• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.98-103
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• 2008

This paper is to discuss distribution of welding residual stresses of a ferritic low alloy steel nozzle with dissimilar metal weld using Alloy 82/182. Two dimensional (2D) thermo-mechanical finite element analyses are carried out to simulate multi-pass welding process on the basis of the detailed and fabrication data. On performing the welding analysis generally, the characteristics on the heat input and heat transfer of weld are affected on the weld residual stress analyses. Thermal analyses in the welding heat cycle process is very important process in weld residual stress analyses. Therefore, heat is rapidly input to the weld pass material, using internal volumetric heat generation, at a rate which raises the peak weld metal temperature to $2200^{\circ}C$ and the base metal adjacent to the weld to about $1400^{\circ}C$. These are approximately the temperature that the weld metal and surrounding base materials reach during welding. Also, According to the various ways of appling the weld heat source, the predicted residual stress results are compared with measured axial, hoop and radial through-wall profiles in the heat affected zone of test component. Also, those results are compared with those of full 3-dimensional simulation.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.88-91
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• 2001

New type of vehicles made from thin aluminum alloy are under rapid development and some product are already on the market, but when welding sheet metal joint of aluminum alloy, the main problem are burn-through by the high heat input. The purpose of this study, it is to prevent the burn-through and to shallow penetration that AC pulse welding has diminish the penetration and to lower the droplet temperature at Al sheet metal welding. In this study, we observed the bead appearance and whether it was appeared burn through or not , as the variation of the root gap in the lap and butt-joint welding process.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.561-565
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• 2010

용접부는 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 외력에 의한 응력 집중원(stress concentration source)이 되는 것은 물론 용접과정에서의 입열(heat input)로 인한 성분과 조직의 변화에 의해 반복하중에 대한 피로강도(fatigue strength)가 모재의 그것에 비해 훨씬 떨어져서 피로균열(fatigue crack)의 발단이 되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 실제로 철도차량에 적용되는 가스용접 이음재 가운데 대표적인 형상시편들을 재질별로 피로실험을 수행하여 피로하중범위-피로수명(${\Delta}P-N_f$) 관계를 도출하여 비교 평가하였다. 또한, 수치 해석적 유한요소법을 이용하여 용접이음재의 응력분포를 해석한 후, 용접이음부에 발생하는 최대주응력으로 (${\Delta}P-N_f$) 관계를 $\Delta\sigma-N_f$ 관계로 재정리하였다. 이상의 결과들을 바탕으로, 가스용접이 적용된 철도차량 차체의 경제적이고 합리적인 피로설계를 위한 기초정보로 사용하고자 하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1069-1075
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• 2012

레이저는 고밀도 열원으로써, 입열을 최소화하면서 고속용접이 가능한 장비이다. 특히 최근 상업화된 고출력 파이버 레이저는 특유의 발진원리 때문에 높은 빔품질과 소형화된 시스템이 가능하다. 이러한 장점들로 인해 파이버 레이저는 LNG 카고탱크에 대해 선박 내부에서 용접이 가능한 가장 적합한 열원이라고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 선박산업에 레이저 용접기술을 적용하기 위해 파이버 레이저를 이용하여 LNG 선용 스테인리스강의 용접을 진행하였다. 연구에서 사용한 재료는 카고탱크에 사용되고 있는 오스테나이트계 스테인리스강인 두께 1.2mm의 STS304L였다. 레이저 출력 및 용접속도를 변화시켜가면서 겹치기 및 맞대기 용접을 실시한 후 용입특성을 분석하여 최적의 접합조건을 도출하였다. 그 결과 용접부에서 모재보다 우수한 기계적 성질을 얻을 수 있었다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.189-192
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• 2006

The purpose of this study is to evaluate the welding distortion at the channel I butt SA weldment. In order to do it, the heat input model for the weldment was defined as combined heat source with the surface heat flux of gaussian mode and volume heat source uniformly distributed within weld groove on the basis of comparing the shapes of molten pool and temperature distribution obtained by FEA and experiment. The arc efficiency of SA welding for 2 dimensional FE analysis was determined as 0.85. The results of welding distortions at the weldment obtained by FEA and heat input conditions proposed have a good agreement with those obtained by experiment. Based on the results, it was suggested that the proper heat input model should be required to evaluate the welding distortion for weldment.

• 대한조선학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.598-604
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• 2007

The purpose of this study is to establish the predictive method of welding distortion and residual stress for the channel I butt SA (submerged arc) weldment using FEA. In order to do it, the heat input model for the weldment was defined as the combined heat source with the surface heat flux of gaussian distribution and volumetric heat source uniformly distributed within weld groove by comparing the shapes of molten pool and temperature distribution obtained by FEA with those of experiments. The arc efficiency of SA welding for two-dimensional FE analysis was evaluated as 0.85. The welding distortion and residual stress of the weldment obtained by FEA and heat input model proposed have a good agreement with those obtained by experiment. Based on the results, it was suggested that the proper heat input model should be required to evaluate the welding distortion for weldment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권1호
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• pp.64-70
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• 2006

570MPa grade weldable steels were gas metal arc welded with various heat inputs and interpass temperatures using flux cored wires. Effects of heat input and interpass temperature on the strength and impact toughness of weld metal were investigated in terms of microstructural change, recovery of alloying elements, and the amount of reheated weld metal. Increase of heat input and interpass temperature resulted in decrease of weld metal strength. This is because of the small amount of acicular ferrite, large columnar size and low recovery of alloying elements such as manganese and silicon. In addition to the microstructural change, weld metal toughness was also influenced by the deposition sequence. It increased with an increase of the amount of reheated weld metal.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.104-115
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• 1999

판재의 비드 용접과정에서 열응력과 각변형의 발생기구 및 크기를 판재 단면에 대한 2차원 유한 요소해석을 통해 규명하고자 할 때 판재의 3차원 특성을 판재 길이의 크기효과로 간주하여, 구속경계조 건으로 설정함으로써 2차원 해석으로도 더욱 실제에 근접한 현상해석이 가능함을 제안하고자 하였다. 먼저 용접 입열에 의한 판재 내부의 천이 온도분포를 해석하였고, 이를 열응력 해석에 활용하였다. 2차 원 열응력 해석에 있어, 용접도중에 단면 전체가 길이 방향으로 동일한 크기의 변위를 한다고 가정하여 일정 변위를 길이 방향 경계조건으로 설정하고, 판재의 길이에 따라 각변형의 발생이 구속된다고 가정 하여, 판재의 길이에 의한 구속효과를 상당 구속력으로 간주하여 이를 단면 부재의 회전방향에 대한 경 계조건으로 설정함으로써 판재의 3차원 특성을 고려하고자 하였다. 제안된 방법에 의한 응력 분포 형태, 각변형 크기 등의 해석 결과가 기존의 2차원 해석 결과에 비해 실제에 더 근접함을 보여 주었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.108-108
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• 2009

니켈기지의 석출강화 초내열합금은 가스터빈의 고온부 부품 제조에 널리 사용되고 있다. 장시간 동안 부품의 강성 유지와 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 니켈기지의 합금에 감마프라임 생성을 위한 원소를 첨가하는데 이에 따른 용접성의 저하 때문에 보통 초합금의 용접은 고온에서 수행하게 된다. 그러나 레이저용접의 경우는 용접변수 및 입열제어가 용이해 상온에서 초합금의 용접이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 일반적인 재료로 연성이 좋은 STS304 판재와 실제 블레이드의 재료로 사용되는 니켈계 석출강화 합금인 GTD 111DS 모재에 $CO_2$ 레이저를 이용하여 용접을 실시하였고 적용파우더와 파워, 용접속도 및 파우더 공급량 등을 달리 하였다. STS304 판재 사용시 Rene 80과 IN 625 파우더 모두 용접부에서 균열이 발생하지 않았다. 그러나 GTD 111DS 모재의 경우 IN 625 파우더에서는 결함이 없었으나 Rene 80 파우더를 사용시에는 용접부에 균열이 발생하였다. IN 625 파우더는 모재보다 기계적 성질이 떨어지는 문제가 있으나 Rene 80은 모재와 동등 이상의 기계적 성질을 보유하고 있기 때문에 Rene 80 의 적용을 위해 균열이 발생하지 않는 용접변수의 제어를 시도하였다. 용접변수의 조정 결과 레이저 파워와 파우더 공급량을 낮추고 용접속도를 높여 균열이 발생하지 않는 최적의 용접변수를 설정할 수 있었다. 최적화된 용접변수를 적용, 용접한 시편의 인장값을 보면 GTD 111DS 모재에 Rene 80 파우더로 용접된 시편의 인장강도가 상온/고온($760^{\circ}C$)의 조건에서 각각 GTD 111DS 모재의 인장강도 보다 높은 값을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.457-463
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• 2016

신규 개발된 초연성 듀플렉스 스테인레스강은 강도와 연성이 우수하기 때문에 철도차량 차체에 적용하여 경량화와 가공 효율화에 기여할 수 있다. 본 연구에서는 듀플렉스 스테인레스강의 장점을 인터모달 트램 차체에 활용하기 위해 점용접성 시험을 수행하였다. 다양한 두께 (0.4mm에서 5.0mm까지)의 시편을 가공하고 점용접 시험을 통해 적정 용접조건을 찾아내었다. 인장하중 시험을 통해 점용접 이음의 인장-전단 강도를 평가하였고, 품질을 확인하기 위해 너깃 지름을 측정하였다. 인장-전단 하중 시험 결과의 분석을 통해, 이음부의 인장-전단 강도는 입열 파라미터에 비례함을 알 수 있었다. 인장-전단 강도와 너깃 지름는 모두 규격에서 요구하는 기준을 만족함도 입증되었다. 전체적인 용접성 시험 결과, 듀플렉스 스테인레스강 소재는 인터모달 트램 차체에 효과적으로 활용될 수 있음을 확인하였다.