• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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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.

• 한국가스학회지
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• 제11권2호통권35호
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• pp.31-36
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• 2007

가스 냉온수기용 STS 304 배관 용접부의 부식특성을 연구하기 위하여, 0.5M $H_2SO_4+0.01M$ KSCN 수용액 중에서 전기화학적 분극시험, 금속조직시험 과 경도시험을 실시하여 STS 304배관 용접부의 양극분극거동, 인가전위에 따른 부식거동, 용접부의 금속조직 및 경도거동를 고찰하였다. 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 임계양극전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 많이 배류되고, 기본부동태전위는 모재보다 용접열영향부에서 더 높게 된다. 2) 부동태전류밀도는 모재보다 용접열영향부에서 더 많이 배류되고, 부동태영역은 용접열영향부보다 모재가 더 크게 된다. 3)인가전압에 의한 용접열영향부의 전류밀도는 모재의 전류밀도보다 더 많이 배류된다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.6-12
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• 2015

자동차, 조선, 발전설비 및 산업기계 등 거의 전 산업분야의 제품 생산단계에 용접기술이 사용되고 있다. 본 연구에서는 구조용 금속제품 제조공장에서 많이 사용되어지는 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템의 설계 및 구현에 관해 조사하였다. 이를 위해 시스템의 구동부 지지대에 대해 구조해석을 수행하였으며 전력절약형 시스템의 구현을 위해 자동전압조정기의 사양선택, 시스템의 상호인터페이스 및 회로도 설계를 고안하였다. 그 결과 용접 구동부 지지대의 설계가 안전함을 확인하였으며, 또한 PLC $CO_2$ 자동용접 시스템은 다품종 소량 생산형 구조물 제조공장의 용접자동화에 적합하며 생산성 향상, 품질안정 및 전력 절약에 기여할 수 있음을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제35회 하계학술대회 초록집
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• pp.201-201
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• 2008

• 한국기계가공학회지
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• 제16권1호
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• pp.112-117
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• 2017

The arc, generated by Tungsten Inert Gas(TIG) welding, is stable and provides excellent quality of the weld. Since automation is difficult, a lot of work is performed by hand. In addition, to obtain the uniform weld quality is difficult when using a base metal having a nonuniform welding line, or when welding inside a pipe. Generally, TIG welding power has the characteristic of constant-current. The welding voltage is changed in proportion to the arc length. Hence, the automatic voltage control equipment should be applied at the TIG welding system. The automatic voltage control equipment has been designed using LabVIEW software. It consists of a manufactured voltage divider circuit, and jig for moving the torch. The voltage measurements and driving of the motor were performed through the algorithm implementation in LabVIEW. Welding was conducted while increasing the arc length. In this process, it was confirmed that the automatic voltage control equipment kept the arc length constant.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.73-78
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• 2016

본 연구에서는 STS316 스테인리스강에 가스텅스텐아크용접을 수행하였다. 더블토치 장치를 이용하여 스텔라이트계 육성용접을 실시하였고, 다구찌 기법을 적용하여 경도 측정값에 대한 응답변수를 산출하여 공정 최적화를 도출하였다. 또한 이 공정변수가 육성용접의 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 다구찌 기법에 의한 육성용접의 공정설계에 있어서 다중응답 변수를 고려한 최적공정설계는 매우 유효한 것을 확인할 수 있었다. 또한 각각의 응답변수에 대한 공정변수의 기여도 및 기여도에 대한 영향을 손쉽게 분석할 수 있었다. 육성용접에서 중요한 기계적 특성 요소인 경도값을 고려한 최적공정 조건은 전류 105 A, 전압 18V, 예열온도 $200^{\circ}C$, 후열온도 $100^{\circ}C$로 확인 되었다. 더블토치를 이용한 가스텅스텐아크용접의 최적조건에서 제작된 시험편의 경우 단일 토치를 사용 하였을 때 보다 더블토치를 사용하는 조건에 의해 제작된 시험편의 경우 경도는 8.19% 높은 양호한 특성을 나타내었다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제45권4호
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• pp.60-67
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• 2008

본 연구에서는 일반적으로 용접기의 전원장치로 사용되어지는 풀-브리지 회로에 2개의 스위치와 2개의 무손실 스너버 부분 공진 커패시터, 2개의 다이오드로 구성된 간단한 액티브 보조 부분 공진 스너버를 추가한 새로운 하프 브리지 소프트 스위칭 PWM DC-DC 컨버터를 제안하였다. 제안한 하프 브리지 소프트 스위칭 DC-DC 컨버터 회로는 기존 회로의 DC 버스라인 스위치에 발생되는 도통 손실을 저감하여 고주파 변압기의 1차측의 전류가 2차측보다 작아지는 저 전압, 대전류 직류출력을 얻어 수 있었다. 그리고, 모든 영역에서 ZCS/ZVS 동작하므로써 저전압, 대전류 직류 출력의 스위칭 전원 장치에 있어 고주파, 고효율, 고출력을 실현할 수 있다. 이러한 모든 사항은 시뮬레이션과 실험 결과로부터 도출하였으며, 제안한 회로의 단점을 보완할 경우에는 차세대형 TIG MIG MAG 아크 용접기용 전원으로 용이할 것으로 판단된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.47-47
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• 2010

지구온난화의 심화로 사회적으로 환경의 중요성에 대한 인식이 확산되면서 $CO_2$ 배기가스 및 연비와 직결되어 있는 자동차 중량 절감의 중요성이 강조됨에 따라 차체 경량화 기술은 환경 친화적인 자동차 개발의 핵심기술로 연구되고 있다. 그러나 충돌보호 장치 및 편의장치의 증가로 차체 중량은 지속적으로 증가하고 있어 차체 중량을 혁신적으로 절감할 수 있는 초경량 차체기술이 요구된다. 차체 경량화 방법으로 기존 강재를 알루미늄재로 대체하는 방안이 연구되고 있으며, 일부 해외 고급 차종에서 알루미늄재를 이용한 스페이스 프레임 및 부품 개발을 검토 적용 중이다. 그러나 알루미늄 단일재 사용은 안전성등에서 요구 성능을 만족시키기 어렵기 때문에 강재와 알루미늄재의 적절한 사용이 필요하다. 이를 위하여 강재와 알루미늄간 이종접합부가 발생하며 이를 위한 적정 공정 개발이 필요하다. 전자기 펄스 용접(MPW)은 고상접합의 한 종류로서 고전류를 순간적으로 방전하여 발생된 고에너지를 통하여 접합이 이루어진다. 이러한 고에너지는 외부재의 전 자기적 성질에 의하여 에너지량이 결정되므로 외부재의 전도도(conductivity)는 매우 중요하며 이러한 이유로 Aluminum 1xxx계 중심의 전자기 펄스 용접 공정이 연구되었다. 그러나 자동차 스페이스 프레임 및 드라이브 샤프트등과 같은 부품에 알루미늄재를 적용하기 위해서는 일정 강도를 확보할 수 있는 6xxx계의 관련 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고품질의 접합부 확보를 위한 1xxx계와 6xxx의 최적의 공정변수(충전전압, 외부재와 내부재 사이의 간격, 외부재 두께)를 도출하였다. 이를 위하여 전자기 펄스 용접 장치는 한국생산기술연구원과 웰메이트(주)에서 공동으로 개발한 $120{\mu}F$의 캐패시터 6개로 구성된 'W-MPW36'을 사용하였으며 접합 후 누수시험을 통하여 접합부의 품질을 검토하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제16권6호
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• pp.52-58
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• 1998

The effect of Si content in welding wires on th arc stability was investigate, in the region of short circuit transfer and spray transfer. In the region of short circuit transfer, with increasing Si content, average arcing time and average short circuit time were increased. Therefore, droplet transfer frequency was decreased, due to the increase of arcing time and peak current at the moment of arc-reiginition was increased, due to the increase of short circuit time. In the region of spray transfer, the fluctuations of arc current and arc voltage was the most stable in wire with Si content of about 00.60 wt.%.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.527-527
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• 2013

현재 산업에서 상압플라즈마는 생물의학, 표면처리, 용접 및 절단, 화학적 오염제거 등 여러 분야에서 각광받고 있으며 그 잠재력 또한 매우 크다. 통상적으로 글로우 방전은 생물의학, 표면처리, 화학적 오염제거 등에 주로 쓰이고 아크 방전은 용접 및 절단에 응용된다. 이처럼 상압플라즈마는 여러 가지 방전으로 분류되고 그 특성에 맞게 응용되고 있는데 이러한 산업 여러 분야에 적절히 응용하기 위해서는 이에 대한 진단과 특성 분석이 선행적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 침 대 면 전극을 가진 상압방전장치에서 스트리머로부터 스파크방전으로의 전이과정이 연구되었다. 전극간격, 주파수, 전압, 구동회로의 전류제한 조건을 가변함에 따라 스파크방전으로 전이되는 방전조건과 안정적인 글로우 방전이 유지되는 조건이 어떻게 달라지는지 조사되었다. 또한 방전전류 측정 및 ICCD 영상분석을 통해 Transient spark의 self-pulsing 조건과 주파수변화 특성을 고찰하였다.