• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.107-107
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• 2009

모듈 형 터빈 다이아프람은, 아우터 링(outer ring), 스팀 패스(steam path)와 이너 웹(inner web)의 원형 형상을 갖는 세 부분을 조립하여 원주 방향의 용접 조인트를 형성하는 기존의 다이아프람 형태가 아니라, 아우터 슈라우드(outer shroud), 베인(vane)과 이너 슈라우드(inner shroud)의 세 부분이 하나의 모듈을 이루고 이러한 모듈을 원주 방향으로 조립하여 방사 방향의 조인트를 형성한다. 전자빔 용접은 이와 같은 방사 방향의 조인트를 수직으로 가로지르는 용접 궤적을 따라 진행되며, 용접 패스에 따라 형성되는 용융 비드의 단면적만큼 인접하는 두 모듈을 접합시킨다. 이 경우 용융 비드의 단면적과 형상은 두 모듈의 결합 강도를 결정하는 중요한 요소가 되어, 제작 시 다이아프람의 크기와 두께에 따라 용입 깊이와 평균 단면 비드 폭을 규정하고 있다. 본 연구에서는 용입 깊이와 단면 비드 폭의 요구 조건을 만족하면서 결함이 없는 건전한 용접부를 얻을 수 있는 최적 용접 조건을 도출하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 플레이트 시편과 모듈 시편을 사용한 기초 실험과 유사 시제품(semi-mockup) 실험을 실시하였다. 플레이트 기초 실험을 통해 전자빔 주요 변수인 빔 전류, 초점 위치, 용접 속도, 빔 진동 폭 변화에 따른 용융 비드 형상 변화를 관찰하였고, 빔 전류가 용입 깊이에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하여 요구 용입 깊이 별 적정 빔 전류 값을 설정하였다. 용접 속도는 생산성 측면에서 균열이 발생하지 않는 범위에서 가능하면 가장 큰 값을 사용하였고, 빔 진동 폭은 초점 위치와 함께 단면 비드 형상 결정에 많은 영향을 주는 인자로 확인되어 균열이 없는 가장 이상적인 단면 비드 형상인 완만한 쐐기 형태가 되도록 설정하였다. 이 후 실제 제품 폭과 용접 패스를 갖는 블록 모듈 실험을 통해 설정 용접 변수의 적용성과 균열 발생 여부를 확인하였고, 이 때 적용 제품 폭이 30 mm 이하이며 요구 용입 깊이가 50 mm 이상의 경우에서 비드 중앙부 균열이 발생함을 관찰하였다. 따라서 해당 영역의 제품에는 균열 저항성이 높도록 용접 속도와 빔 진동 폭을 줄여 최적 용접 변수를 새롭게 설정하였으며, 이를 유사 시제품 실험에 적용하여 최종적으로 용접 변수 안정성을 검증하였다. 이러한 실험을 통해 확인된 최적 용접 조건을 실 제품 제작에 적용하여 모듈 형 터빈 다이아프람 전자빔 용접 제작을 성공적으로 완료할 수 있었다.

• Journal of the Institute of Convergence Signal Processing
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• v.22 no.3
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• pp.141-148
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• 2021

In this paper, we propose an algorithm of welding bead detection and evaluation using geodesic active contour algorithm and high pass filter with image processing technique. The algorithm uses histogram equalization and high pass filter as gaussian filter to improve contrast. The image processing techniques smoothens the welding beads reduce the noise on an image. Then, the algorithm detects the welding bead area by applying the geodesic active contour algorithm and morphological ooperation. It also applies the balloon force that either inflates in, or deflates out the evolving contour for a better segmentation. After that, we propose a method for determining the quality of welding bead using effective length and width of the detected bead. In the experiments, our algorithm achieved the highest recall, precision, F-measure and IOU as 0.9894, 0.9668, 0.9780, and 0.8957 respectively. We compared the proposed algorithm with the conventional algorithms to evaluate the performance of the proposed algorithm. The proposed algorithm achieved better performance compared to the conventional ones with a maximum computational time of 0.6 seconds for segmenting and evaluating one welding bead.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.41-41
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• 2010

에어컨용 냉매 압축기, 냉장고용 냉매압축기 및 자동차 샷시 부품들은 주로 겹치기 필릿용접을 GMAW 으로 실시하고 있다. 그러나 용접 시 스패터 발생으로 인한 추가공수가 요구되며 작업환경 또한 열악한 실정이다. 따라서 저가의 고생산이면서 용접비드의 외관이 미려하고 스패터, 소음 그리고 Fume 이 발생되지 않는 청정한 TIG 용접이 있지만, 용접속도가 수십 cpm 이하로 제한되어 생산성이 낮다는 기술적 모순을 가지고 있다. TIG 용접에서 생산성을 증가시키기 위해 모재와 와이어를 고속 용융 시키려면 전류를 높여 입열량을 증가시켜야 하지만, 증가된 전류로 인하여 상승된 아크력이 험핑비드와 언더컷이 발생되는 물리적 모순을 가진다. 또한 필러와이어를 사용한 기존의 TIG 용접에서 필러 와이어는 주로 원형 단면 와이어를 사용하게 되는데 와이어의 직경이 증가함에 따라 비표면적은 감소하여 용융효율이 낮아지므로 $\Phi$1.2 이하의 필러와이어를 송급하여 용접하였다. 그러나 요구되는 용착량이 큰 경우 필러 와이어를 고속으로 송급하게 되는데 이 경우 필러 와이어 용융이 곤란하거나 송급상의 문제가 자주 생겨 용접속도를 고속으로 하기 곤란하였다. 따라서 필러와이어를 사용한 TIG 용접에서 용착금속의 용융효율을 높게 함으로서 전류를 크게 증가시키지 않으면서도 용접속도를 높일 수 있는 용접 공정개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 비표면적을 증가시켜 용착금속의 높은 용융효율을 얻을 수 있도록 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$3.2 일반와이어 및 를 이용하여 BOP TIG 용접에 비교 실험하였으며, 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$1.2 필러와이어를 이용하여 필릿용접부에 적용 실험하여 비교하였다. 그 결과 개발된 와이어의 경우 적절한 비드를 형성하였으나 3.2 일반와이어의 경우 과도한 볼록비드와 불용착부의 문제가 발생하였고, 필릿용접 비교실험에서는 각각 200cpm과 50cpm에서 적절한 비드가 형성되어 더 높은 용착금속 용융효율을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2017.04a
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• pp.433-435
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• 2017

본 논문은 영상 장치를 이용한 자동화 시스템으로 용접 시 발생하는 용접 비드 정보 검출 방법에 대한 연구이다. 조명시스템과 결합된 2D 비전 카메라를 이용하여 용접된 시료 영상을 획득하고 영상처리과정을 거처 비드 부분만 획득한다. 획득된 비드 폭의 길이와 기공과 같이 용접 불량 상태 등의 정보 얻는다. 이 정보들과 산업체에서 요구되는 기준과 비교하여 정상적인 용접이 이루어 졌는지를 판별한다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.13 no.4
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• pp.113-117
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• 2007

The study was performed on the development of system in which the bead width can be controlled. In order to control the bead width, we designed the automatic seam tracking device by attaching the probe type strain gauge sensor, motor driving slide and encoder to check the moving distance, and interface card connected MCU(80Cl96KC) upside the speed controllable carriage. Seam tracking experiments were done by changing the bead width. We compared and analyzed the sampling data which were obtained by output voltage of strain gauge sensor and rotary encoder pulse every 50ms.

• Journal of Welding and Joining
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• v.11 no.1
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• pp.33-41
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• 1993

TIME 용접법용 혼합 가스의 특성으로 인하여 기존의 GMAW 용접법과 비교하여 TIME 용접법 은 다음과 같은 장점이 있다. 1.용적 이행이 아크 플라즈마 기둥 내부에서만 일어난다. 2.용입이 깊고, 비드 단면현상도 뛰어나다. 3.용착량을 최대 450g/min까지 증가 시킬수 있다. 4.용접속도의 향상, pass수 감소, 결함발생이 적다. 5.저온 충격시험치를 향상시킨다. 6.비드외관이 미려하고, under cut 및 lack of fusion등의 결함발생 위험이 적다. 7.스패터 발생이 극히 적다. 8.자동 및 반자동 용접이 가능하다. 9.전체적인 용접비용이 대폭 절감된다.

• 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.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.10 no.7
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• pp.1326-1331
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• 2006

Weld root gap is a important fact of a falling-off weld quality in various kind of weld defect. The welding quality can be controlled by monitoring important parameters, such as, the Arc voltage, welding current and welding speed during the welding process. Welding systems use either a vision sensor or an Arc sensor, both of which are unable to control these parameters directly. Therefore, it is difficult to obtain necessary bead geometry without automatically controlling the welding parameters through the sensors. In this paper we propose a novel approach using neural networks for detecting and monitoring of weld root gap and bead shape. Through experiments we demonstrate that the proposed system can be used for real welding processes. The results demonstrate that the system can efficiently estimate the weld bead shape and detect the welding defects.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.12
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• pp.1055-1060
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• 2016

Laser welding is a high-density energy welding method. Hence, deep penetration and high welding speed can be realized with lower heat input as compared with conventional welding. The heat input of a CW laser welding is determined by laser power and welding speed. In this study, bead and lap welding of $0.5mm^t$ pure titanium was performed using a fiber laser. Its weldability with laser power and welding speed was evaluated. Penetration, bead width, joining length, and bead shape were investigated, and the mechanical properties were examined through tensile-shear strength tests. Welds with sound joining length were obtained when the laser power and welding speed were respectively 0.5 kW and 2.5 m/min, and 1.5 kW and 6 m/min, and the weld obtained at low output presented better ductility than that obtained at high output.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.25-25
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• 2009

종래의 위보기 자세에서 용접은 중력이 모재의 표면으로 향하고 있어 용융금속이 중력에 의해 표면방향으로 흘러내리게 되어 용접 실시가 불가능하였다. 이에 Shield Gas Force, Trailing Gas Force 그리고 Ahead Gas Force를 적절히 적용하여 Position Welding에서 중력으로 인해 Molten Metal이 처지는 문제를 극복하여 생산성 향상으로 연결할 수 있음을 선행 실험을 통해 확인하였으나 기존의 C(Convergent)형, CP(Convergent Divergent)형 및 P(Parrallel)형 가스 노즐은 용접조건에 따라 실드 가스의 소모량이 많고, 토출되는 실드가스력이 부족하여 용접시 볼록한 이면 비드 형성을 위한 용융 풀을 효과적으로 제어 할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 동일량의 실드 가스 공급시 가스 노즐을 통해 토출되는 실드가스의 소모를 줄이고 실드가스력을 극대화하여 저가의 고생산성을 가진 친 환경 용접기술(Green welding)에 부합하는 CDP(Convergent Divergent Parrallel)형 가스 노즐을 제작하여 기존의 CP형 가스 노즐과 비교 분석하였다. 또한 Overhead Position에서의 비드형상제어와 Flat Position에서 방풍효과를 비교해 보았다. 그 결과 CDP Nozzle은 CP Nozzle보다 동일한 유량에서 풍속은 3.5배, 냉각능력은 1.5배, 가스압력은 6.25배로 우수한 성능을 확인할 수 있었고, Overhead Position에서 가스 유량을 동일하게 하여 용접하였을 때 CP Nozzle의 경우 오목한 이면비드가 나타났지만 CDP Nozzle의 경우 볼록하게 양호한 이면비드 형상이 나타났고, Flat Position에서의 방풍효과 비교실험에서 CDP Nozzle에서는 깊고 균일한 용입을 CP Nozzle에서는 불안정한 용입이 나타났는데 이는 CDP Nozzle의 경우 풍속에 의한 Arc Blow가 적게 발생하여 상대적으로 더 나은 용입을 확인하였다.