• Journal of Welding and Joining
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• 제25권4호
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• pp.9-14
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• 2007

선박의 고강도화 및 극후물화가 진행됨에 따라 선체 구조물의 파괴 특성에 대한 관심이 높아지고 있으며, 최근 균열정지의 관점에서 취성균열 정지특성에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 기존의 연구결과에 따르면 65mmt 이상의 극후물 용접부에 대해서 취성균열 정지특성의 저하가 발생할 가능이 있다고 보고되고 있으며, 취성균열 정지특성이 우수한 강재의 개발 이외에 용접부 보강재의 부착, 보수 용접 실시 등 개선 방안을 마련하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 그러나 극후물 용접부 취성균열 전파기구에 관한 규명은 현재 전무한 실정이며, 강재 두께의 영향 이외에 용접 입열량 용접부 잔류응력 등의 효과가 복합적으로 검토되어야 한다. 아울러 극후물 용접부 균열정지 파괴인성의 평가, 대형파괴시험을 대체할 소형시험법의 개발 및 검증 등에 관한 연구가 요구된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.116-116
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• 2009

마그네슘 합금은 구조용으로 사용 가능한 금속 재료 중 가장 가벼운 소재이며, 동시에 비강도 및 비강성과 같은 기계적 특성이 우수하여 알루미늄 합금의 뒤를 이을 차세대 경량 재료로써 주목을 받고 있다. 더욱이 석유자원의 대부분을 소비하고 있는 운송기기 분야에서는 경량화를 통한 연비향상과 배출가스 저감이 가장 큰 과제이며, 이 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 최경량 소재인 마그네슘 합금의 사용량은 더욱 증가할 것으로 기대된다. 한편 기존의 마그네슘 합금 관련 연구는 새로운 합금의 개발에 치우쳐 있었으며, 상대적으로 이들 합금을 활용하기 위한 가공기술, 특히 용접에 대한 연구는 아직까지 많이 부족한 실정이다. 이는 철강재와 비교하여 마그네슘 합금의 고유물성이 용접의 관점에서는 상당히 열악하기 때문으로, 마그네슘은 융점 및 비점은 낮은 반면, 증기압과 열전도율은 높고 표면장력 및 점성은 낮은 특성을 가지고 있다. 그러므로 타 공법에 비해 상대적으로 입열이 적고 고속용접이 가능한 레이저의 적용이 최적으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 Nd:YAG 레이저를 사용하여 압연판재로 상용화되어 있는 AZ31B 마그네슘 합금의 맞대기 용접성을 조사하였으며, 용접부의 미세조직과 용접조건에 따른 용접부의 기계적 특성을 비교 및 검토하였다. 용접부의 기계적 특성은 인장 및 경도시험을 통해 평가하였다. 그 결과 레이저 출력 1.2kW를 적용한 경우에 안정적인 강도를 얻을 수 있었으며 레이저 출력 1.5kW, 용접속도 80mm/sec의 조건에서 모재 인장강도 대비 103% 그리고 연신율 대비 47.1%의 최적의 결과가 얻어졌다. 또한 용접부의 경도는 모재와 동등하거나 다소 높은 수준이었다. 이는 용접시 용접부내 잔류하는 알루미늄에 의한 고용 강화 효과와 금속간화합물의 석출 빈도 증가, 그리고 레이저 용접의 특징인 급열급랭 공정에 기인한 결정립 미세화의 영향 때문으로 사료된다. 한편 용접부 미세조직을 관찰한 결과, 열영향부의 존재는 두드러지지 않았으며 용융경계부에서는 주상정이, 그리고 용접부 가운데에서는 등축정이 관찰되었다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.262-266
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• 1998

하나로 핵연료의 피복관과 봉단마개 재료로 사용되는 Aluminum 1060의 전자빔 용접부의 비드 특성을 조사하기 위하여 bead-on-plate 용접을 하였다. 비드의 단면을 절단하여 가속전압, 빔 전류, 용접속도에 따른 비드의 폭과 용입 깊이의 변화를 측정하고 용접부에 발생한 용접결함을 관찰하였다. 실험결과 가속전압과 범 전류의 증가에 따라 용입 깊이는 직선 비례적으로 계속 증가하였지만 비드폭은 그 증가율이 감소하는 경향이었다. 용접속도의 증가에 따라서 비드 폭과 용입깊이는 감소하는 경향을 보였다. 또한 범 출력이 높은 용접부의 root부에 다수의 porosity 가 발생하는 것을 관찰 할 수 있었으며 핵연료 봉단 마개의 porosity와는 다른 것을 확인하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.20-20
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• 2010

GTA (Gas Tungsten Arc)용접은 불활성 분위기에서 용접이 이루어지기 때문에 타 아크용접법에 비해 용접부 품질이 우수하여 고품질이 요구되는 산업분야에 널리 이용되고 있다. 하지만 스테인리스강으로 pipe를 제조하기 위해 GTA 용접을 적용할 경우, Laser 및 고주파 용접 (HFIW)에 비해 용접부 품질 및 용접속도가 낮기 때문에 pipe를 제조하는 산업에서 적용에 제한을 받고 있다. 하지만, GTA는 laser 혹은 HFIW에 비해 가격이 1/10수준으로 낮고, 용접부 gap tolerance 및 용접면 관리범위가 넓은 장점이 있기 때문에 GTA의 용접속도 및 용접품질을 향상시키기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 일반적으로 스테인리스강 GTA용접 시 용접속도를 향상시키기 위해, 모재의 성분 제어 (합금성분 최적화-Al, S, Se, O등), Flux 도포 기술 (산화물을 용접전에 도포하여 용접속도 향상) 및 혼합보호가스 적용 등이 있다. 스테인리스강 용접 시 보호가스로는 용접부 품질을 확보하기 위해 Ar을 주로 사용하고 있다. 하지만 용입 특성을 향상시키기 위해 아크의 온도를 높일 수 있는 He, 혹은 $H_2$ gas를 단독 혹은 혼합하여 사용하고 있다. 오스테나이트계 스테인리스의 경우 용입특성을 향상시키기 위해 Ar에 $H_2$를 2~10%정도 혼합하여 사용하고 있다. 페라이트계 스테인리스강은 수소에 대한 고용도가 상대적으로 작아 용접부 수소 취화를 일으킬 수 있기 때문에 적용에 제한을 받고 있어 그 대안으로 산소를 극히 소량을 혼합하여 용입성 향상에 대한 연구가 보고 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 페라이트계 스테인리스강의 용입특성을 향상시킬 목적으로 Ar에 산소를 미량 첨가 (1%미만) 하여 용접전류 및 산소 함량에 따른 용입특성의 변화에 대해 연구하였다. 또한 기계적인 물성 및 부식특성을 평가하였고, 최종적으로 실용화 가능성을 파악하기 위해 용접전극의 수명 테스트를 실시하였다. 실시한 결과, 산소가 첨가량 증가 할수록 용입특성은 상승하였으며, 기계적인 물성 또한 산소를 첨가하지 않은 경우에 비해 거의 유사한 값을 얻을 수 있었다, 하지만 산소함량이 증가 할수록 전극의 수명은 감소하여 교체주기가 증가함을 알 수 있다. 본 연구를 통해 얻어진 기술을 상용화시키기에는 극복해야할 문제가 있지만, 소재 합금성분 설계 시 용접생산성 향상위한 산소성분 범위를 제시할 수 있으리라 판단된다.

• 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 Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.68-74
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• 2011

본 논문은 LNG 선박의 이중연료엔진의 이중벽 가스파이프의 재료인 STS 304와 STS 316L에 대하여 GTAW에 의해 용접된 동종 및 이종 용접부의 기계적 특성과 용접성을 평가하였다. STS 304 동종 용접부의 경우, STS 316L 동종 용접부에 비해 모재 대비 현저하게 기계적 특성이 감소하는 경향을 나타냈다. 미세조직 관찰 결과, STS 304 동종 용접부가 STS 316L 동종 용접부에 비해 침상 페라이트가 많이 형성되어 상대적으로 높은 경도를 나타냈다.

• 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.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.133-141
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• 1996

하중 전달형 필릿 용접 이음부에서 피로파괴는 용접투우부와 용접루트부로 부터 발생된 피로균열 발생 및 전파의 특성에 지배된다. 또한 그 피로균열의 특성은 필릿의 형상과 응력범위에 따라 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 하중 전달형 십자형 필릿 용접 이음부에서 피로하중 작용시 용접토우부에서 파괴하기 이한 용접부의 임계다리길이와 응력범위등을 검토하는 것이다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1992년도 특별강연 및 춘계학술발표 개요집
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• pp.63-63
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• 1992

본 연구에서는 Zn도금강판의 mash seam용접부의 조직학적 특성 및 도금층 및 인산염 coating의 용접 접합 계면에서의 거동율 검토하여 용접과정율 단계별로 분리 파악하여 계면 파단의 mechanism을 제시하였다. 이와 더불어, mash seam용접부에서 발견 되는 결함의 종류 및 방지대책에 관하여서도 언급하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.205-211
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• 2013

초음파 감쇠를 이용하여 티타늄 용접부에 대해 기계적 특성, 파단면 및 초음파특성을 연구하였다. 준비된 티타늄 시험편은 아르곤 가스를 이용하여 제작하였다. 티타늄 용접 시험편이 파단 되었을 때 변화하는 초음파 신호변화를 확인하기 위해서 인장시험을 실시하였다. 주사전자현미경을 이용하여 파단면을 관찰하고, 4 MHz 수직 탐촉자를 이용하여 초음파 시계열 신호를 획득하였다. 티타늄 판재에서 용접부는 모재부와 열영향부에 비하여 기계적 특성이 떨어지며 파단면분석을 통해 용접부의 입자크기가 모재부보다 큼을 확인할 수 있었다. RMS 신호 처리한 초음파 포락선의 면적과 인장강도의 상관관계를 나타내었다. 따라서 초음파를 이용하여 티타늄 용접부의 건전성 평가 방법이 유용함을 알 수 있었다.