• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.4
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• pp.281-292
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• 2016

In this research, 10 specimens of FCAW welding with positions of 1G and 3G were tested to confirm the weldability, welding positions, and welded joint performance of 60mm HSA800 steel. The test results showed that FCAW 1G and 3G satisfied HSA800 steel's KS and the criteria for homogeneity of strength, indicating a good weld zones. However, according to the tensile test results of weld zone, 3G position FCAW welding requires improvement of welding techniques and methods.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.10-10
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• 2009

파이프 용접은 중력의 영향으로 인하여 위치에 따라 같은 용접변수라도 비드 형상이 매우 달라 지게 된다. 또한 지금까지 많은 용접 기술자들이 위험하고 까다로운 환경에서 수작업으로 용접을 실행하였다. 따라서 이러한 이유로 용접 자동화 공정이 반드시 필요하게 된다. 본 연구에서는 FCAW를 사용하여 파이프 모재 대신 필릿 평판을 아래보기, 위보기 자세를 포함하여 9개 자세에서 실행하였다. 용접 자세를 비롯한 용접 변수와 비드 형상 변수간의 관계를 비선형 회귀 분석과 구간적 3차 에르미트 보간법을 이용하여 주어진 용접 변수에서의 비드 단면의 형상을 예측하고, 비드의 결함 유무를 파악하였다. 이러한 방법을 통하여 자세에 따라서 용접 결함이 없는 용접 변수를 구할 수 있었다. 시각센서를 이용하여 용접 후 비드 형상에 대해 모니터링을 실시하였다. 모니터링의 알고리즘은 영상획득, 이진화, 세선화, 적응형 미디언 필터링, 적응형 허프 변환, 용접 결함 검출의 순서로 구성되어 있으며, 본 연구에서는 보다 빠른 영상처리를 위하여 적응형 미디언 필터링을 제시하였다. 모니터링을 통하여 2차원 비드 단면뿐만 아니라, 디루니 삼각법을 적용하여 3차원으로 비드 표면을 표현할 수 있다. 보간법을 사용하여 얻은 비드 형상과 시각 센서를 통하여 얻은 비드 형상간의 비교를 통하여 본 연구의 적합성 여부를 확인하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.3-3
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• 2009

선박의 건조과정에서 필수적으로 선체 외판에는 선박의 안전과 운항 및 정비 등에 필요한 정보를 나타내기 위해 다양한 종류의 마크 및 문자가 마킹되어진다. 하지만, 단순한 도장 작업만으로는 해상과 같은 부식 환경에서 마크 및 문자가 쉽게 지워지거나 손상되기 때문에 마크 및 문자를 용접 비드(welding bead)로 표시하거나 미리 절단된 강판(steel plate)을 수동으로 용접한 뒤 도장을 함으로써 마크 및 문자의 손상을 방지하고 있다. 이러한 문자마킹작업을 하기 위해서는 작업자가 수작업으로 기준선과 마크 및 문자의 위치를 먹줄 등을 이용하여 마킹을 하고, 해당 마크 및 문자의 템플렛(template)을 이용하여 펀칭을 실시한 후 수동으로 용접을 실시한다. 하지만, 수작업을 통한 선체외판 문자마킹 작업은 작업자의 기량에 따라 품질이 상이하여 품질 저하의 원인이 된다. 또한 대조립 및 탑재 단계에서 문자 마킹 작업시 수직자세의 용접을 요구함으로써 작업자가 안전사고에 노출되어 있으며, 선박의 각 단계별 주요 공정보다 작업시간이 길어져 전체 선박 건조공정을 지연시키는 문제점 등을 야기시킬 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 조선업계에서는 선체 외판의 마크 및 문자를 자동으로 용접할 수 있는 장치를 개발하기 위해 노력해왔으며, 몇몇 개발 사례가 보고되고 있다. 하지만, 그 실효성 부분에서는 아직까지 해결하지 못한 문제점들로 인해 현장 적용에는 어려움을 보이고 있다. 본 연구에서는 선박외판 문자 자동용접장치의 기능성뿐만 아니라 현업 적용성을 가장 우선적으로 고려하여 문자마킹장치(Marking Robot for Shipbuilding) 개발을 진행하였다. 우선, 적절한 용접 재료를 선정하기 위해서 솔리드 와이어(Solid Wire)와 플럭스 코어드 와이어(Flux Cored Wire)에 대한 비드온 용접(Bead-On Welding)을 아래보기자세와 수직자세에 대해서 실시하여 적절한 용접 조건을 설정하였다. 본 연구에서 개발된 문자마킹 자동용접장치는 3축으로 구성되어 있으며 각 축들을 분리할 수 있도록 개발하여 이동성을 향상시켰으며, 작업면과 용접토치간의 거리를 일정하게 유지시킬 수 있도록 용접전류 센서(Welding Current Sensor)를 이용하여 토치 높이(Wire Extension)를 제어함으로써 균일한 품질의 용접비드를 얻을 수 있었다. 또한 문자마킹 자동용접장치는 본체 구동부와 제어부(Touch Screen)가 쉽게 분리되고 장착이 가능한 구조로 개발되었으며, 용접시 각 용접자세별로 용접전압, 전류 그리고 용접속도 설정이 가능하여 아래보기 자세뿐만 아니라 어떠한 자세에서도 같은 모양의 비드형상을 가지는 문자마킹용접이 가능하도록 개발하였으며, 이는 실험과 현장적용을 통해 검증하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.23-23
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• 2009

우수한 용접부 품질 때문에 TIG를 이용한 오비탈 용접은 파이프 용접에 널리 사용되고 있다. 하지만 루트갭이 없고 루트페이스가 큰 맞대기 오비탈 용접의 위보기 및 경사상진자세에서는 오목한 이면비드가 형성되기 쉽지만, 이러한 문제를 극복하기 위한 연구는 희박한 실정이다. 본 연구에서는 위보기 및 경사상진자세에서 볼록한 이면비드의 형성을 연구하기위해서 용융지의 제어 방법을 적극적으로 검토하였다. 4mm 두께의 SS400 시편을 위보기 및 경사상진자세에서 각각 Bead-on-plate 용접하고, 이 때 비드성형기의 사용에 따른 비드 형상 변화를 관찰하였다. 텅스텐 전극과 비드 성형기간의 거리(Tip To Former Distance, 이하 TTFD)를 4.5mm에서 7.5mm로 1mm단위로 변경시켜 실험하였으며, TTFD가 증가할수록 위보기 및 경사상진자세에서 이면비드 높이가 감소하였으며 표면비드의 처짐이 증가하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.4
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• pp.321-327
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• 2017

In this study, to investigate the shape of the back bead as a weld quality parameter and to select the optimal condition of the root-pass TIG welding of a horizontal butt-joint, an experimental design and the response surface method (RSM) have been employed. Three parameters are used as input variables, which include the base current, peak current, and welding speed. The back bead width is selected as an output variable representing the weld quality, the target value of the width is 5.4 mm. Conducting the experiments according to the Box-Behnken experimental design, a $2^{nd}$ regression model for the back bead width was made, and the validation of the model was confirmed by using the F-test. The desirability function was designed through the nominal-the-best formula for the appropriate back bead width. Finally, the following optimal condition for welding was selected using the RSM: base current of 0.9204, peak current of 0.8676, and welding speed of 0.3776 in coded values. For verification, a test welding process under the optimal condition was executed and the result showed the back bead width of 5.38 mm that matched the target value well.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2006.05a
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• pp.184-186
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• 2006

• Journal of Welding and Joining
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• v.28 no.6
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• pp.10-14
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• 2010

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.8
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• pp.649-656
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• 2019

Flux cored arc welding (FCAW), which is used widely in many fields, such as shipyards, bridge structures, construction machinery, and plant industry, is an alternative to shielded metal arc welding (SMAW). FCAW is used largely in the welding of carbon and alloy steel because it can be welded in all poses and obtain excellent quality in the field under a range of working conditions. In this study, the mechanical properties of welded parts were analyzed after different welding of SS400 and SM490A using FCAW. The following conclusions were drawn. The tensile test results satisfied the KS standard tensile strength in the range of 400~510 N/mm2 in all welding positions. The bending test confirmed that most of the specimens did not show surface breakage or other defects during bending and exhibited sufficient toughness, even after plastic deformation. The hardness test results were lower than the standard value of 350 Hv of KS B 0893. Similar to the hardness test, were greater than the KS reference value. The macro test revealed no internal flaws, non-metallic inclusions, bubbles or impurities on the entire cross section of the weld, and there were no concerns regarding lamination.

• Journal of Welding and Joining
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• v.2 no.1
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• pp.1-3
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• 1984

$CO_2$ 편면 용접은 편면 잠호 용접과 함께 작업 능률 향상, 작업 환경 개선 등의 잇점을 가지고 있어 국내의 조선소에서 많이 사용하고 잇는 용접 기법 중의 하나이다. $CO_2$ 편면 용접을 시공하기 위해서 가접보다는 strong back을 많이 사용하는데 strongback의 부착은 전 면과 후면에 부착시키는 2가지 경우가 있다. strongback을 전면에 부착할 경우 아아크는 strongback의 위치마다 중단된다. 후면에 부착할 경우 strongback으로 인한 아아크 중단은 없 어지나 용접사가 자세를 바꾸지 않고 한 번에 용접할 수 있는 최대 용접장은 1m정도이다. 이때 용접장 1m마다 아아크는 중단되게 된다. 이러한 아아크 중단부에는 용착 금속의 수축으로 인한 수축공(shrinkage hole)이 내재되어 용접 금속의 품질을 떨어뜨리므로 이를 제거하기 위해 용접 중 또는 용접 후에 gouging을 해야할 필요가 생긴다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.9 no.4
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• pp.40-49
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• 1991

Both impact and fracture toughnesses were investigated with root gaps in FCAW weld metals at room temperature and 0.deg.C. The maximum impact value was obtained at the root gap of 16mm for 1G position weld metal, and the impact value of 3G position weld metals also showed the maximum impact value at the root gap of 12mm. However, the fracture toughnes(CTOD)values tend to decrease with increasing root gaps at both temperatures in 1G weld metal. Bending test also showed satisfactory results with all of root gaps investigated. Based on this result, it becomes possible to apply wide root gaps in real projects in both aspects of toughness and bending resistance.