• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.10
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• pp.1195-1203
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• 2012

Welding is a well-developed, widely used process for permanently joining metal components. However, the mechanical reliability of welded parts still offers room for improvement. A weld region consists of a fusion zone, a partially melted zone, and a heat-affected zone, and each zone has different material properties. In addition, the geometrical shape of a weld bead or fillet influences the mechanical reliability. A precise structural analysis must consider how a local welded region influences the mechanical behavior of the entire structure. This study focuses on an effective modeling scheme for the weld region. It relies on experimental and numerical methods to determine the proper correlation based on experimental results and to propose a modeling scheme for welded parts.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.579-582
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• 2011

본 논문에서는 9 % Ni강 LNG 저장탱크 조사를 통해서 유한요소해석을 수행하여 구조건전성을 평가하였으며 실용에서 활용할 수 있는 자료를 제시하였다. 과거의 LNG 저장탱크의 설계는 2차원 선에서만 유한요소해석이 수행되었으나 보다 진보된 하드웨어와 소프트웨어의 발전으로 3차원 유한요소해석이 가능케 되었다. 본 연구에서는 9 % Ni 강 LNG 저장탱크 내조의 정적 구조 해석이 상용 유한 요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 통해 수행되었다. LNG 저장 탱크 내조 시공 시 용접부 형상을 참고하여 용접부 모델을 고려한 해석을 각각 수행하였다. 용접부의 탄성계수의 변화를 통하여 최대응력과 최대변위를 계산하였다. 실제 LNG tank의 운용 시 발생하는 하중은 자중과, 수두 압과, 온도차에 의한 열응력이며 이들이 복합적으로 작용하였을 시, 용접선을 고려하지 않은 모델에 대해서는 최대응력이 207 MPa이며, 동일 조건에서 용접선을 포함한 모델에 대해 해석을 수행한 결과로서 최대응력이 그보다 약 100 MPa 정도 상승한 결과가 나타났다. 하중조건에서 온도차에 의한 열응력을 고려함과 고려하지 않음을 비교함으로서 실제 열응력에 대해서는 내조에 큰 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1997.10a
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• pp.16-18
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• 1997

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1998.10a
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• pp.231-233
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• 1998

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1999.05a
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• pp.28-31
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• 1999

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2006.05a
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• pp.127-129
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• 2006

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2000.10a
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• pp.137-140
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• 2000

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.36 no.8
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• pp.1076-1082
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• 2012

Today the welding for LNG carrier is known to be possible using arc and plasma arc welding process. But because of the lower energy density, arc welding is inevitable to multi-pass welding for thick plate and has a limit of welding speed compared to laser which is high energy density heat source. When thick plate is welded, weld defect by multi-pass welding and heat-affected zone by high heat-input were formed. Therefore one-pass welding by key-hole has been considered to work out the problems. It is possible for Laser, electron beam, plasma process to do key-hole welding. Nowadays, plasma process has been used for welding membrane of cargo tank for LNG carrier instead of arc process. Recently, many studies have examined to apply laser process to welding of membrane. In this paper, weldability, microstructure and mechanical properties of stainless steel for LNG carrier welded by fiber laser were compared to those by plasma. As a result, although the laser welding has several times faster speed, similar properties and smaller weld and heat affected zone were obtained. Consequently, this study proves the superiority of fiber laser welding for LNG carrier.

• Journal of Welding and Joining
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• v.10 no.3
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• pp.40-53
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• 1992

고온고압장치(High Temperature and Pressure Vessels)의 적용을 위한 기초연구로서 9Cr-1Mo강 용접부의 연화특성에 대하여 검토하였다. 9Cr-1Mo 강재에 Bead-on-Plate용접을 실시한 후, 용접부의 기계적 성질과 그 현미경조직관찰 및 미세경도를 측정한 결과, As-Welded 및 용접 후열처리(PWHT)등의 조건에 관계없이 용접열향부의 변태역과 템퍼링역의 경계에서 모재의 경 도보다 낮은 경도값(연화역)을 나타내었으며 이러한 원인은 결정립계(Grain boundary)에 석출 되는 탄화물의 형성에 의한 뜨임 현상임이 판명되었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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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.