• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.42-42
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• 2010

알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.10 no.2
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• pp.1-10
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• 1992

저탄소강은 일반적으로 용접성이 우수하지만 완전한 접합 강도와 용접부에서의 결함을 방지하기 위해서는 많은 주위가 필요하다. 용접부의 기계적 성질은 그 미세구조에 따라 좌우되는데, 이 구조는 모재의 화학조성, 용접 조건 그리고 후열처리에 의하여 결정이 된다. 이와 같이 용융용 접에 의한 저탄소강의 접합부는 저탄소함량으로 응고 균열에 대한 저항이 높다. 그러나 탄소의 함량이 증가하므로서 용접성은 저하하여, 0.3% 이상에서 용접부는 과열, 과냉, 저온 균열과 porosity에 취약하게 된다. 구조용강애 있어서는 용접성에 대한 일반적인 기준이 없으므로 이 러한 재료는 모재와 용접부의 기계적 성질, 고온 및 저온 균열성, 열간 및 냉각가공성등을 고려 하게 된다. 그러나 가장 중요한 것은 용접부의 신뢰도이다. 탄소강과 저합금강에 있어서 용접은 높은 강도를 얻을 수 있어야 하며 접합부에서 모재의 원래의 특성을 유지하여야 하고 결함이 없어야 할 것이다. 이와 같은 결함은 모재의 융접 이하에서 접합을 실시하는 고상접합으로 충 분히 억제할 수가 있다. 고상접합에서는 근본적인 미세조직의 결정화도 피할 수 있으며 고온균 일과 같은 결함의 위험도 배제할 수 있다. 고상접합은 용융용접과는 달리 모재를 용융시키지 않고 고체상태에서 접합을 하는데, 신금속 및 신소재의 개발과 첨단산업의 발달로 고상접합 기 술이 크게 각광을 받고 발전하게 되었다. 이와 같은 접합기술의 발전으로 기존의 용접으로는 접합이 불가한 소재, 용접기술의 적용이 곤란한 복잡한 형상, 복합기능 소재, 고품질 및 고정밀 성이 요구되는 소재등이 접합이 가능하게 되었다. 이러한 접합기술로는 brazing, 확산접합, 마찰 용접 등이 주로 많이 이용되고 있다. Brazing은 융점이 낮은 filler metal이 모재의 사이에서 용 융상태로 유입되어 냉각되면서 접합되는 방식이고 확산접합은 모재의 접합계면에서 원자의 상호 확산으로 접합을 하게 된다. 한편 마찰용접은 계면에서 회전에 의한 마찰열고 접합하는 방식 이다. 본 기술해설에서는 이러한 고상접합 기술을 이용한 철강재료의 접합에 대하여 고찰하도록 하겠다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.3
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• pp.605-610
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• 2008

Through welding fabrication, user can feel unsatisfaction of surface quality because of welded defects, Generally speaking, these are called weld defects. For checking these defects effectively without time loss effectively, weldability estimation system setup is an urgent thing for detecting whole specimen quality. In this study, by laser vision camera, catching a rawdata on welded specimen profiles, treating vision processing with these data, qualitative defects are estimated from getting these information at first. At the same time, for detecting quantitative defects, whole specimen weldability estimation is pursued by multifeature pattern recognition, which is a kind of fuzzy pattern recognition. For user friendly, by weldability estimation results are shown each profiles, final reports and visual graphics method, user can easily determined weldability. By applying these system to welding fabrication, these technologies are contribution to on-line weldability estimation.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.6
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• pp.635-642
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• 2011

It is well known that conventional welding techniques can result in welding defects due to the large groove angle of the weld. In this context, the narrow gap welding (NGW) technique is applied in the nuclear industry because of its inherent merits such as the reduction in welding time and the shrinkage of the weld, and the small deformation of the weld resulting from the small groove angle and welding bead width. In this paper, the distribution of welding residual stress and deformation behavior of the ER308L weld due to NGW are predicted through nonlinear two-dimensional finite element analysis, in which the actual NGW process is simulated in detail. In particular, the effects of the shape of weld, i.e., the width of the weld and the shape of the welding groove, on the residual stress are investigated. The present results can be used to assess the integrity of defective nuclear components and to improve the welding process.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.67-67
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• 2009

알루미늄 합금 재질은 무게의 경량화와 기계적강도가 우수하며 다른 비철금속에 비하여 값이 저렴한 장점이 있다. 현재 산업현장에서 활용하는 가장 흔한 접합법으로 TIG, RSW 등과 같은 용융 용접법을 현재는 많이 사용 하고 있지만 열전도도가 높아 열 확산이 빠르고, 이에 따라 모재의 팽창이 일어나 열변형을 유발하며, 산화피막은 그 내부에 함유된 결정수가 아크용접 중 분해되어 수소를 방출함으로 기공이 발생하여 부도체로 저항용접시 전도성을 방해하는 등의 문제를 발생시킨다. 또한 철에 비해 4배정도 큰 전기전도율에 따라 저항용접시 대전류를 사용해야 하는 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 알루미늄 합금의 용융용접 과정에서 발생하는 단점을 극복하는 기술로 고상접합 방법인 마찰교반용접법(Friction Stir Welding)이 활용되고 있다. FSW는 1991년 영국의 TWI에서 개발된 최신 용접법으로 모재를 용융점 아래에서 고상용접시키는 방법으로 용융에 따른 열변형과 흄가스(hume gas)와 스패터(spatter)를 억제시켜 주는 친환경적인 용접법이다. 이러한 마찰교반용접의 기술은 그동안 특허에 따른 로열티가 산업현장에서 사용하는데 문제가 되었으나 특허보호 기간인 20년이 1년정도의 기간밖에 남지 않은 상황에서 그 사용은 날로 증가하리라 본다. 이러한 마찰교반용접부의 결함을 평가하는 방법에는 UT, RT 등이 활용되고 있으나 얇은 박판에서의 결함검출은 용이하지 않다. 이리한 문제점을 해결하기위하여 초음파 가진을 이용한 적외선 열화상 검출 기법을 이용하여 마찰교반용접부의 결함 검출 가능성을 연구하였다. 20kHz의 주파수를 400Watt로 가진시켜 겹치기(lap joint) 마찰교반용접이된 A6061-T6의 용접부에 초음파를 입사하였을 때 발생하는 열을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 측정함으로써 마찰교반겹치기 용접부의 결함 검출에 활용하였다. 용접부에 초음파를 입사하였을 때 부분적으로 온도차이가 발생하였고, 그에 따른 열화상을 검출 할 수 있었다. 이러한 열화상과 실제 시험편의 용접부의 강도를 평가하기 위하여 인장시험을 하였다. 그 결과 초음파 적외선 열화상 검출에서 발열부위가 나타난 부분이 인장시험에서 낮은 인장강도를 보였다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.12 no.1
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• pp.16-27
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• 1994

1970년대 2번에 걸친 석유 파동 이후 재료의 경량화는 자동차, 우주항공분야에서 중요한 문제로 대두되었다. 알루미늄합금은 높은 강도/밀도비, 내식성, 인성 및 저온 특성을 보유하고 있어 일반 가정용품에서 자동차, 우주항공, 선박같은 수송장비까지 여러분야에 사용되고 있으며, 그 사용량과 적용분야는 해가 갈수록 증가하고 있다. 알루미늄합금의 용접특성과 용접 시공기술에 대한 연구결과는 상당히 많이 발표되어 있으나, 실제 현장용접시에는 기공, 불완전 용입 등의 예상치 못한 용접불양이 발생한다. 알루미늄합금의 용접 방법으로는 GTAW, GMAW 등의 보호가스 용접이 주로 사용되고 있다. 본 고에서는 알루미늄합금의 GMAW용접 특성과 용접시 용접 결함에 대하여 간단히 기술하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 1999.06a
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• pp.175-180
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• 1999

대부분의 강구조물에서 주부재를 연결하는 경우 강재중량의 감소를 도모하거나 구조물의 미관을 고려해서 맞대기 용접이음방법을 주로 적용하고 있다. 일반적으로 횡방향 맞대기 용접부에서 발생할 수 있는 용접결함의 예로써는 그림1∼그림 3에서 알 수 있는 바와 같이 용입부족, 용융불량 등과 같은 평면적 결함과 공동, 슬래그혼입 등과 같은 입체적 결함을 거론할 수 있다. (중략)

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1997.05a
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• pp.151-153
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• 1997

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2011.04a
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• pp.303-306
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• 2011

티타늄 용접부의 기공 형성은 용접 중 대기중으로부터 유입되거나 모재 표면의 산화막으로부터 확산과정을 통해 유입되는 산소 혹은 수소로 인해 형성된다고 알려져 있다. 용접부 기공은 용접부의 피로 수명과 인성을 저하시키며 취성 파괴의 원인이 된다. 이에 용접 후 비파괴 검사를 통해 용접부 기공을 확인하고 있으며 확인된 기공등의 결함은 재용접을 통해 제거하고 있다. 이번 연구에서는 기계적 가공 방법에 의해 기공을 제거한 후 재용접 하는 기존의 방식에서 벗어나 TIG Dressing 공법을 이용하여 용접부에 형성된 기공을 제거하고자 하였으며 이에 따른 용접부 노치 인성을 확인하였다. 시험 결과 TIG Dressing에 의한 기공 제거 효과와 노치 인성을 확인하였다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.93-93
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• 2010

환경 규제 및 배출가스 규제에 의하여 차량 경량화를 위해 점차적으로 Al합금의 차체 및 부품적용 비율이 점차 확대되고 있다. 이에 따라 알루미늄의 레이저 용접 시 출력, 초점거리, 용접 속도 등 공정 변수의 상관관계와 용접 결함 현상에 의한 관심이 집중된 연구가 많이 발표되었으며, 알루미늄 5000계열의 경우 박판 용접 시 기공, 균열 등 과 같은 결함 현상을 방지하기 위하여, Twin spot laser, Laser-TIG hybrid 등과 같은 공법 적용을 제안되었다. 본 연구에서는 Yb:YAG laser welding 시 Mg 함량이 높은 AA5J32을 소재를 이용하여 박판 겹치기 용접 시 Back side spiking 결함 방지를 위한 레이저 빔 출력 파형을 설계하여 실험을 수행하였다. 또한 파형의 특성에 따라 나타나는 겹치기 용접부의 기계적 특성과 기공에 대해 알아 보고자 하였다.