• Journal of Welding and Joining
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• 제14권6호
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• pp.131-139
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• 1996

The response of the arc sensor using the welding current and/or welding voltage as its outputs has been obtained by the analysis and/or experiments of the static characteristics of arc sensor. But in order to improve the reliability of arc sensor, it is necessary to know its dynamic characteristics. So in this paper, it is presented the dynamic model of arc sensor including the power source, arc voltage, electrode burnoff rate, and wire feed rate. A numerical simulation of the dynamic model of arc sensor was implemented, computing the welding current with input of CTWD. The results of computer simulations and experiments of $CO_2$arc welding showed that a linear relationship between weaving center - weld line distance and current area difference was established. Additionally, a real-time weld seam tracking system interfaced with industrial welding robot was constructed, the result of the weld seam tracking experiment for weld line with an initial offset error of 5$^{\circ}$was good.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• 제16권2호
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• pp.1339-1347
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• 2015

This study discusses a remote control torch system equipped with a GMAW double wire reel. The welding machine is 30m away from the wire feeder at the industrial site and the feeder is three to five meters away from the torch. Accordingly, the welders cannot control the current and voltage that meets the welding condition during work when they are working at a place that prevents them from seeing the control panel, such as inside a vehicle or tank or at a far work site. They also have no choice but to stop working to change the wire reel when it is burned out completely. Such work suspension resulting from frequent moves to adjust the current and voltage as well as to replace the wire and subsequent cooling causes welding defects. This study produced a remote control torch equipped with a double wire reel by simplifying and streamlining the existing GMAW functions to reduce the troubling issue. The remote control torch equipped with a double wire reel and the existing $CO_2$ /MAG welding torch were applied as a V-groove butt in the vertical position using 6mm rolled steel for a SM50A welding structure. After welding, the condition of welded surface beads underwent a visual inspection and radiographic inspection to analyze the welding quality inside the welded part. This study also evaluated the reduction of welding defects, cost saving, the replacing performance against the existing commercial welders, and the effects on possible compatibility.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1162-1169
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• 2009

Two kinds of welding methods were carried out for 22APU stainless steel, one is a Laser welding and the other is the TIG welding. In this case, difference of corrosion characteristics of welded zone with two welding methods mentioned above was investigated with electrochemical methods such as measurement of corrosion potential, polarization curves and cyclic voltammogram etc.. Vickers hardness of all welded zone (WM:Weld Metal, HAZ:Heat Affected Zone, BM:Base Metal)in the case of Laser welding showed a relatively higher value than those of TIG welding. Futhermore their corrosion current density in all welding zone were also observed with a lower value compared to TIG welding. In particular corrosion current density of BM regardless of welding method indicated the lowest value than those of other welding zone. Intergranular corrosion was not observed at the corroded surface of all welding zone in the case of Laser welding, however it was observed at WM and HAZ with TIG welding, which is suggested that chromiun depletion due to forming of chromium carbide appears to WM and HAZ which is in the range of sensitization temperature. Therefore their zone can easily be corroded with more active anode. Consequently we can see that corrosion resistance of all welding zone of 22APU stainless steel can apparently be improved by using of Laser welding.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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 KIPE Conference
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• 전력전자학회 2002년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.146-149
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• 2002

컨덴서식 저항 용접기는 용접에 필요한 에너지를 전해컨덴서에 축척 시킨 후 이것을 순시에 용접변압기로 방전하여 큰 용접전류를 흘리게 된다. 아날로그 제어방식에 의한 기존 컨덴서 용접 시스템은 용접 세팅이 어려웠으며, 시스템의 소손 가능성이 높았고, 크기면에서도 비대해질 우려가 있었다. 이에 비해 디지털제어방식의 중앙집중식 자동화시스템은 사용자가 세팅을 쉽게 할 수 있으며, 전원을 제어함에 따라서 전력소비를 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 마이크로프로세서를 이용한 디지털제어방식의 중앙 집중식 컨덴서식 저항용접 시스템을 제안한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제14권4호
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• pp.24-32
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• 1996

용접공정 해석을 위한 접근방법중에서 우선적으로 결정해야할 사항으로는 비선형적인 요소와 복잡한 물리현상들을 실제적으로 해석하기위한 측정변수의 선정과 이러한 변수를 사용하여 물리적인 현상을 적절히 표현할 수 있는 알고리즘의 개발 등 을 들 수 있다. 최근까지의 연구결과를 바탕으로 해서 측정변수들의 예를 들면 용접 전류(welding current), 아크전압(arc voltage), 음향신호(acoustic signal), 아크 광(arc light) 그리고 온도(temperature)등이 있다. 용접공정을 분석하기 위한 알고 리즘으로는 확률론적 접근(statistical approach), 다양한 실험치를 이용한 인공지능 적 접근(artificial intelligence approach) 그리고 경험치를 바탕으로 인덱스(index) 을 선정하여 이를 직접 사용하는 방법 및 인공지능과 결합된 형태를 이용하는 방법등 이 있다. 또한 용접공정의 특성을 분석하기 위해서는 크게 금속이행모드(metal transfer mode), 아크의 안정성(arc stability) 그리고 용접품질(weld quality) 등을 판별할 수 있는 알고리즘의 개발이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 용접공정 분석과 관련된 최근까지의 연구동향 및 용접신호의 특성을 좀더 심도있게 분석하기 위해 구축해야 할 필수 요건 등을 소개하고자 하며 이를 사용자가 손쉽게 이용할 수 있는 사용자 인터페이스 프로그램을 개괄적으로 설명하고자 한다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.382-384
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• 2011

최근 오일샌드, 극지유전, 심해저자원 등 극한지 자원개발이 활발해짐에 따라 수요가 증대되고 있는 극한지용 내마식 소재는 내마식성과 함께 저온 인성이 요구되고 있다. 철계 합금에서 관찰되는 변형유기 마르텐사이트 상변태는 입자의 충돌에 의한 충격을 흡수하고 소재의 표면을 가공경화시켜 내마식성 향상 및 저온 인성에 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있지만 합금조성의 정교한 제어가 필요하기 때문에 오버레이 용접에 적용하기 위해서는 모재와의 희석률을 제어하는 방안이 필요하다. 용접플럭스 설계기술은 용접시 금속이행모드, 용융풀 거동 등과 같은 용접현상 제어를 통해 오버레이 용접재료의 용접성과 용접비드형상, 용접부 희석률을 최적화할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 내마식 고인성 오버레이 용접재료의 개발을 위해 다양한 용접플럭스를 첨가한 메탈코어드 와이어를 제조하고 일정 송급속도에서 GMA 용접시 용접전압과 용접전류 간의 관계를 분석하여 용접플럭스가 아크현상 및 희석률에 미치는 영향을 조사하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.19-19
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• 2009

최근, 유한한 에너지 자원의 한계와 지구 온난화 등으로 세계의 제조 산업은 새로운 국면을 맞이하고 있으며, 특히, 자동차 산업은 화석연료를 주 에너지원으로 사용한다는 점과 이 연료를 연소시킬 때 발생하는 이산화탄소가 지구 온난화의 주된 원인이 될 수 있다는 점에서 상기 문제들을 해결하기 위한 다양한 방법에 주목하고 있다. 그 중에서 자동차의 생산기술 측면에서 볼 때, 가장 중요한 이슈는 차체 경량화다. 자동차 차체는 자동차를 구성하고 있는 여러 가지 부품 중에서 약 40% 정도의 무게 비율을 차지하고 있기 때문에, 차체 경량화는 연비향상과 이산화탄소 배출가스 감소와 직접적인 관계를 가지고 있다. 다양한 차체 경량화 방법 중에서 가장 쉽게 접근할 수 있는 방법이 경량소재 적용에 의한 경량화 방법이다. 현재, 탄소섬유 강화 플라스틱과 같이 무게 절감 비율을 최대화 할 수 있는 소재들도 개발되어 일부 적용되고 있지만, 일반적으로 차체 경량화 소재로 가장 널리 사용되고 있는 소재는 알루미늄 합금이며, 이에 대한 차체 적용 비율이 점차로 높아지는 추세에 있다. 이에, 본 연구에서는 알루미늄 합금이 차체에 적용되었을 때의 장단점을 살펴보고, 알루미늄 합금을 적용한 차체 생산과정에서 유의해야 될 사항들과 이를 바탕으로 하는 생산성 극대화 방안에 대하여 고찰하였다. 먼저, 기존의 알루미늄 저항 점 용접공법의 단점을 최소화하고 대량생산 체계에 적합하도록 개발된 새로운 개념의 저항 점 용접 시스템에 대해 그 성능과 양산성을 검증하였다. 구리 전극과 알루미늄 피용접물 사이에 프로세스 테이프를 삽입하여 용접하는 이 시스템은 열전도성이 큰 알루미늄 용접부에서 저전류의 조건에서도 효과적으로 균일한 발열현상이 발생하게 하였으며, 전극 팁 드레싱 없이 모든 용접점이 항상 동일한 조건에서 용접이 이루어질 수 있도록 하였다. 용접 조건 설정에 있어서도 용접전류가 통전되는 순간에 전극 가압력을 자유로이 변형시켜 용접부 크랙 발생을 최소화할 수 있음을 확인하였다. 알루미늄의 또 다른 대표적인 접합방법인 아크용접에 있어서는 용접 입열량을 조절하여 용접변형을 최소화 할 수 있는 아크용접 시스템에 대해 양산성과 적용 타당성을 검토하였다. 와이어 송급 방향을 자유자재로 바꿀 수 있는 이 시스템의 특성에 의해 스패터를 최소화하면서 용융금속이 효과적으로 모재에 금속이행 될 수 있음을 확인하였으며, 판재, 압출재, 및 다이캐스팅재 등 다양한 차체 소재에 대한 용접 가능성 및 미그-레이저 하이브리드 용접과의 비교분석을 통하여 차체 박판 용접에서도 최소의 열변형으로 효과적으로 사용될 수 있음을 보였다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• 제10권1호
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• pp.43-47
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• 2006

This study attempted to examine how the hydrogen embrittlement susceptibility of the STS 444 stainless steel varies under different welding conditions and how its effect on hydrogen embrittlement differs by the impressed current density levels. For doing so, U bend test specimens was used to impress the current density at 5,10, 15, and 20 $mA/cm^2$ in the $0.5M\;H_2SO_4+0.001M\;As_2O_3$ solution with an electrochemical corrosion tester. The hydrogen embrittlement was assessed by observing the time to failure, and then the microphotographs of metal structures were compared to investigate the metal- related structural properties. The study findings suggest that the effect on hydrogen embrittlement for the STS 444 steel significantly depends on both the welding conditions, or variations in the amount of shield gas, and the levels of current density. In particular, as the impressed current density increases, the hydrogen embrittlement increases rapidly.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 대한용접접합학회 2007년 추계학술발표대회 개요집
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• pp.227-228
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• 2007

본 연구에서는 플립칩 범프를 형성하는 여러 가지 방법 중 전해도금을 이용하여 Sn-0.7wt%Cu 솔더 범프를 형성 하고자 하였다. 전류밀도에 따른 전류 효율을 알아보기 위하여 전류밀도에 따른 실험적 증착 속도와 이론적 속도를 비교 분석 하였다. 도금 두께는 FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Microscope)을 이용하여 측정 하였으며 최종적으로 $20{\mu}m{\times}20{\mu}m{\times}10{\mu}m$ 크기에 $50{\mu}m$ 피치를 가지는 straight wall 형 Sn-0.7wt%Cu 솔더 범프를 형성하고자 하였다.