• Journal of Welding and Joining
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• 제9권3호
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• pp.10-17
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• 1991

용접구조물에서 용접이음부가 차지하는 비율은 매우 작은 경우가 많지만 용접이음부에는 각종 초기결함(이들 결함으로부터 진전하는 피로 균열, 환경에 의한 균열등을 포함) 및 용접 초기의 부정형을 비롯해서 형상적 불연속 등에서 유기되는 국부적인 응력, 변형률의 집중, 잔류응력, 구속응력, 용접금속이 갖는 숙명적인 야금적 특성의 불균일, bond부 및 HAZ부에서의 용접열 싸이클에 의한 재질의 국부적 강도저하등 용접부의 강도를 저하시키는 인자들이 복합되기 쉽고, 용접구조물 전체의 내파괴 건전성평가에서 용접부가 파괴 강도는 매우 중요하다. 용접구조물의 설계, 시공의 목적은 소요성능의 확보에 있고 구조물이 사용중에 성능손실이나 불안정 파괴가 발생하지 않도록 하는 것이 주요요건이 될 것이다. 현재의 제강기술수준에서 볼 때 모재의 강 도보다 오히려 용접부의 강도 특히 피로강도 및 파괴 인성을 적절하고 합리적으로 평가하는 것이 매우 중요하다고 해도 과언이 아닐 것이다. 용접부의 강도를 평가하는데 있어서 용접부에 발 생하는 용접결함에 대한 평가는 매우 중요하며 이들 결함에 대한 허용결함한계를 평가하여 보수 여부 및 용접구조물의 신뢰성을 평가 할 필요가 있다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제11권4호
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• pp.24-35
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• 1993

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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.63-63
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• 2009

최근 연비 향상 및 배기가스 저감을 위한 친환경 경량 굴삭기에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 시도는 굴삭기의 소재의 강도를 490MPa급에서 700MPa급으로 고강도화를 통하여 작업장치의 경량화를 도모하고 있다. 본 연구에서는 중장비용 고강도 열연강재로 재발중인 ATOS70강재의 기본 용접성 및 GMAW 용접부 특성을 검토하였다. 사용한 시험재는 현장시험재인 14~16mmt두께의 ATOS70강재를 사용하였고, 용접경화성 및 저온균열감수성을 평가하였다. 또한 GMAW 용접을 실시하여 용접부의 이음부 특성을 검토하였다. 14mmt 두께의 ATOS70강재의 탄소당량은 약 0.44수준이고, 모재 인장강도는 약 760MPa급 수준을 보였다. 한편 최고경도시험에 의한 용접부 최도경도는 약 300Hv 수준을 보였으며, 경사 y-groove구속시험에 의한 14mmt두께의 한계예열온도는 상온이었다. 한편 GMAW 용접부 인장시험결과 740MPa급 이상의 인장강도를 확보하였고, $-5^{\circ}C$ 용접부 Charpy 충격시험결과 48J 이상의 충격인성을 나타내었다.

• 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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.628-631
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• 2010

환경문제에 대한 관심으로 자동차에 대한 경량화가 요구되는 동시에 안전규제가 강화 되고 있어, 높은 인장강도를 가지는 고강도 강의 차체 적용 비율이 점차 증가하고 있다. 또한, 자동차 1대를 조립하기 위한 저항 점용접 횟수를 줄이고, 용접부에 충격안정성을 확보하기 위한 관심이 고조되고 있다. 따라서, 국내 자동차 산업에서 용접부의 신뢰성을 보장하기 다양한 비파괴 검사를 적용하고 있으며, 생산 공정에 적용하고 있다. 그중에서 용접 전극 사이에서 동저항(Dynamic resistance, 용접 공정중모재의 저항값의 변화)을 계측하여 용접성을 평가하는 방법이 제시되고, 차체 조립공정 중에 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 자동차 차체용 냉간 압연강판(590MPa dual-phase steel)을 인버터 DC 저항 점 용접하여, 용접전극 사이에서 동저항을 측정 하였다. 용접성은 인장전단 강도로 평가하였고, 용접 공정 변수는 용접 전류, 용접 시간, 가압력을 선정하였다. 동저항 그래프의 ${\alpha}$-peak와 ${\beta}$-peak값을 인장전단 강도에 따라 회귀 분석하여, 동저항에 따른 인장전단 강도를 예측하였다. 추가적으로, 용접부의 외관 형상 중에 압흔 깊이와 압흔자국 지름에 대한 회귀분석을 실시하였으며, 용접부 형상에 대한 신뢰성을 부여하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.331-337
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• 2006

최근 고성능 대형 강구조물에 많이 적용되고 있는 TMC 강재에 대해 두께 20m, 60m, 82m의 후판을 6m~16mm의여러 용접치수로 필릿용접하여 겹이음부가 있는 시험체를 제작하고, 인장시험을 통하여 필릿용접부의 강도를 측정하였다. 측정된 필릿용접부의 강도는 모재의 두께, 용접 치수, 용접축에 대한 힘의 작용방향 등을 달리한 모든 경우에 설계기준에서 적용하고 있는 강도 계산식에 의한 공칭강도의 값보다 더 큰 것으로 나타났다. 특히 60mm와 82mm 두께의 모재에 대해 국내도 로교설계기준에서 요구하고 있는 최소 용접치수보다 더 작은 용접치수를 적용한 경우에도 시험체 제작과정에 용접의 어려움이나 용접부의 결함, 균열 등이 발견되지 않았으며, 용접부의 강도도 다른 경우와 거의 동일한 수준인 것으로 나타났다.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.146-154
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• 1990

수냉형의 Bo kg/$\textrm{mm}^2$1급 TMCP 고장력 강재를 중심으로, 이 강재 모재의 기계적 특성 및 용접부의 각종 사용특성에 관해 종래의 압연제법에 의한 동일강도레벨의 고장력강판과 비교하여 고찰하고 이 강재의 유효이용에 대하여 설명하였다. TMCP 고장력 강판은 탄소당량이 낮고 결 정립 미세화가 달성되기 때문에 파괴인성이나, 용접부의 내외화, 내용접균열성 면에서 탁월한 특 징을 가지나 용접조립시 용접열사이클로 인한 연화현상 때문에 용접부의 사용특성이 문제로 될 수 있다. 그러나 용접조건이나, 강판의 강도, 화학성분의 배려, 선택에 따라 실용상 별로 문제가 되지 않음이 확인하고 있다. 이와 같은 특징으로 인해 TMCP강은 조선용 소재뿐만 아니고, 북해, 북극해와 같은 한냉빙해역의 가혹한 환경에서 작동되는 해양구조물용이나 라인 파이프용 소재 로서도 그 활용이 확대되어 갈 것으로 생각된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.62-62
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• 2009

석탄화력발전소의 CO2배출량 감소와 고효율, 대용량화로 인해 초초임계압(USC:Ultra Super Critical) 화력발전소의 건설이 증가하고 있다. USC 발전소는 효율향상을 위한 증기온도와 압력의 상승 때문에 보일러 고온고압부에 기존의 소재에 비해 고온강도와 내산화성의 재료물성이 향상된 신소재 적용이 불가피하다. 특히 사용된 신소재 중에서 보일러 본체를 구성하는 수냉벽관(Water wall), 과열기와, 재열기용 튜브 및 후육부인 헤더와 배관재로 기존의 2.25Cr-1Mo강을 개량한 2.25Cr-1.6W계 내열강이 적용되고 있다. 2.25Cr-1.6W강은 SMI와 MHI가 공동개발한 소재로 1995년 튜브제품이, 1999년에 단조, 파이프재, 플레이트제품이 ASME code case로 등재되었고, 2009년 ASME code case 2199-4로 개정되어 사용 중이다. 이 소재는 2.25Cr-1Mo강에 고온강도 개선을 위해 석출강화효과가 있는 V과 Nb을 첨가하였고, 탄화물의 열적안정성과 고용강화효과 증대를 위해 W을 첨가하였다. 그리고 제작성과 용접성 및 재료의 인성 향상을 위해 B첨가와 C함량을 낮추었다. 합금성분의 첨가와 조정에 의해 고온강도는 개선되었지만, 보일러 설치 및 보수를 위한 용접과정에서 용접금속과 CGHAZ(Coarse Grain HAZ)에서 용접균열이 발생하였다. 대부분의 용접균열은 용접결함이나 고온 혹은 저온균열이 아닌 2.25Cr-1.6W계강의 강도 개선을 위해 첨가한 V과 Nb이 용접후열처리 도중 입내에 MX형태의 미세석출로 입내를 강화시킴으로서 발생한 재열균열 민감성 증대에 기인된 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서 용접 및 후열처리 과정에서 용접금속과 HAZ에서 발생하는 용접금속의 응력분포를 전산해석을 통해 확인하고 실제 후육파이프 용접부에서 잔류응력을 측정해 비교하였다. 용접부 응력분포는 SYSWELD 프로그램을 사용해 해석을 수행하였고, 발전소 실배관재의 용접부 응력측정은 수평부 측정이 용이하도록 지그를 부착한 Potable 잔류응력측정기를 사용해 Hole Drilling Method(HDM)를 적용하여 잔류응력을 측정하였다. 해석 결과 CGHAZ부위의 잔류응력이 용접금속과 기타 부위에 비해 높은 응력분포를 나타냈으며, 이는 CGHAZ와 용접용융선 부근에서 균열이 발생하는 실제값과 일치하는 결과를 보였다. 실제 배관재 용접부에서 측정한 잔류응력값은 항복응력의 약 50% 이하 응력값을 나타냈다. 배관 구조에 기인한 시스템응력의 영향을 제거하기 위해 배관재 용접부를 중심으로 양끝단을 절단 후 용접부에서 측정한 응력은 항복응력 대비 25%수준의 낮은값을 보였다. 그러나 배관재가 장기간 고온환경에 노출되었고 용접금속 내부의 균열이 발생한 상태에서 측정하였기 때문에 용접잔류응력은 상당부분 해소되어 상대적으로 낮은 응력값이 얻어진 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.231-238
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• 2000

본 연구는 용접지단부의 후처리 결과, 상대적으로 피로강도가 낮아진 용접루트부에 초점을 맞추었다. 용접루트부의 피로강도를 향상시키기 위하여 부분용입용접을 실시한 십자 리브 시험체와 보통의 필렛용접이음 십자 리브 시험체를 대상으로 피로시험을 행하였다. 그 결과, 부분용입용접을 한 시험체이더라도 용접그대로인 시험체의 경우는 보통의 필렛용접이음과 거의 동등한 피로강도를 보였다. 이것은 피로파괴가 지단부로부터 시작되었기 때문에 용접루트부의 보강책인 부분용입용접의 효과가 나타나지 않았다고 생각된다. 이에, 지단부의 피로파괴를 막기 위해 지단부를 후처리시킨 부분용입용접이음 시험체를 대상으로 피로시험을 한 결과, 보통의 필렛용접이음보다 상당한 피로강도 향상을 보였다. 그러므로 본 연구는 지단부로부터 피로균열 발생을 억제한다면, 부분용입용접이음으로 루트부의 피로강도를 향상시켜, 결국 전체적인 파단수명을 향상시킬 수 있을 것으로 생각한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.226-232
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• 1983

회전수를 용접변수로 했을 때 이종강봉 및 이종강관의 마찰용접에 있어서 소성변형중에 발생한 AE(acoustic emission)량과 용접후의 냉각중에 발생한 AE량의 총량을 측정해석하고, 용접표면상 에 0.635mmR의 반원 노치를 가공했을 때의 용접부 인장강도를 구하여, AE총량과 용접부강도와 의 상관관계실험식 모델을 만들었고, 이들과 관계계산식과의 비교 조사와 95%신뢰성을 검증하였 고, 이종강의 마찰용접 중에 용접강도와 품질을 검토관리할 수 있는 기본자료가 되게 하였다.