• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.846_846
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• 2009

노즐의 용삭은 초고압 가스 차단기의 압력 상승에 중요한 역할을 한다. 기존의 연구는 총 아크 에너지와 용삭량과의 관계에 집중되어 왔으며 아크 에너지 대신 전류의 제곱등을 사용하기도 했다. 본 논문에서는 반복 시험을 통해 노즐 용삭 특성을 구하였으며, 이를 통해 아크의 전류, 전압과 용삭량과의 상관관계를 구하였다. 또한 계단형 노즐을 사용하여 노즐 반지름과 용삭량과의 관계에 대해서도 살펴보았다.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• no.12 s.96
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• pp.86-92
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• 1984

최근의 전자계산기, 각종 제어장치 또는 컬러TV등 전자기기의 보급에 따라 공급전압의 고도의 안전성, 즉 전력의 질적 향상에 대한 요구는 더욱 높아지고 있다. 한편 전압변동 발생원인 아크로, 암정기 및 용접기 등은 합리화, 생산성의 향상을 위해 대형화됨에 따라 공장내 뿐만 아니라 일반 전력계통에 전압변동장해를 야기하는 경우가 많아지고 있다. 이같은 전압변동은 조명에 플리커가 발생하여 인간의 눈에 불쾌감을 주거나 각종 전기기기의 오동작이나 정지 등을 야기하여 생산, 연구, 의료관계에 악영향을 미친다. 여기서 전압변동이 전기기기에 미치는 영향과 대책에 대하여 해설하기로 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.29.1-29.1
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• 2018

양극산화 표면처리 방법의 일종인 플라즈마 전해산화(PEO, Plasma electrolytic oxidation)는 금속 소재에 양극 전압을 인가하여 고경도의 산화 피막을 금속 표면에 형성시키는 표면처리 기술이다. PEO 공정은 피막의 국부적 유전체 파괴에 의한 아크의 발생을 동반하며, 형성된 산화 피막이 아크 발생에 의한 높은 열에 의해 결정화 되어 일반적인 양극산화 피막보다 우수한 경도와 내마모성을 가진다. 하지만 PEO 공정은 고전압을 필요로 하여 일반적인 양극산화 처리보다 소모되는 전력량이 많으며, 아크 발생에 의해 형성된 피막의 표면 거칠기가 높기 때문에 활용 분야가 제한되거나 후속 연마 공정을 필요로 하는 단점이 존재한다. 본 연구에서는 전류 파형이 알루미늄 합금의 플라즈마 전해산화 피막의 형성 거동에 미치는 영향을 직류 및 펄스전류를 사용하여 연구하였다. NaOH 및 $Na_2SiO_3$가 혼합된 전해액에서 직류 전류 밀도, 전압, 펄스폭을 달리하여 알루미늄 합금에 전류를 인가할 때 발생되는 아크의 거동, 형성된 산화 피막의 두께, 거칠기, 경도, 표면 및 단면 구조를 비교 분석하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.22 no.10
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• pp.141-149
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• 2008

Because aluminum has a lighter weight and higher strength than iron, it is frequently used in the transportation industry for the purpose of reducing the weight of a chassis, and thereby increasing fuel efficiency. However, there are some difficulties with arc welding aluminum due to its lower melting point, high thermal conductivity and oxidation coating on its surface. This study proposed using superposition ac pulse MIG arc welding, which has been improved from the pulse waveform of conventional MIG welding. A MIG arc welding power source was developed to test the effectiveness of this method.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.302-302
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• 2012

본 연구에서는 아크 소스를 이용하여 TiAlN을 코팅하였으며 공정 변수 중 질소 유량에 다른 TiAlN 박막의 물성 변화를 관찰하였다. TiAlN은 고경도 난삭재의 고능률 절삭 분야에 사용되어 공구의 수명을 향상하기 위한 표면처리 소재로 각광을 받고 있다. TiAlN 박막은 아크 소스에 장착된 TiAlN 타겟(Ti-50 at %Al)을 사용하여 스테인리스 강판 위에 코팅 하였으며 이 때 기판과 타겟 간의 거리는 약 30 cm이었다. 기판을 진공용기에 장착하고 ${\sim}10^{-6}$ torr까지 진공배기를 실시한 후 아르곤 가스를 진공용기 내로 공급하여 공정 압력인 $7{\times}10^{-4}$ torr로 제어한다. 공정 압력에서 아크 소스에 약 70 A의 전류를 인가하여 아크를 발생시키고 기판 홀더에 약 -400 V의 직류전압을 인가하여 약 5분간 청정을 실시하였다. 기판의 청정이 끝나면 기판에 인가된 전압을 차단하고 질소 가스를 진공용기에 공급하여 TiAlN을 코팅하였다. 질소 유량이 30 sccm일 경우 TiAlN 박막의 경도가 약 2510 Hv로 가장 높았으며, 질소의 유량이 40 sccm 이상으로 증가할 경우 TiAlN 박막의 경도는 1500 Hv로 주목할 만한 변화는 없었다. 질소 유량이 증가하면 TiAlN 박막의 색상은 회색에서 어두운 보라색으로 변화하였고 주사전자현미경 분석을 통해서 거대 입자(macro particle)가 감소하는 경향을 확인할 수 있었으며 이는 질소 유량이 증가할수록 TiAlN 박막의 표면조도 또한 증가하는 분석결과와 일치하였다. X-선 회절 분석을 통해 질소 유량이 30 sccm 이상에서 박막의 질화가 일어나고 2500 Hv 이상의 경도를 가지는 최적 조건임을 확인하였으며, 이는 절삭 공구 등과 같이 고경도 유지를 위한 코팅 분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서 얻어진 결과를 바탕으로 질소 유량 외에 다른 공정 조건을 변화시켜 TiAlN 코팅을 실시한다면 다양한 색상 구현, 고경도, 내마모성 등 TiAlN 박막의 기능성을 향상할 수 있을 것으로 예상된다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.2207_2208
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• 2009

전력 계통에서 고장이 발생하게 되면 이를 제거하기 위해 차단기가 동작하게 된다. 차단기가 동작하게 되면 선로가 차단되고 건전상과 고장상 사이의 정전 현상에 의해 아크현상이 발생하며, 이러한 현상은 송전 선로에서 일시 사고의 형태로 가장 빈번하게 발생하는 현상이다. 따라서 일시고장의 주요 현상이 되는 아크를 정확하게 파악하고 이해하는 것은 송전 계통에서 가장 중요한 과제 중 하나라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 다양한 아크모델 중 ZnO 아크 모델을 ATPDraw를 통해 구현하였으며 이를 765kV 송전선로에 연결하여 고장 발생각 변화에 따른 전압 특성을 분석하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.1 no.1
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• pp.13-20
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• 1983

본 연구는 후판 SEG아아크 용접 조건의 변수가 충격 강도에 미치는 영향을 검토함으로써 최적 용접 시공조건을 선정하는데 주목적을 두었다. 본연구를 통하여 얻은 바로는 32mm 후판을 SE G아아크 용접법을 적용하여 용접할 때 최적 용접 시공 조건은 다음과 같다. 1) 뒷면 받침재는 가볍고 취급하기 편리한 것이어야 한다. 2) 바람직한 저입열 용접은 입열량 160KJ/cm, 흠 각도 03$^{\circ}$, 루우트 간격 8mm, 와이어 돌출 길이 45mm, 전류 320~350AmP, 전압 36V, oscillation 폭 13mm의 용접 시공 조건하에서 적절히 이루어질 수 있다. 이상에서 선정된 용접 시공 조건을 사용하면 32mm 후판 SEG 아아크 용접에서는 용접 결함이 없고, ABS선급규정의 2A, 2YA 요구사항을 만족시킬 만한 성능의 용접부를 얻을 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.427-428
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• 2015

본 논문은 DC 배전시스템 내에서 발생할 수 있는 직렬 DC 아크 고장을 검출하기 위한 알고리즘을 제안한다. 직렬 DC 아크 고장은 동일 전위의 도선 또는 접속점의 노화 등으로 인해 발생하며, 아크 고장 에너지의 크기에 따라 수초 이내에 화재 사고를 유발할 수 있기 때문에 정확한 고장 검출을 통한 빠른 제거가 필요하다. 스위칭 전력변환 장치에서 발생하는 노이즈 성분에 의한 검출 알고리즘의 오동작 현상을 제거하기 위해 시간 영역에서의 전류 변화와 주파수 영역에서의 전류 크기 차이를 동시에 이용하여 직렬 DC 아크 고장 발생여부를 검출하게 된다. 제안 알고리즘은 5kW급 용량의 380V 저전압 DC 배전 시스템을 대상으로 검증하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.65-65
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• 2009

철강 재료의 GMA 용접 시, 보호가스로 $CO_2$ 가스를 사용하면 가격이 저렴하고 용입이 깊다는 장점이 있어 국내에서 광범위하게 사용되어 왔다. 그러나 일반적으로 활성가스인 $CO_2$를 사용한 GMA용접은 아크가 불안정하고 스패터가 많이 발생한다는 단점이 있어 아크 안정성 개선의 필요성이 부각되었다. 거기다 용접 자동화 및 용접 품질의 고급화 추세로 아크 안정성이 $CO_2$용접에서 점점 중요해지면서, 아크 안정화 및 스패터 저감을 위한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 연구에서는 GMA 용접 재료인 solid wire의 표면에 이온화 에너지가 낮은 금속인 인듐(In)을 전해 도금하여 중전류의 $CO_2$ 용접에 적용하였다. 고속 촬영과 아크 모니터링 분석을 통하여 금속 이행 모드 및 아크 안정화에 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 동일 전압, 전류 조건에서 도금 두께를 달리하여 용접을 실시, 도금 두께에 따른 아크 안정성의 경향을 분석하였다. 그 결과 도금 두께가 두꺼워짐에 따라 아크가 넓어지는 것을 확인하였으며, 이는 아크 내에 이온화도가 높은 인듐 이온이 다량 포함됨으로써 이온의 양이 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 또한 도금 두께가 일정 이상이 되면, 이행 모드가 용적의 아래에서 아크가 발생하는 반발 이행 모드에서 용적의 윗부분에서 아크가 발생하는 입상 용적 이행 모드로 바뀌었으며, 이때 단락 수가 현저히 줄어들어 아크가 안정해졌다. 이에 따라 인듐 도금 와이어는 기존보다 낮은 전류 영역에서도 안정적인 아크와 금속 이행 모드를 가지게 됨을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.370-370
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• 2010

최근 자연모사를 통한 초저마찰 연구가 활발히 진행되고 있으며 리소그라피, 레이져 가공법 등의 다양한 방법을 통해 표면구조 제어가 시도되고 있다. 본 연구에서는 자장여과 아크 플라즈마 이온 소스를 이용한 WC-Co 및 SCM 415 금속소재의 표면구조 형상제어를 통해 저마찰 특성을 시도하였다. 자장여과 아크 소스는 90도 꺽힘형이며 5개의 자장 코일을 통해 아크 음극에서 발생된 고밀도($10^{13}\;cm^{-3}$ 이상) 플라즈마를 표면처리 대상 기판까지 확산시켰다. 공정 압력은 알곤가스 1 mTorr, 아크 방전 전류는 25 A, 플라즈마 수송 덕트 전압은 10 V이다. 기판 전압은 비대칭 펄스 (-80 %/+5 %)로 -600 V에서 -800 V까지 인가되었으며 -600 V 비대칭 펄스 인가시기판으로 입사하는 알곤 이온 전류 밀도는 약 $4.5\;mA/cm^2$ 이다. WC-Co 시편의 경우 -600 V 전압 인가시, 이온빔 처리 전 46.4 nm(${\pm}12.7\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 5분, 10분, 20분동안 이온빔 처리함에 따라 72.8 nm(${\pm}3\;nm$), 108.2 nm(${\pm}5.9\;nm$), 257.8 nm(${\pm}24.4\;nm$)의 조도를 나타내었다. SCM415 시편의 경우 -800 V 인가시, 이온빔 처리 전 20.4 nm(${\pm}2.9\;nm$)의 조도를 갖는 시편이 20분동안 이온빔 처리함에 따라 275.1 nm(${\pm}43\;nm$)의 조도를 나타내었다. 또한 주사전자현미경을 통한 표면 형상 관찰 결과, 이온빔 식각을 통해 생성된 거친 표면에 $3-5\;{\mu}m$ 직경의 돌기들이 산발적으로 생성됨을 확인했다. 마찰계수 측정 결과 SCM415 시편의 경우, 이온빔 처리전 마찰계수 0.65에서 조도 275.1 nm 시편의 경우 0.48로 감소하였다. 본 연구를 통해 이온빔 식각을 이용한 금속표면 제어 및 저마찰 특성 향상의 가능성을 확인하였다.