• Journal of Welding and Joining
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• 제31권6호
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• pp.50-57
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• 2013

Characterization of microstructures and cryogenic mechanical properties of electro beam (EB) welds between cast and forged Inconel 718 superalloys has been investigated. Optimal EBW condition was found in the beam current range of 36~39 mA with the constant travel speed of 12 mm/s and arc voltage of 120 kV for 10 mm-thick specimens. Electron beam current lower than 25 mA caused to occur the liquation microfissuring in cast-side heat affected zone (HAZ) of EB welds. The HAZ liquation microfissure was found on the liquated grain boundaries with resolidified ${\gamma}/Laves$ and ${\gamma}/NbC$ eutectic constituents. EBW produced welds showing a fine dendritic structure with relatively discrete Laves phase due to fast cooling rate. After post weld aging treatment, blocky Laves phase and formation of ${\gamma}^{\prime}+{\gamma}^{{\prime}{\prime}}$ strengtheners were observed. Presence of primary strengthener and coarse Laves particles in PWHT weld may cause to reduce micro-plastic zone ahead of a crack, leading to a significant decrease in Charpy impact toughness at $-196^{\circ}C$. Fracture initiation and propagation induced by Charpy impact testing were discussed in terms of the dislocation structures ahead of crack arisen from the fractured Laves phase.

• 융합정보논문지
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• 제9권7호
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• pp.94-99
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• 2019

마찰교반용접법(Friction Stir Welding, FSW)은 1991년에 영국 용접연구소 TWI(The Welding Institute)에서 최초 개발된 후 여러 산업분야에 걸쳐 적용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 철도차량 차체의 주요 구성 소재인 알루미늄 합금 (Al-6005-T6) 평판 압출재에 대한 마찰교반접합 적용 기초연구를 수행하였다. 접합속도를 500 mm/min으로 고정한 채 회전공구의 회전속도를 600-1600 rpm으로 변화될 때 미세구조와 기계적 물성 변화에 미치는 영향에 대해 평가하였다. 경도 측정 결과 nugget부는 모재의 70% 수준의 경도값을 가지며 설정된 범위 내의 공구 회전속도와 연관성은 관찰되지 않았으며 용접계면에서 약 5 mm 벗어나게 되면 모재의 경도값을 가지는 것으로 확인되었다. 인장시험 결과 회전속도가 올라갈수록 항복강도와 인장강도가 소폭 하락하는 경향을 보였으며 연신률의 변화는 관찰되지 않았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권2호
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• pp.113-119
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• 2022

플렉서블, 웨어러블 디바이스 등을 포함한 차세대 전자 기기의 기계적 신뢰성 향상을 위하여 다양한 유연 접합부에서 높은 수준의 기계적 신뢰성이 요구되고 있다. 기존 고분자 기판 접합을 위한 에폭시 등의 유기 접착소재는 접합부 두께 증가가 필연적이며, 반복 변형, 고온 경화에 의한 열기계적 파손 문제를 수반한다. 따라서 유연 접합을 위해서 접합부 두께를 최소화하고 열 손상을 방지하기 위한 저온 접합 공정 개발이 요구된다. 본 연구에서는 플렉서블 기판의 유연, 강건, 저 열 손상 접합이 가능한 플렉서블 레이저 투과 용접(flexible laser transmission welding, f-LTW)를 개발하였다. 유연 기판 위 탄소나노튜브(carbon nanotube, CNT)를 박막 코팅하여 접합부 두께를 줄였으며, CNT 분산 빔 레이저 가열을 통한 고분자 기판 표면의 국부적 용융 접합 공정이 개발되었다. 짧은 접합 공정 시간과 기판의 열 손상을 최소화하는 레이저 공정 조건을 구축하였으며 고분자 기판과 CNT 접합 형성 메커니즘을 분석하였다. 또한 접합부의 강건성 및 유연성 평가를 위해 인장강도 시험, 박리 시험과 반복 굽힘 시험을 진행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-106
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• 1998

최근 환경오염 문제와 관련하여 청정연료로 수요가 증가하고 있는 액화천연가스(LNG)의 저장탱크 및 운반선 등 연료 저장 설비, 초전도이용 관련 기기와 같은 저온용 설비 및 기기가 증가하고 있고 대형화의 추세를 보이고 있다. 특히 액화천연가스(LNG)의 수요급증에 따라 이의 운송 및 저장에 필요한 재료의 수요가 증가하면서 극저온재료에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG저장조의 대형화에 따라, 설계강도상의 검토는 물론, 사용재료의 특성, 가공성 및 용접 둥의 시공법을 비롯하여 품질관리 면까지 충분한 검토가 필요하다. 특히 LNG를 저장하는 내조재료에 대하여는 모재 및 용접부의 제반 특성을 파악하여 저온에서 취성파괴에 대한 안전성을 확인해 둘 필요가 있다. 본 연구는, LNG 저장 탱크의 안전성 평가시 필요한 재료물성 데이터 중 파괴인성의 측정 기반 기술을 확보하고, 현재 국내에서 사용되고 있는 LNG 저장탱크용 재질(SUS304L강, Al합금 및 $9\%$ Ni강)에 대하여 77 K 및 173 K에서 계장화 샬피충격시험을 실시하여 온도에 따른 충격파괴특성 및 파면해석을 실시하여, 안전성 평가에 필요한 기초 자료를 확보하는 것을 주목적으로 한다. 계장화샬피충격파괴시험결과, $9\%$니켈강의 경우 온도저하에 따라 77K까지는 인성의 저하정도가 적어 우수한 파괴저항을 나타내었다. 계장화 장치에 의해 얻어진 하중-처짐 곡선으로부터, 온도가 173 K에서 77 K로 저하함에 따라 최대하중은 증가하였으나 에너지는 오히려 감소하였다. 또한 균열개시에 쓰여진 에너지보다 균열진전에 쓰여진 에너지가 높게 나타났다. A5083의 경우 합금강재에 비해 충격흡수에너지값이 낮고 저온 특유의 갈라짐 현상을 볼 수 있었다. SUS304L재의 경우 균열개시에 쓰여지는 에너지가 높게 나타났고, 균열진전에 따른 에너지는 거의 나타나지 않아 균열개시 후 비교적 평탄한 파단면을 나타내는 파면관찰 결과와 일치하는 거동을 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제27권3호
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• pp.79-84
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• 2013

The seawater pipes in the engine rooms of ships are surrounded by severely corrosive environments caused by fast flowing seawater containing chloride ions, high conductivity, etc. Therefore, it has been reported that seawater leakage often occurs at a seawater pipe because of local corrosion. In addition, the leakage area is usually welded using shielded metal arc welding with various electrodes. In this study, when seawater pipes were welded with four types of electrodes(E4311, E4301, E4313, and E4316), the difference between the corrosion resistance values in their welding zones was investigated using an electrochemical method. Although the corrosion potential of a weld metal zone welded with the E4316 electrode showed the lowest value compared to the other electrodes, its corrosion resistance exhibited the best value compared to the other electrodes. In addition, a heat affected zone welded with the E4316 electrode also appeared to have the best corrosion resistance among the electrodes. Furthermore, the corrosion resistance of the weld metal zone and heat affected zone exhibited relatively better properties than that of the base metal zone in all of the cases welded with the four types of electrodes. Furthermore, the hardness values of all the weld metal zones were higher than the base metal zone.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.58-58
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• 2009

선박의 선체부분인 선수, 선미 등을 이루고 있는 곡형 외판의 제작은 강판을 원하는 형상으로 성형하기 위하여 벤딩롤러 및 유압프레스를 이용한 냉간가공과 산소-프로판가스 화염을 적용한 선상가열, 삼각가열을 이용한 열간가공으로 크게 구분할 수 있다. 선상가열을 이용한 곡면가공의 원리는 가열토치를 이용하여 강판을 가열하면 가열부는 팽창하게 되고 냉각시에는 수축하게 된다. 이 때 두께방향으로의 소성변형으로 인한 수축량의 차이로 인해 굽혀지게 된다. 최근에는 선박이 고기능 및 대형화로 인해 3차원 곡형 외판 형상이 복잡해지고, 강도를 향상시키기 위하여 합금원소(C, Nb, V, Ti)를 첨가하거나 열처리(노말라이징)를 이용한 고장력강재인 중후판의 적용이 증가하고 있다. 이러한 고강도강재를 선상가열공정으로 제작한 곡형 외판재는 가열, 냉각의 열사이클로 인해 취화되어 인성이 저하 될 수 있다. 본 연구에서는 Normalizing 열처리재인 490MPa급 강재를 이용하여, 현장에서 작업자의 미숙련으로 인해 발생 할 수 있는 최대의 가혹한 조건과 재질에 큰 영향을 미치지 않는 범위를 선정하여 선상가열시의 가열, 냉각조건에 따른 강재의 재질특성을 조사하고자 한다. 이를 위해 가열시 가열부위의 정확한 온도 측정에 역점을 두었으며, 각각 다른 선상가열 조건에 따른 시편을 제작하기 위하여 선상가열 실험장치를 제작하였다. 선상가열 실험 결과 최고가열온도 $1300^{\circ}C,\;950^{\circ}C$에서 수냉 조건인 경우 급격한 인성저하 현상이 발생하며 비록 공냉이라 하더라도 결정립 조대화로 인성 저하가 발생하였다. $800^{\circ}C$가열 후 수냉개시온도를 $700^{\circ}C$이하로 수냉한 경우에는 인성 저하 현상이 개선되고 있음을 알 수 있다.

• 플랜트 저널
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• 제14권2호
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• pp.45-50
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• 2018

방사선 관련 법의 개정으로 보일러관 비파괴검사 방법으로 방사선투과검사를 대체하여 위상배열초음파탐상검사를 시행하고 있다. ASME BPVC 제5장 4절에서 제시하고 있는 주요 결함별 정성적 특징과 실제 결함을 비교하여 결함종류 판별을 확인하였고 시험편에 대해 방사선투과검사와 위상배열초음파탐상검사를 시행하여 결함크기 해상 특성을 예측하였다. 위상배열초음파탐상검사는 면상결함군과 구상결함군 결함의 판별은 할 수 있으나 형태가 유사한 결함의 판별은 용이하지 않음을 확인하였다. 또한 결함크기가 합격 여부를 좌우하는 슬래그의 경우 결함의 위치나 방향에 무관하게 방사선투과검사 대비 과소 예측하였으며, 기공은 결함의 위치, 방향 및 군집 유무에 따라 과대 또는 과소 예측하는 정량적 특성이 나타나므로 결함크기 판별에 주의를 요함을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제23권5호
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• pp.61-68
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• 2005

Dissimilar joining of Al 6013-T4 alloys and austenite stainless steel was carried out using friction stir welding technique. Microstructures near the weld zone and mechanical properties of the joint have been investigated. Microstructures in the stainless steel side were composed of the heat affected zone and the plastically deformed zone, while those in the Al alloy side were composed of the recrystallized zone including stainless steel particles, the thermo-mechanically affected zone and the heat affected zone. TEM micrographs revealed that the interface region was composed of the mixed layers of elongated stainless steel and ultra-fine grained Al alloy with lamella structure and intermetallic compound layer. Thickness of the intermetallic layer was approximately 300nm and was identified as the A14Fe with hexagonal close packed structure. Mechanical properties, such as tensile and fatigue strengths were lower than those of 6013 Al alloy base metal, because tool inserting location was deviated to Al alloy from the butt line, which resulted in the lack of the stirring.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권3호
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• pp.69-76
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• 2004

Effects of friction stir welding parameters such as tool rotation speed and welding speed on the joints properties of 5052 Al alloys were studied in this study. A wide range of friction stir welding conditions could be applied to join 5052 AA alloy without defects in the weld zone except for certain welding conditions with a lower heat input. Microstructures near the weld zone showed general weld structures such as stir zone (SZ), thermo-mechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ). Each zone showed the dynamically recrystallized grain, transient grain and structure similar to base metal's, respectively. Hardness distribution near the weld zone represented a similar value of the base metal under wide welding conditions. However, in case of 800 rpm of tool rotation speed, hardness of the stir zone had a higher value due to the fine grain with lots of dislocation tangle, a higher angle grain boundary and some of Al3Fe particles. Except joints with weld defects, tensile strength and elongation of the joints had values similar to the base metal values and fracture always occurred in the regions approximately 5mm away from the weld center.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.221-229
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• 2004

강관말뚝 머리를 확대기초 내에 얕게 근입하는 방법은 작업성과 배근의 용이성 등의 이점 때문에 일본과 우리나라에서 널리 적용되고 있다. 또한 일본은 몇 차례의 시방서 개정으로 말뚝머리 연결방법을 표준화하기에 이르렀고, 다양한 연결방법에 대하여 실험적 연구와 이론적 연구가 축적되었다. 따라서 국내에서도 최근 말뚝머리 보강설계에 대한 연구의 필요성이 대두되어 본 연구에서는 도로교 시방서에서 제시하는 대표적인 강관 말뚝머리 연결부 방법B 속채움방법에 대한 구조적 성능 및 특성을 파악하고자 단순 인발실험 및 단순 압입실험을 실시하여 말뚝머리 연결부의 거동 메카니즘을 규명하고자 한다. 또한 인발 및 압입실험의 결과에서 미끄럼 방지턱을 용접대신 고장력볼트로 접합하여 사용했을 경우 구조적 거동안정성을 파악하고자 한다.