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• 2011

선박이나 산업 플랜트에서 파이프 또는 탱크류의 맞대기 용접 시 안정적인 이면비드의 형성은 매우 중요하다. 대부분의 현장에서 파이프 맞대기 초층용접부의 안정적인 이면비드를 형성하기 위해 3mm의 루트갭을 띄우고 루트면이 없는 V-그루브에서 필러를 사용하는 수동 TIG용접을 주로 사용하고 있다. 수동 TIG용접은 고품질의 비드와 우수한 아크안정성, 그리고 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있다. 그러나 수동 TIG용접은 용접속도가 10cpm정도로 느리기 때문에 GMAW에 비해 생산성이 낮고 작업자의 숙련도에 따라 품질이 변하게 된다. 본 연구에서는 높은 생산성과 기준갭 1.5mm에서 단차의 허용공차를 크게 하기 위해 루트면 3mm를 가지는 U-그루브의 설계를 하였으며, 두꺼운 루트면을 가지는 그루브에서 안정적인 이면비드를 형성시키기 위해 GMAW에서 아크 충격량에 대한 검토를 실시하였다. GMAW의 아크력이 용입에 어떠한 영향을 미치는지 검토하기 위해 수냉되는 동판에 갭을 1.5mm 띄우고 동일한 용착량과 입열량에서 아크력만을 변화시켜 실험하였다. 또한, U-그루브의 루트부를 모델링하여 두께3t의 평판시편을 각각의 갭과 단차 조건에서 실험하였다. 이 때, 기준갭 1.5mm에서 갭에 의해 생기는 단면적을 기준 갭단면적, 갭이 증가함에 따라 증가되는 단면적을 추가 갭단면적, 갭이 감소함에 따라 감소하는 단면적을 감소 갭단면적으로 정의하였다. 용접 중 발생하는 추가, 감소 갭단면적에 대하여 용착량을 50%의 수준으로 증가, 감소 시켰다. 갭에 따라 아크력을 변경하여 실험을 실시하였고 이면비드의 형상을 확인 하였다. 마지막으로 평판 시편의 조건에서 안정적으로 이면비드가 형성된 조건을 pipe U-그루브에 적용하였다. 그 결과 동판에서 용착량과 입열량이 같음에도 불구하고 아크력이 증가함에 따라 용입이 깊어짐을 확인하였다. 또한. 3t 평판시편에서 아크력의 제어를 통해 큰 단차와 갭이 있을 때, 안정적인 이면비드를 얻을 수 있는 조건을 확립하였다. 마지막으로 pipe U-그루브에서 앞선 실험의 용접조건으로 갭과 단차의 변화에 대해 실험을 하였으나, 시험편의 두께차이에 의한 전도 열손실로 인해 이면비드의 형성이 어려웠고, 아크 충격량의 증가를 통해 이러한 문제를 해결하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.39 no.1
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• pp.11-17
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• 2015

High-density polyethylene (HDPE) piping, which has recently been applied to safety class III piping in nuclear power plants, can be butt-joined through the thermal fusion process, which heats two fused surfaces and then subject to axial pressure. The thermal fusion process generates bead shapes on the butt fusion. The stress concentrations caused by the bead shapes may reduce the fatigue lifetime. Thus, investigating the effect of the thermal butt fusion beads on fatigue behavior is necessary. This study examined the fatigue behavior of thermal butt fusion via a tensile fatigue test under stress-controlled conditions using finite element elastic stress analysis. Based on the results, the presence of thermal butt fusion beads was confirmed to reduce the fatigue lifetime in the low-cycle fatigue region while having a negligible effect in the medium- and high-cycle fatigue regions.

• Journal of Welding and Joining
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• v.17 no.4
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• pp.39-45
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• 1999

The procedure of robotic Gas metal Arc (GMA) welding in order to achieve the optimized bead geometry needs the selection of suitable process parameters such as arc current, welding voltage, welding speed. It is required the relationships between process parameters and bead geometry. The objective of this paper is to develop the algorithm that enables the determination of process parameters from the optimized bead geometry for robotic GMA welding. It depends on the inversion of empirical equations derived from multiple regression analysis of the relationships between the process parameters and the bead dimensions using the least square method. The method not only directly determines those parameters which will give the desired set of bead geometry, but also avoids the need to iterate with a succession of guesses employed Finite Element Method(FEM). These results suggest that process parameter from experimental equation for robotic GMA welding may be employed to monitor and control the bead geometry in real time.

• Journal of Welding and Joining
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• v.29 no.3
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• pp.58-63
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• 2011

Bead shape control with gas force process has been developed to overcome the concave back bead in pipe orbital welding. However, It is impossible to make a convex back bead using the existing gas nozzle, because it has high gas-consuming and low gas force. The purpose of this paper, to develop optimum shape of nozzle which to reduce the consumption of gas, maximizing the shield gas force with low cost and high productivity coincide the Green welding. In this paper venturi-type nozzle was compared with existing CP-type nozzle by TIG pulse welding in overhead position. As a result, CP-type occurs the wormholes in the overhead position, but the Venturi-type without the pore and formed a good bead appearance.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.12
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• pp.1055-1060
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• 2016

Laser welding is a high-density energy welding method. Hence, deep penetration and high welding speed can be realized with lower heat input as compared with conventional welding. The heat input of a CW laser welding is determined by laser power and welding speed. In this study, bead and lap welding of $0.5mm^t$ pure titanium was performed using a fiber laser. Its weldability with laser power and welding speed was evaluated. Penetration, bead width, joining length, and bead shape were investigated, and the mechanical properties were examined through tensile-shear strength tests. Welds with sound joining length were obtained when the laser power and welding speed were respectively 0.5 kW and 2.5 m/min, and 1.5 kW and 6 m/min, and the weld obtained at low output presented better ductility than that obtained at high output.