• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권6호
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• pp.589-595
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• 2013

본 논문은 플라즈마 절단 면 특성이 I Groove 서브머지드 아크 용접 용락 현상에 미치는 영향과 용락 현상을 감소시키는 방법에 대하여 연구하였다. 조선해양 구조물의 주판은 대부분 후판으로 설계되고 깊은 용입을 얻기 위하여 고 전류를 사용하게 된다. 용접부의 절단 품질에 따라서 서브머지드 아크용접 진행 시 용락 현상이 자주 발생되고 이는 용접부의 품질 저하와 수정 작업을 유발시킨다. 본 연구의 플라즈마 절단 실험에서 나타난 특성으로 I형상 그루브 직각 절단 시 상,하면에 플라즈마 열원에 의한 녹음 현상과 함께 하면 한 방향에 약 2~4도 정도의 각 변형 베벨이 형성됨을 확인하였다. 이는 맞대기 이음에서 용락 현상의 주된 원인이며 모재 절단 시 상면 방향에 I 그루브 형상에 가깝도록 한 방향 기준으로 V형상 그루브 4도 베벨을 시공하여 서브머지드 아크 용접을 실시한 결과 용락 현상을 현저히 저감시키는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서는 STS316 스테인리스강에 가스텅스텐아크용접을 수행하였다. 더블토치 장치를 이용하여 스텔라이트계 육성용접을 실시하였고, 다구찌 기법을 적용하여 경도 측정값에 대한 응답변수를 산출하여 공정 최적화를 도출하였다. 또한 이 공정변수가 육성용접의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 다구찌 기법에 의한 육성용접의 공정설계에 있어서 다중응답 변수를 고려한 최적공정설계는 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 응답변수에 대한 공정변수의 기여도 및 기여도에 대한 영향을 손쉽게 분석할 수 있었다. 육성용접에서 중요한 기계적 특성 요소인 경도값을 고려한 최적공정 조건은 전류 105 A, 전압 18V, 예열온도 $200^{\circ}C$, 후열온도 $100^{\circ}C$로 확인 되었다. 더블토치를 이용한 가스텅스텐아크용접의 최적조건에서 제작된 시험편의 경우 단일 토치를 사용 하였을 때 보다 더블토치를 사용하는 조건에 의해 제작된 시험편의 경우 경도는 8.19% 높은 양호한 특성을 나타내었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권8호
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• pp.48-56
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• 2009

본 논문은 연료전지스택을 입력전원으로 하는 TIG-용접기용 전력변환장치를 제안하였다. 일반적으로 TIG-용접기의 전원공급장치는 상용전원을 이용한 다이오드 브리지 정류회로를 사용한다. 이런 회로의 경우 다이오드 정류기와 용량이 큰 캐패시터를 사용하게 되므로 부피가 커지고, 입력전류는 맥동성분과 고조파를 포함하게 된다. 또한, TIG-용접기는 상용전원의 사용이 여의치 않은 도서산간지역이나 특수한 환경에서는 소형 경량의 이동성이 수월한 전원장치 및 전력원을 필요로 하게 된다. 따라서 본 논문의 TIG-용접기용 전력변환장치는 고체고분자형연료전지(PEMFC)를 입력전원으로 사용하고, 부스트 컨버터의 기능과 인버터 용접전원의 기능을 하나의 풀-브리지 컨버터로 구성하였다. 제안한 연료전지를 이용한 TIG-용접기용 전력변환장치는 컴퓨터 시뮬레이션과 실험을 통하여 성능을 검증하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.60-66
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• 2012

본 연구에서는 건설현장 등에서 주로 사용되는 용접 절단기의 작업시 화재위험성을 평가하였다. 실험에는 인버터 AC/DC TIG 용접기와 인버터 에어프리즈마 절단기가 사용되었다. 용접 절단 작업시 비산되는 불티의 온도를 측정하였다. 작업높이와 입력전류의 변화에 따라 비산된 불티의 크기 및 비산범위를 측정하였다. 또한, 용접 절단기 화재원인 중 가장 높은 비율을 차지하는 가연물 근접방치에 의한 화재위험성을 평가하였다. 가연물로는 건초, 방진막, 우레탄폼, 비닐, 종이, 유류가 사용되었다. 용접 절단 작업시 불티의 온도가 최대 $450^{\circ}C$까지 상승하였다. 2.5 m 높이에서 절단 작업시 불티가 최대 4.7 m까지 비산되었다. 용접 절단 작업시 주위에 가연물이 존재할 경우 비산된 불티에 의해 가연물에 착화되어 화재로 발전할 가능성이 매우 높다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.66-66
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• 2010

국내 화력발전의 $CO_2$배출량을 크게 줄이고, 친환경, 그린 화력발전시스템을 위한 가장 효과적인 수단은 발전효율을 획기적으로 증대시키는 것이기 때문에 이를 목표로 한 기술개발은 경제적으로나 산업적으로 파급효과가 매우 크다. 발전효율 증대를 위한 핵심기술은 증기터빈의 성능향상이다. 현재 일본, 미국, EU 등 각국이 가장 관심을 가지고 기술개발에 심혈을 쏟고 있는 초내열, 내식 합금소재는 $700^{\circ}C$이상에서 기계적 성능을 보장할 수 있는 Ni기 합금개발이고, 현재까지 상당한 기술수준에 이르고 있는 것으로 파악되고 있다. 국내의 경우는 관련기술개발을 위해 연구가 진행되고 있으나, 기술적으로 아직 미흡한 수준이다. Ni기 초내열, 내식합금을 개발해서 그것을 화력발전용 증기터빈 부품, 특히 초내열합금 용접형 터빈로터 소재로 이용하기 위해서는 체계적이고 실용적인 연구를 통하여 용접형로타의 내구성과 신뢰성이 보장되는 최적 수준의 접합기술 개발이 선행되어야 한다. 따라서 본 연구는 선행연구로 $700^{\circ}C$이상 초내열/내식 Ni기 합금소재의 용접기술 개발을 위한 후보 소재 Alloy 617의 동종재료 용접 기술 개발을 목표로 한다. 본 연구는 Alloy617 12.6t 맞대기 이음으로 U그루브 내로갭 TIG용접을 하였다. 1pass 1layer 방식으로 총 8pass 8layer로 용접하였다. 전류 및 용접속도는 동일하게 두고 실드가스를 Ar 또는 Ar-$H_2$ 가스로 변경하여 시험하였다. Ar가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 생기고, 비드면이 거칠며 전체적으로 산화되었다. 반면에 Ar-$H_2$가스 TIG용접은 비드표면에 산화스케일이 없으며 표면이 미려하고 산화되지 않았다. 실드가스에 수소가스 첨가시 환원성가스로 역할을 하게 되고 이에 따라 용융지 표면에 산화피막을 제거하여 용접비드를 청정하게 하는 효과를 가진다.

• 한국가스학회지
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• 제9권4호
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• pp.11-16
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• 2005

스테인리스 강재인 STS444에 있어서 용접조건에 따른 수소취성 거동을 고찰하고자 수소침투실험과 기계적 인장시험을 실시하였다. 즉, $0.5MH_2SO_4+0.001M \;As_2O_3$ 수용액 중에서 $1,400 kg/cm^2$의 하중을 부가하는 동시에 전기화학 부식시험 장치로 $30mA/cm^2$전류를 60분간 인가하여 수소를 침투시킨 후 기계적 인장시험을 통해서 STS444용접부의 수소취성 특성에 관해서 고찰하였다. STS444에 있어서 용접조건이 수소취성에 미치는 특성을 연구한 결과, 용접 전 기름이나 물의 흡착에 의해 인장강도나 연신율은 낮아진다. 또한 기름이나 물이 흡착함으로써 수소취성에 의한 인장응력 및 연신율의 감소율은 더 크게 나타나고, 용접 전 물의 흡착이 기름의 흡착보다 수소취성에 민감하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.294-301
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• 2012

지구온난화의 주원인으로서 $CO_2$가스 사용량 증가에 의한 온실효과가 전 세계적인 문제가 되고 있다. 특히, 조선산업 분야에서는 아크용접 시 보호가스로서 막대한 양의 $CO_2$가스가 사용되고 있기 때문에 $CO_2$가스 사용량을 감소시킬 수 있는 용접장비의 개발에 대한 요구가 커지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 $CO_2$ 보호가스 사용량을 감소시킬 수 있는 토치노즐의 최적형상 설계인자를 검토하기 위한 기초연구로서 Tandem 용접기 토치 극간거리에 따른 $CO_2$ 보호가스 분포에 대해서 CFD해석을 수행하였으며, 극간거리와 아크전류 공급량에 따른 용접성에 대해서도 실험적으로 검토하였다. 토치간 거리에 따라서 가장 효과적인 보호가스층이 존재하며, 최적의 극간거리를 정량적으로 결정함에 의해 $CO_2$ 보호가스의 적정한 사용에 의한 $CO_2$ 가스 사용량을 감소시킬 수 있다.

• 에너지공학
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• 제18권1호
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• pp.56-62
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• 2009

본 연구에서는 X65강의 용접부에 전기화학적 방법으로 수소를 장입한 이후에, 소형펀치시험편을 사용하여 기계적 강도를 평가하고 파면을 분석하였다. 모재부의 경우와는 다르게 용접부에서는 수소장입정도에 따라 강도저하가 민감하게 나타나는 거동을 보였다. 수소장입시 전류밀도, 온도, 장입시간의 변화에 따라 강도 및 연신율 등의 기계적 성질이 민감하게 변화하였다. 특히, 전류밀도가 높고 장입시간이 길어짐에 따라서 강도의 저하가 크게 나타났으나, 상대적으로 전해질 온도의 영향은 비교적 작게 나타났다. 또한 주사전자현미경을 통해 관찰한 시험편의 파면에서 수소침투된 표면근처의 재료에서 취성파면이 발견되었으며, 이는 강도의 저하 거동과 일치되는 경향이다. 수소취화 거동 평가 연구를 위해 본 연구에서 채택한 시험시스템은 재현성이 높게 나타나고 있으며, 이 방법을 이용한 재료의 강도평가 결과 매우 높은 신뢰성을 보이고 있다. 따라서 소형펀치시험과 전기분극법을 이용함으로써 X65강 용접부의 수소취화에 의한 강도변화를 민감하게 평가할 수 있었다. 산출된 데이터의 통계적인 처리를 통해 강도변화값을 예측할 수 있었음도 보였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권2호
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• pp.115-121
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• 1995

As the metal transfer in the GMAW process affects the weld quality and productivity, the mechanism of molten formation and detachment has been investigated at various welding conditions. The force balance and pinch instability models have been widely used to analyze the metal transfer in the globular and spray modes, respectively A new approach is proposed in this work by minimizing the energy of molten drop system. Effects of the surface tension, gravity, electromagnetic and drag forces are considered with no presumed molten drop geometry. Effects of various welding conditions on the metal transfer are explained. The results show that the proposed mode can be applied to the globular and spray transfer modes. When compared with other models, results of the proposed model show better agreements with the available experimental data, which demonstrates the validity of the present model.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권6호
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• pp.52-58
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• 1998

The effect of Si content in welding wires on th arc stability was investigate, in the region of short circuit transfer and spray transfer. In the region of short circuit transfer, with increasing Si content, average arcing time and average short circuit time were increased. Therefore, droplet transfer frequency was decreased, due to the increase of arcing time and peak current at the moment of arc-reiginition was increased, due to the increase of short circuit time. In the region of spray transfer, the fluctuations of arc current and arc voltage was the most stable in wire with Si content of about 00.60 wt.%.