• Journal of Welding and Joining
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• 제16권5호
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• pp.119-133
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• 1998

To implement full automation in pipe welding, it si most important to develop special sensors and their related systems which act like human operator when detecting irregular groove conditions. In this study, an automatic pipe Gas Metal Arc Welding (GMAW) system was proposed to full control pipe welding procedure with intelligent sensor systems. A five-axes manipulator was proposed for welding torch to automatically access to exact welding position when pipe size and welding angle were given. Pool status and torch position were measured by using a weld-pool image monitoring and processing technique in root-pass welding for weld seam tracking and weld pool control. To overcome the intensive arc light, pool image was captured at the instance of short circuit of welding power loop. Captured image was processed to determine weld pool shape. For weld seam tracking, the relative distance of a torch position from the pool center was calculated in the extracted pool shape to move torch just onto the groove center. To control penetration of root pas, gap was calculated in the extracted pool image, and then weld conditions were controlled for obtaining appropriate penetration. welding speed was determined with a fuzzy logic, and welding current and voltage were determined from a data base to correspond to the gap. For automatic fill-pass welding, the function of human operator of real time weld seam control can be substituted by a sensor system. In this study, an arc sensor system was proposed based on a fuzzy control logic. Using the proposed automatic system, root-pass welding of pipe which had gap variation was assured to be appropriately controlled in welding conditions and in torch position by showing sound welding result and good seam tracking capability. Fill-pass welding by the proposed system also showed very successful result by tracking along the offset welding line without any control of human operator.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권4호통권37호
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• pp.709-720
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• 1998

용접잔류응력의 모재두께방향을 포함하는 3차원 분포를 파악하기 위해, 용접상세를 변화시킨 필렛용접이음을 대상으로 해서 실험 및 해석을 수행하였다. 특히, 지금까지 계측이 곤란했던 필렛용접이음의 용접루트부의 잔류응력을 실측하였다. 파라메타로써는 용접입열량과 용접층수를 취급하고, 모재두께방향을 포함하는 3차원 잔류응력의 분포를 조사하였다. 그 결과, 입열량이 증가하면, 용접토우와 루트부를 포함하는 용접부에서는 잔류응력의 크기에 변화가 거의 없지만, 인장잔류응력의 영역이 크게 나타났다. 또 단층과 다층용접의 비교에서는, 다층용접 쪽이 단층용접보다 잔류응력이 상당히 낮음을 알 수 있었다. 용접부 근방의 인장잔류응력의 영역도 다층용접 쪽이 단층용접보다 작게 나타난 것을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권4호
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• pp.70-77
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• 1997

Welding is one of the most important and popular joining techniques employed in structures. In spite of, weld designs depend on the rules and regulations. Moreover, the study to optimize a shape of welding joint not may be sufficient and systematic on the theoretical and experimental sides. Therefore, in this study, a computer program based on thermal elasto plastic theory is developed for optimizing(minimizing) shape of weld joints. By the results, study is made on the characteristics of the distributions of welding residual stresses and plastic strains, and their production mechanisms. Also, Various kinds of tests are carried out to find out mechanical characteristics due to shape of weld joints. As a result of this optimization(minimization) of weld joints, the productivity and the reliability will be improved.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권3호
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• pp.96-101
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• 1999

Microstructures and mechanical properties of weldments were studied for EH36 TMCP higher-strength hull steel with electrogas welding jprocess. In case of a newly designed EH36 TMCP steel for large heat input welding process, the Microstructures of HAZ shows more narrow width of grain coarsed region than that of conventional EH36 TMCP weldments, the amount of acicular ferrite, which is beneficial to impact toughness, increased while the amount of grain-boundary ferrite decreased. Charpy V-notched impact tests show that a newly designed EH36 TMCP steel weldment satisfies all the requirement of specifications, especially at the fusion line +2mm where the conventional EH36 TMCP steel fails to exceed the requirement.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.30-30
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• 2010

고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 강재 개발로 인한 우수한 성능을 충분히 발휘하지 못하고 있으며 용접부의 건전성 문제가 심각하게 인식되고 있다. 이로 인해 고강도강에 적용시킬 수 있는 무예열 용접재료의 필요성이 대두되어 개발이 진행되고 있으며 상용화를 앞두고 있다. 이러한 용접재료의 개발단계에서 합금설계는 가장 중요한 항목으로 합금 조성에 따라 용착금속의 강도 및 인성에 상당한 변화를 가져오기 때문이다. 합금원소 중 Al은 강재의 탈산을 돕기 때문에 가능한 많은 양의 첨가를 요구하지만 적정량 이상을 초과하게 되면 오히려 용착금속의 저온인성 특성에 부정적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 고강도 GMA 용착금속의 Al함량을 단계적으로 변화시켜 용착금속 내 최적의 Al의 함량을 찾고자 하였다. 또한 높은 비용 및 많은 시간을 필요로 하는 와이어로드를 제작하지 않고도 Al함량을 조절 할 수 있는 방법을 고안하고자 하였다. 실험의 모재는 HSLA-100강을 사용하였으며 용접재료는 ER120S-G급의 GMA용접 재료를 사용하였다. 모재 성분과의 희석을 방지하기 위해 V-Groove 가공 후 6패스 Buttering 용접을 실시하였고, 다시 Buttering용접부에 V-Groove 가공을 하여 최종 용접을 실시하였다. 이 때 Al함량을 조절하기 위해 최종 용접 개선부 밑면에 홈을 판 후 Al fiber(직경 0.3mm)를 깔고 용접(입열량 20kJ/cm)하여 Al함유량을 총 3가지(0.003~0.04% Al)로 제어하였다. 용접 후 각각의 시편에 대해 미세조직, 충격시험, O/N분석, 성분분석 등의 시험을 수행하여 저온인성과의 상관관계를 알아보았다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권6호
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• pp.481-487
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• 2015

The effects of the heat input and preheat/interpass temperatures on the tensile strength and impact toughness of multipass welded weld metal were investigated and interpreted in terms of the recovery of the alloying elements and microstructure. Increases in both the heat input and preheat/interpass temperatures decreased the tensile strength of the weld metal. A lower recovery of alloying elements, especially Mn and Si, and smaller area fraction of acicular ferrite in the weld metal were observed in higher heat input welding, resulting in a lower tensile strength. In contrast, only a microstructure difference was observed at a higher preheat/interpass temperature. The impact toughness of the weld metal gradually increased with an increase in the heat input because of the lower tensile strength. However, it decreased again when the heat input was larger than 45 kJ/cm because of the much smaller area fraction of acicular ferrite. No effect of the preheat/interpass temperature on the impact toughness was observed. The formation of a weld metal heat-affect zone showed little effect on the impact toughness of the weld metal in this experiment.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.667-672
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• 2016

본 연구에서는 SS400에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 이용하여 맞대기 용접을 실시하였다. 맞대기 용접시 입열에 직접적으로 영향을 미치는 레이저 출력, 용접 전류 및 속도를 변화시켜 실험을 실시하였다. 이를 통해, 결함 없이 원 패스 관통 용접이 이루어지고, 미려한 비드가 형성되는 최적의 맞대기 용접 조건을 도출하였다. 용접부의 기계적 및 조직적 특성을 파악하기 위해 레이저 및 아크 영역에 대해 경도측정 및 미세조직 관찰을 실시하였다. 또한 모재와 용접 시험편의 강도를 비교하기 위해 인장강도 실험을 실시하였으며, 결과적으로 두 시험편의 인장강도 값은 유사하게 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.81-88
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• 2002

용접구조물의 루트부는 외력에 의한 응력 집중에 의해 파손되기 쉽다. 따라서 구조물의 안전성 및 신뢰성 측면에서 홈 가공한 그루브 용접에 의한 완전용입 용접이 일반적으로 요구되어진다. 하지만 필릿 T-이음부 용접은 루트부의 갭과 같은 불완전 용입부를 만들어내기 쉬움에도 불구하고 홈 가공 시간 및 용접봉 소모량을 줄이기 위해 이러한 필릿용접이 자주 행해지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 필릿 용접구조물의 플래이트(또는 플랜지)와 웨브 부분에 발생하는 용접잔류 응력과, 특히 불완전 용입에 의한 루트부 갭을 갖는 양면 T-이음부의 노치부분에 발생하는 잔류응력 분포를 해석하고자 하였다. 해석을 위해서 서브머지드 아-크 용접에 의한 단층 및 다층패스용접 모델을 선정하였으며, 열전도 및 열탄소성 이론을 고려한 유한요소 프로그램을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권10호
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• pp.901-906
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• 2016

본 논문은 두께 10 mm의 조선용 강판 AH36에 대해 레이저-아크 하이브리드 용접을 사용하여 원패스 관통용접을 실시함으로써 실제 조선 산업에서의 생산성 향상을 목적으로 연구되었다. 10 mm두께의 후판을 사용하였기 때문에 관통용접을 얻기 위해서는 더욱 높은 레이저 및 아크의 출력이 요구되었다. 그러나 보다 더 증가된 레이저 및 아크 출력의 사용은 비드 양단에 언더컷과 같은 결함을 야기하였다. 이러한 언더컷은 노치로 작용하여 용접 구조물의 강도를 약화시키므로 반드시 방지되어야하며, 본 실험에서는 아크의 변수인 용접 전압 및 펄스컬렉션을 조절함으로써 제어할 수 있었다. 용접된 시험편의 기계적 특성을 파악하기 위해 레이저 영역 및 아크 영역에 대해 경도 측정을 실시하였다. 그 결과, 열영향부는 조직의 변태로 인해 최대 경도가 용접부보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 미세조직 관찰 결과, 열영향부는 마르텐사이트 및 베이나이트와 같은 경한 조직으로 구성되어 있는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권1호
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• pp.138-144
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• 1995

Recently, as the industrial structure tends to become large, the thickness of structural plate becomes thicker. Therefore, the thicker the plate of welded structure is, the larger the shape of welded joint. The effect of large heat input makes large heat affected zone(HAZ). These bring to complict welding residual stress and to weaken material, which may cause extremely harm to the safety of structures. Nevertheless, welding is design is regulated by the KS, JIS or standard in the resister of shipping such as KR, ABS or LR. However, these rules are based on rather experimental than theoretical. In this study, the computer program of heat conduction, considering un-steady state and quasi-steady state, is developed for optimizing(minimizing) a shape of welded joint. The characteristics of heat on the welded joints with various shapes are clarified by the results of the analyses.