• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1998년도 특별강연 및 춘계학술발표 개요집
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• pp.126-130
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• 1998

• 전력전자학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.307-312
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• 2003

가볍고 강도가 높은 이유로 부품의 경량화가 요구되는 분야에 급속하게 이용되고 있는 알루미늄의 아크용접에 관한 연구로써, 기존 알루미늄의 아크용접 방법-TIG, MIG-에 비하여 속도가 빠르고, 보다 얇은 박판에 용접이 가능한 용접 방식에 대한 연구 결과이다. 용접전류를 펄스 형태의 인가하여 줌으로써 1펄스 1용적이행이 가능하였고, 용접전류의 극성을 주기적으로 교번하여 용적의 입열량 차이를 이용하여 용입의 깊이를 제어하는 알고리즘을 적용하였고 그 상관관계를 증명하였다. 본 연구에서는 DSP 320C32를 이용한 풀 디지탈 제어방식의 10kw 펄스MIG용 접전원장치를 제작하였고, 120cm/분의 용접속도로 1.2mm의 알루미늄 박판에 극성비 0∼40%의 변화한 용접 결과에 대하여 용접외관 및 단면에 대한 결과를 검토하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권3호
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• pp.1-11
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• 1997

용접이음부에서는 피로크랙 전파거동이 모재와 다르다는 것은 이미 알려져 있으며 그 원인으로서는 용접부에 있어서의 금속조직의 변화와 잔류응력 등이 일컬어 진다. 금속조직의 변화에 따른 영향에 대하여서는 비교적 그 영향이 작으며 또한 피로 크랙 전파속도에 대해서 안전한 쪽으로 역할을 한다고 보고되어져 있다. 따라서 용접 이음부에 있어서의 피로크랙 전파에 대하여서는 주로 잔류 응력의 영향에 주목하여, 잔류응력이 피로크랙의 전파속도에 어떻게 영향을 미치는가를 파악하여야 한다. 이러 한 관점에서 지금까지 용접잔류응력장을 전파하는 피로크랙을 대상으로 하여 잔류응력 이 피로크랙 전파에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 하느 시도가 많은 연구진에 의해 수행되어 왔다. 표1에 이러한 연구의 흐름을 평가방법과 평가에 고려된 사항을 중심으로 나타내었다. 이러한 배경으로부터, 본고에서는 피로크랙 전파거동에 미치는 잔류응력의 영향에 대해서 지금까지 수행된 연구의 내용을 연구 발전형태에 주목하여 검토하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2002년도 제13회 정기총회 및 2002년도 동계학술발표회
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• pp.290-291
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• 2002

스틸 판재 4KW CO2 레이저 용접시 발생되는 플라즈마 특성 연구를 위하여 용접 품질에 중요한 요인이 되는 용접속도, 주입가스 양, 판재사이의 갭을 변화시키면서 실험을 하였다 발생된 분광학적 스펙트럼을 측정하였고 플라즈마광의 세기를 광파이버를 이용하여 측정하였다 플라즈마 패턴 특성을 알기 위하여 1000 frame/sec의 고속 디지털 카메라를 이용하여 플라즈마 영상을 측정하였다 그 결과, 용접속도가 빠를수록 상단에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 커졌으며, 주입가스의 양이 적을수록 플라즈마광의 세기가 강하게 측정되었다. 또한 판재 사이가 넓을수록 발생된 플라즈마가 판재 사이로 분출이 되면서 그 세기가 감소되는 현상을 보여주었다. 이러한 결과는 2차원 플라즈마 영상실험의 결과와 일치함을 보여주었다. 따라서 표면에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 레이저 용접시 중요한 요인이 되는 침투깊이를 추정하는데 중요한 정보가 되며 레이저 용접 품질에 대한 실시간 모니퍼링이 가능함을 확인하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제15권1호
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• pp.26-35
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• 1997

본 연구에서는 GTAW 및 GMAW 공정에서 용접부의 열 및 물질유동해석을 수행하기 위한 지배방정식, 해석방법 및 절차를 제시하였으며, 또 실제로 해석한 결과를 에제로 살펴보았다. 그러나 용접공정은 매우 복잡한 물리적 현상을 야기하기 때문에 용접부 수치해석 모델 설정 및 해석의 수행은 용이한 일은 아니다. 그렇지만 이 분야의 연구는 용접 구조물에 대해서 사전에 용접조건 설정을 위한 실제 용접 작업 수행을 하지 않고 용접부 형상, 결함, 냉각속도, 응고 등의 예측을 위한 매우 효과적이고 경제적인 방법으로 사료되기 때문에 용접 분야에 종사하는 관련 연구자들의 관심이 한층 더 요망된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.706-713
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• 2016

본 연구에서는 이종소재 A6005-AZ61 접합을 위하여 마찰교반용접의 툴 삽입 위치와 모재의 냉각 유 무에 따라 용접부 특성을 분석하였다. 다른 용접 조건들인 툴 회전속도와 이송속도는 500rpm-30mm/min으로 고정하고 Advancing side에 알루미늄 합금(A6005), Retreating side에 마그네슘 합금(AZ61)을 배치하여 용접을 진행하였다. 용접은 여섯 가지 케이스를 진행하였다. 용접부 특성을 관찰하기 위하여 인장 시험을 진행하고, 광학현미경을 사용하여 용접부의 미세조직을 관찰하였다. 인장시험 결과 마그네슘 합금 방향으로 툴을 1mm 이동시키고 모재에 냉각을 시킨 조건에서 강도가 가장 높게 나타났다. 동일한 용접 조건에서 냉각을 한 경우에 냉각을 하지 않은 것 보다 강도가 약 2배 높게 측정되었다. 툴의 위치는 용접부 중심에서 알루미늄 합금 방향으로 1.7mm, 마그네슘 합금 방향으로 1.7mm 이동시켜 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 본 연구를 통해 A6005-AZ61 이종 마찰교반용접시 용접속도와 툴 회전속도만큼 모재의 온도 조절과 툴 삽입위치가 중요한 용접변수임을 확인 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권1호
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• pp.89-94
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• 2015

본 연구의 목적은 열처리 전 후의 보론강 레이저 용접성을 비교하는 것이다. 일반적으로 보론강이 핫스탬핑 공정에 사용되고 있으며, 핫스탬핑 공정은 강판을 오스테나이트 온도까지 가열한 후 성형과 동시에 냉각하는 방법이다. 열처리후 보론강은 1500 MPa 이상의 고강도를 가진다. 따라서 본 연구에서는 보론강 및 핫스탬핑강의 레이저 용접성을 조사한 후 비교하였다. CW 디스크 레이저를 이용하여 레이저 출력 및 용접속도를 변화시켜가며 맞대기 및 겹치기 용접을 실시하였다. 맞대기 용접 결과, 핫스탬핑강에서 완전 용입을 얻을 수 있는 임계냉각속도가 보론강보다 낮았으며, 겹치기 용접결과 완전 관통이 일어난 용접 조건에서는 접합부 폭은 용접속도와 관계없이 거의 유사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.614-618
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• 2018

Al 6061-T6를 사용하여 마찰교반 용접 시 회전 툴 숄더의 너비부의 넓이와 회전 속도, 이동속도의 변화에 따른 물성의 변화에 대하여 평가되었다. FSW 공정의 접합 변수에 따라 인장시험을 수행하기 위하여 KS B 0801 5호에 따라 시험편을 제작하여 마찰교반 용접을 시행하였다. 마찰교반 용접이 된 시험편의 기계적 특성을 평가하기 위해 Instron 인장시험기를 사용하여 1mm/min의 시험 속도로 인장시험을 시행했다. 평가결과, 인장강도는 회전 속도가 증가함에 증가 하였다. 툴 숄더의 이동 속도가 빠를수록 툴 유형에 관계없이 인장강도는 감소하였다. 툴 숄더 직경 12 mm (TSD12) 의 인장 강도 값은 일반적으로 8mm 보다 높게 나타났다. 이동 속도와 회전하는 속도가 한계 값을 초과하면 재료의 특성에 영향을 주지 않고 안정화 단계에 도달한다. 툴 숄더 직경 8mm (TSD8) 는 TSD12 유형의 공구와 비교하여 재료 특성이 감소하고 용접 영역에서 재료가 완전히 혼합되지 않는다. 인장 강도 값은 모든 회전 속도 1500 rpm에서 상대적으로 감소한다. 이동 속도가 낮을수록 같은 회전수에서 재료의 혼합될 수 있는 양이 많으므로 인장강도값이 높게 나타난다. 결과적으로 용접 영역에서 재료를 완전히 혼합하고 전이 온도에 도달하기 위해서는 임계값을 초과하는 회전 속도가 필요하다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.40-40
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• 2010

산업현장에서는 파이프 또는 탱크류의 1GR용접에서 안정적인 이면비드를 가지는 루트패스 용접을 위해 2~3mm의 루트갭을 띄우고 용접봉 또는 필러와이어를 사용하는 TIG용접을 주로 한다. TIG용접은 고품질의 이면비드가 얻어지며, 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있어 루트패스 용접에 많이 사용되고 있지만, 루트갭을 띄우면 이면비드는 잘 얻어지지만 용착금속량이 많아지게 되어 제작원가가 상승되고, 또한 소모성 와이어를 사용하는 GMAW에 비해 생산성이 낮다. 따라서, 안정적인 이면비드를 가지면서 생산성이 높은 1GR GMAW 루트패스 용접공정의 개발이 요구되지만, 이 경우도 루트갭이 2~3mm로 정해져 있으면 Fit-up공정에서 공수가 많이 필요하므로 근본적으로 루트갭이 없는 그루브에 대한 루트패스 용접이 더 바람직하다. 본 연구에서는 루트면 2.7mm를 가지는 U-그루브의 갭 없는 루트패스 용접에서 안정적인 이면비드가 형성되는 조건을 검토하기 위해 2.7t의 평판에 대하여 경사상진 각을 주고 기초 실험 후, U-그루브 맞대기 용접 실험을 진행하였다. 이 때, 경사상진 각은 용융금속이 중력으로 인해 아크 후방으로 밀리게 되고, 그로 인해 아크가 모재에 직접 닿게 되어 용입이 더 깊게되므로, 이면비드의 형성에 더 유리하다. 두께 2.7t의 연강 시편 2개를 갭 없는 I-그루브 맞대기 이음에서 Ǿ1.2 연강 솔리드 와이어를 사용하여 GMAW용접을 실시하였고, 용접전류, 용접속도, 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수를 변경하여 각 조건에 대한 이면비드를 관찰하였다. 그 결과 경사상진 각 $25^{\circ}$, 전류 200A, 위빙폭 3mm, 위빙주파수 3Hz의 조건에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 또한, 현장에서 Fit-up중 발생할 수 있는 루트갭의 문제에 대하여 루트갭 1.2mm의 I-그루브 맞대기 용접에서 경사상진 각, 위빙 폭, 위빙 주파수는 갭 없이 실시한 실험에서 얻어진 가장 안정적인 결과를 사용하였고, 용접 전류, 용접 속도를 변경하여 이면비드를 관찰하였다, 그 결과 갭이 없을 때보다 약 80A 낮은 전류 조건인 120A에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다. 앞선 실험들을 기초로 하여 U-그루브 맞대기 용접을 실시 하였고, I-그루브 맞대기 용접에서 사용한 조건들과 유사한 용접 전류, 용접 속도에서 안정적인 이면비드를 얻을 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1076-1082
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• 2012

오늘날 LNG선의 용접에는 아크와 플라즈마가 사용되고 있으나 아크용접은 에너지 밀도가 낮아 후판에 대해서 다층용접이 불가피하며, 고밀도 열원인 레이저 용접에 비하여 용접속도에도 한계가 있다. 따라서 후판 용접시 다층용접에 의한 용접부의 조직적 결함이나 과대 입열로 형성된 열영향부 등의 문제를 해소하기 위하여 키홀용접에 의한 원패스 용접이 고려되고 있다. 키홀용접이 가능한 열원은 레이저, 전자빔, 플라즈마가 있으며, 현재 플라즈마 용접이 아크를 대체하여 LNG선 카고탱크의 멤브레인 용접에 적용되고 있다. 최근에는 멤브레인의 용접에 레이저를 적용하기 위한 많은 연구가 진행 중에 있다. 본 연구에서는 LNG선용 스테인리스강에 대한 파이버 레이저 및 플라즈마 아크 용접의 용접성, 기계적 성질 및 미세조직을 비교하였다. 그 결과 레이저 용접이 더 빠른 용접속도에서 좁은 용접부와 열영향부를 얻을 수 있었다. 따라서 LNG선의 용접에서는 파이버 레이저가 보다 우수한 용접법이라는 것을 알 수 있었다.