지금까지 조선의 용접기술 현황과 최근 가장 관심의 대상인 용접의 합리화 방안에 대해 검토해 보았다. 이러한 합리화 방안은 서론에서도 언급한 바와 같이 점점 국내 시장점유율을 잃어 가고 있는 국내 조선업이 경쟁력을 키워 1995년 이후의 조선호황을 맞아 최대의 이익을 얻고자 하는 노력의 일환이다. 일본등 선진국에 비해 아직까지는 인력수급에 문제가 적은 국내 현실로는 대규모 투자가 소요되는 용접기계화나 Robot화가 성급하다는 의견도 있으나 최근의 노사문제, 제조업분야의 노동인력 부족등을 고려할 때 적극적인 대처가 요구된다. 특히 동구권의 개방화, 중국의 조선업계 발전등을 고려할 때 국내 조선소가 이들과 경쟁하기 위한 유일한 방법은 선진 국에 뒤떨어진 기술의 개발밖에 없다고 판단된다. 이러한 기술개발 특히 용접기술은 조선소 자 체의 설계, 기술, 현장 등에 있는 기술인력들 만에 의해 이루어지는 것이 아니라 용접재료 Maker ,용접기 Robot Maker, 관련설비, 부품Maker등을 포함한 관계자 전원의 노력과 상호협력이 불 가결하다고 생각된다. 아울러 국내 연구소 및 대학에 소속된 전문 연구원들이 국내 조선소가 당면하고 있는 현실 문제점에 좀더 깊은 관심을 가져준다면 선진국과의 기술차이를 극복하는데 필요한 시간을 더욱 단축시킬 수도 있을 것이다.
레이저 용접 기술은 종래의 기법에 비해 용접변형을 최소화하면서 고속용접이 가능하기 때문에 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 주로 전자, 자동차 부품 등의 용접 분야에 적용이 되고 있으나 고출력 레이저의 안정화, 와이어 첨가 레이저 용접, 레이저 아크 하이브리드 응접, 레이저 플라즈마 하이브리드 용접 등의 다양한 기술이 개발되면서 중공업, 조선 산업 분야 등에서도 적용이 확대되고 있다.(중략)
이 글에서는 GT Membrane방식 LNG 선의 1,2차 Membrane 의 제작시의 용접기술 및 용접이음 부의 강도에 대하여 개략적으로 검토하였다. Membrane 재료인 Invar강은 그 적용두께가 매우 얇 은 박판이기 때문에 용접이음시 용락 및 용접결함등를 방지할 수 있는 용접기술 및 시공상의 고 려가 LNG선 전체의 안전성 측면에서 매우 중요하다고 할 수 있다. 또한 근본적으로 Membrane 부재는 구조강도를 부담하는 강도 부재는 아니라 하더라도 선체로부터 전달되는 하중은 필연적으 로 받게 되므로 이 하중에 의해 피로파괴가 발생하지 않도록 용접부의 적정 강도를 유지하는 것 이 중요하다.
레이저 용접은 매우 작은 점으로 집속된 높은 밀도의 에너지로 재료를 용융시키는 용접방법으로, 좁고 깊은 용접부를 얻을 수 있으며 출력만 충분하면 단 1회의 용접으로도 상당히 깊은 용접부를 쉽게 얻는다는 장점이 있다. 레이저 용접의 원리와 특징, 레이저 용접 공정 변수, 레이저 용접공정의 관리, 산업현장에서의 레이저 용접기술 적용 현황을 알아본다.
우리나라의 용접재료는 산업구조 및 그 발전 속도와 용접재료 제조업체의 기술 및 연구개발 수 준과 더불어 발전하여 왔다. 용접이 본격적으로 이용되기 시작하여 약 40년이 경과되고 용접재료 제조업체가 현대적인 제조설비를 도입하여 체계적으로 용접재료를 생산하고 개발하기 시작하여 30년이 경과되었다. 용접재료가 양 및 질에 있어서 비약적인 발전으로 이룩할 수 있는 계기가 마련된 것은 제1차 경제개발5개년 계획의 수립과 추진으로 다양한 종류의 수요창출과 높은 수 준의 품질이 요구되면서 부터다. 1970년대에 조선공업등 강구조물을 주류로 하는 양적 수요 증 가의 기반이 조성되고 화학 프랜트, 원자력 발전등의 건설이 주축이 되어 관련 주변 기술이 발 전하므로서 용접재료의 품질보증 SYSTEM확보등 기술 발전의 획기적인 전기를 맞이하게 되 었다. 용접재료용 고품질의 원재료 및 일부 부재료가 국산화되고 용접재료 제조업체의 연구소 설립과 기술 및 연구개발 인력 확보, 그리고 대학 및 관공 연구소에서의 용접재료 관련 연구의 활성화에 힘입어 용접재료 기술은 국내 자체 기술로서 정착하게 되었다. 1941년 용접봉의 FLUX를 수제로 피복한 피복아크 용접봉(일미나이트계와 고산화철계의 혼합계통) 년산 17톤을 생산하기 시작하여 현재 년 12만톤을 생산하는 장족의 발전을 하게 되었다. 특히 1985년부터 1991년까지 용접재료의 고도성장은 종례가 없었던 기간이지만 1992년부터는 수요가 진정되고 경제의 불황이 예고되면서 저성장 추세는 상당기간 지속될 전망이다.
최근 산ㆍ학ㆍ연 등 각 분야에서 관심 있는 주요산업 기술에 대한 종합적이고 신뢰성 있는 분석정보의 수요가 증대하고 있으나, 실제 연구 분석기관들을 통한 공급은 미미한 상태이며, 특히 용접기술분야의 경우는 그 실적이 매우 저조한 실정이다. 따라서 한국과학기술정보연구원(KISTI)에서는 최근 시장성, 기술성 면에서 분석이 필요하다고 여겨지는 용접기술분야 중 알루미늄 합금으로 제작되는 수송기기의 용접기술을 분석대상 기술로 선정하여 기술과 학술정보동향 분석, 특허 정보 분석을 수행하였다.(중략)
용접구조물을 그의 사용목적에 적합하게 제작하려면 그의 구조설계와 사용재료의 적절한 선택과 사용성능을 충분히 확보하게 끔 제작과정과 품질보증을 할 수 있는 것이 필요하다. 즉 용접성 (Weldability)을 만족하게 하는 것이다. 구조물의 제작에 있어서 배려하여야 할 것은 구조의 사 용성능의 확보와 안전성인 것이다. 사용성능이란 구조의 강도, 기능 그리고 미관이나 끝내기의 외관적 성능등이다. 우리들의 생활공간에 존재하는 구조물이 한번 파손이나 파괴의 사고가 발 생하면 치명적인 것이 된다. 용접설계 생산과 제작의 기술적인 준비로써 용접구조물을 대상으로 용접가공에 중점을 두어 사용되는 말이다. 용접설계는 구조물과 제품의 용접제작과정을 완전히 지시하고 용접이음에 요구되는 사용성능이 확보 되게 끔 부재배치와 치수등이 선정되고 제작과 검사등의 실제 작업성을 충분하게 고려한 제작계획을 세우는 것을 말한다. 이와 같이 된 용접 설계를 바탕으로 용접기술자가 최적한 용접재료의 용접조건등을 결정한다. 즉 설계와 용접시공은 서로 밀접한 관계를 갖고 있어야 한다. 특히 용접설계의 비교적 초기단계에 속하는 것은 제품 기본계획과 강도해석 그리고 구조설계의 과정에 반드시 용접기술자의 관여가 필요한 것이다. 그리고 설계의 최적화를 위하여는 많은 정보 특히 경험적인 정보와 구조 해석적인 정보가 잘 처리되어야 한다. 오늘날의 CAD의 도입이란 전산기의 처리기술과 graphic기술을 묘미 있게 이 용한 것이라 할 수 있다. 용접구조물의 용접성을 논술하려면 다음과 같이 구분하는 것이 바람 직하다. 1. 용접구조물의 허용강도 2. 동접구조용의 강의 선택 3. 용접시공조건 4. 용접설계 이중 용접 제작과정을 표 1에 나타내었다. 구조물의 용접설계 요구조건으로써, 1)손상, 2)탄성 파손, 3)항복응력, 4)기계적인 불안정성, 5)파괴와 붕괴등을 고려하여야 하며 구조용 강의 선택은 1. 강도(strength) 2.연성(ductility) 3.인성(toughness)을 고려하여 구조물의 설계에 충분히 만 족해야 한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권5호
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pp.699-703
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2004
레이저 용접 기술은 종래의 기법에 비해 용접변형을 최소화하면서 고속용접이 가능하기 때문에 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 주로 전자, 자동차 부품 등의 용접 분야에 적용이 되고 있으나 고출력 레이저의 안정화. 와이어 첨가 레이저 용접. 레이저 아크 하이브리드 용접. 레이저 플라즈마 하이브리드 용접 등의 다양한 기술이 개발되면서 중공업. 조선 산업 분야 등에서도 적용이 확대되고 있다. 선박생산 분야에서 경량화와 생산성 증가 등의 목적으로 생산라인에 레이저 또는 레이저 하이브리드 용접을 적용하고 있다. (중략)
중화학공업과 조선공업이 비약적으로 발달됨에 따라 우리나라의 용접기술은 진일보를 거듭하였다. 그러나 각종 용접에 따른 산업재해(감전, 용접 fume 및 가스에 의한 진폐, 중독, 화상 등)도 날로 증가하는 추세로 이러한 용접재해 중 용접흄(fume)으로 인한 안전위생 및 환경오염적인 측면에서 큰 문제점을 야기하고 있으나 아직 국내에서는 여기에 대한 관심 및 연구가 미비한 실정이다. 그러므로 본 고에서는 용접 fume에 대한 개괄적인 면을 소개하고, 그 중 현실로 직면하는 "현장 용접장의 흄(fume) 및 흄의 특정성분에 대한 관리허용농도의 현황과 흄 발생량에 따른 필요 환기량"을 기술하고자 한다. 기술하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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