• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.38-43
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• 1994

고강도 알루미늄합금은 중량이 가벼우면서 인장강도와 항복강도가 높고 가공성, 성형성이 좋아 항공기, 자동차, 선박 등 수송용 재료로 각광을 받고 있으며, 이 중 Al-Zn-Mg계(7000계) 알루미늄 합금은 용접 구조물용 경량소재로 활용범위가 높다. Al-Zn-Mg계 알루미늄 합금은 고온에서 용체화 처리후 저온으로 급냉시킨 재료를 자연시효 또는 인공시효처리를 하여 이 때 석출되는 시효 석출물에 의해 강도를 증가시킨 석출 경화형 합금이다. 그런데, 7000계열 알루미늄합금은 적절한 열처리 작업을 통해 최적의 기계적 성질이 얻어지도록 합금설계가 되어있기 때문에 구조물 제작시 용접에 의한 ARC 열을 받게 되면 열이력(thermal cycle)에 의해 모재의 미세조직이 변화하고 용접 결함이 발생하며 강도의 약화와 함께 내식성 등이 저하한다. 따라서 고강도 알루미늄합금의 용접성을 향상시키기 위해서는 용접부의 미세조직거동과 용접부에 발생하는 용접결함의 현상을 조사하여 용접용 고강도 합금에 필수적으로 요구되는 용접성에 대한 검토가 충분히 이루어져야 한다. 따라서 본 고에서는 알루미늄합금, 특히 7000계열 알루미늄합금에 주목하여, 용접방법, 각종 결함과 대책, 용접부의 시효경화와 응력부식균열 및 기계적 성질 등을 지금까지 보고된 각종 자료를 기초로 하여 3회에 걸쳐 기술하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제18권5호
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• pp.481-487
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• 2012

최근 FRP 선박의 폐선 처리문제, 환경 규제의 강화, 자원 재활용 등의 관점에서 소형 알루미늄 합금 선박의 건조가 증가하는 추세이다. 그러나 알루미늄은 가볍기 때문에 해양에서 고속으로 운행 가능한 알루미늄 선박은 캐비테이션이 발생되어 기포붕괴에 따른 큰 충격압력에 의해 캐비테이션 침식이 일어남으로서 재료의 수명에 있어 문제점을 드러내고 있다. 따라서 본 연구에는 캐비테이션에 의한 손상을 방지하여 내구 수명을 연장시키기 위한 방법으로 워터 캐비테이션 피닝 기술을 선박용 알루미늄 합금에 적용하였다. 이를 위하여 워터 캐비테이션 피닝을 실시하여 내캐비테이션 특성이 가장 우수한 적용 시간을 규명하였다. 선박용 알루미늄 합금 5456-H116, 5083-H321 그리고 5052-O는 워터캐비테이션 피닝을 실시함으로써 내캐비테이션 특성이 워터 캐비테이션 피닝을 하지 않은 시편보다 무게감소량이 각각 42.11 %, 50.0 % 그리고 25.7 % 개선되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.146-146
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• 2016

최근 국민 소득향상과 더불어, 여가시간 증가에 따라 해양레저에 대한 관심이 크게 높아지고 있으며, 그에 따라 레저용 선박 수요도 증가하고 있다. 기존 국내 소형 선박의 경우 FRP(fiber-reinforced plastic)재료로 선박을 건조해 왔다. 그러나 해양환경 규제 강화로 FRP 선박의 건조가 감소하고 있으며, 친환경 선박에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 FRP재료를 대체하는 선박용 재료로 친환경적이고 가벼운 소재인 알루미늄 합금 재료가 선박건조 분야에서 각광을 받고 있다. 특히 5000계열 Al-Mg 합금은 가공성과 용접성이 우수하여 주로 구조용으로 많이 사용되고 있으나 경량화에 따른 빠른 선속이 유체충격을 증가시켜 선체에 캐비테이션 손상을 일으킬 수 있다. Al-Mg 합금의 경우에 부식성이 대단히 큰 해양환경에서 부식과 캐비테이션 침식이 복합적으로 일어나면 손상이 빠르게 증가되는 경향을 나타내어 선박의 수명을 현저히 단축시켜 경제적인 손실을 초래한다. 따라서 본 연구에서는 해수 내에서 Al-Mg 합금의 캐비테이션 저항성을 향상시키기 위해 알루미늄 합금 표면에 내식성 뿐만 아니라 경도 및 내마모성 등의 기계적 특성이 우수한 산화피막을 형성시키는 양극산화 기술을 적용하고, 다양한 봉공처리(sealing)방법에 따른 캐비테이션 특성을 평가하였다. 캐비테이션 실험은 압전(piezoelectric) 효과를 이용한 진동발생 장치를 사용하여 $30{\mu}m$ 진폭으로 일정하게 유지하였으며, 시편과 혼 팁 사이의 간격은 1mm로 하였다. 캐비테이션 실험 후에는 시편을 초음파 세척하여 진공 건조기에서 24시간 이상 건조한 후 정밀저울로 무게를 측정하였으며, 표면 손상 형상을 분석하기 위해 주사전자현미경(SEM)과 3D현미경을 이용하여 관찰하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.137-137
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• 2017

Al-Mg 합금은 비중이 적고 강도가 우수하기 때문에 해양 환경에서 구조용 재료로 많이 사용되고 있으며, 특히 선박용 재료로 사용될 경우 선체의 중량을 줄일 수 있어 연료비가 절감되며 선속의 고속화가 가능하다. 그러나 해양환경에서의 재료 특성에 관한 지식 및 관련 기술 부족으로 알루미늄 선박 건조는 활성화 되지 못하고 있는 실정이다. 알루미늄 합금은 공기 중에서는 우수한 내식성을 지니는 것으로 알려져 있으나 해수환경에서는 염소이온에 의한 부동태 피막 파괴로 인해 내식성이 저하되며 공식 및 응력부식균열 등에 의한 손상이 발생할 수 있다. 특히 용접부의 경우, 모재에 비해 부식손상에 취약하며 기공과 같은 용접 결함을 포함하고 있어 구조물 파괴의 시발점이 될 수 있으므로 선박 및 구조물 건조시 대비가 필요하다. 그러나 이에 관한 충분한 연구가 이루어지지 않아 국내 중소형 조선소의 경우 알루미늄 선박 건조에 어려움을 겪는 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 선박 건조 및 해양 구조물에 널리 사용되는 Al 5083-H321 합금 용접부에 대하여 해수 내 부식 특성을 연구하고자 한다. 부식특성 파악을 위한 전기화학적 실험에 앞서 화학적 에칭을 통해 미세부위별 실험을 수행하였다. 기준전극은 은/염화은 전극을 대극은 백금전극을 사용하였으며, 타펠 분석을 위한 분극실험은 OCP를 기준으로 -0.25 ~ +0.25 V까지 실시하였고 양극분극실험은 OCP ~ +3.0 V까지 실시하였다. 양극분극 실험 후 부식된 표면은 주사전자현미경과 3D 분석을 통해 용접부 조직에 따른 전기화학적 특성을 관찰하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권3호
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• pp.223-228
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• 2007

본 논문은 선박용 알루미늄 합금에 대하여 TIG, MIG 그리고 로봇을 이용한 용접 등과 같은 다양한 용접기술을 적용하여 기계적 특성을 평가하였다. TIG 용접을 실시하였을 경우는 항복강도, 인장강도 그리고 연신율은 모재에 비하여 각각 83.9%, 64.6% 그리고 21.9%를 나타냈다. MIG 용접은 ER5356 용접봉을 사용하여 용접한 경우 ER5183 용접봉을 사용한 경우에 비하여 기계적 특성이 대략 2-4% 정도 개선된 효과가 관찰되었다. 또한 로봇을 이용한 용접을 실시한 경우는 5456-H116 모재에 비하여 5083O 모재의 경우가 양호한 기계적 특성을 나타냈다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.293-293
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• 2011

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권1호
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• pp.7-15
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• 1994

알루미늄합금의 용도가 우주 항공기 부품에서 자동차, 선박, 건축 등 다양화되면서 이들 재료에 대한 용접기술 또한 산업현장의 주요한 과제로 등장하게 되었다. 알루미늄합금은 극히 활성이 높고, 열전도율이나 열팽창계수가 매우 큰 물리적 특성 및 액상과 고상간의 매우 큰 수소 용해도 차이 등의 특이한 성질을 가지고 있기 때문에 용접에 있어서는 기공이나 미세한 융합 불량이 발생하기 쉽고, 또 용접변형의 제어에도 세심한 배려를 요하는 등 우수한 용접부를 만들기 위해서 고려해야 할 문제를 가지고 있다. 특히 기공이 후판 알루미늄 합금 용접에 있어서 보수공사의 대부분을 차지하고 있으므로 기공 방지법을 확립하는 것은 매우 중요하다. 알루미늄 합금의 용접에 있어서 기공의 발생원인은 수소에 의한 것이라고 정립되어 있으나 그 방지법에 대해서는 많은 연구검토가 행해지고 있음에도 불구하고 수소의 공급경로가 매우 다양하고 복잡하기 때문에 아직 체계적으로 확립되어 있지 못한 실정이다. 본 해설에서는 후판 알루미늄 용접시 가장 큰 문제가 되는 기공의 발생 원인과 방지대책을 기 발표된 자료를 기초로 하여 요약 정리함으로써 앞으로 여러 생산현장에서의 알루미늄합금 용접 특히 MIG 용접 관련 문제점 해결에 도움이 되고자 한다.

• 선박안전기술공단 소식
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• 통권2호
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• pp.4-4
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• 2006

"그림으로 보는 알기 쉬운 기관 점검 · 정비" 책자 발간/ "알루미늄 합금제 어선의 선형개발을 위한 해외사례 조사"/ 2종 스테인리스축 방식용 AL경량합금제 실용화 방안연구

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.266-268
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• 2007

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2011년도 전기공동학술대회 논문집
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• pp.283-283
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• 2011