• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.193-198
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• 2017

Alloy 617은 초고온가스로(VHTR)의 중간열교환기(IHX)의 유력한 후보 재료 중의 하나이다. $850^{\circ}C$의 고온에서 Alloy 617 용접재의 저사이클 피로 거동을 고찰하기 위하여, 완전 양진 변형률제어 피로시험이 0.6에서 1.5%의 전변형률범위에서 수행되었다. 용접재 시험편은 V-그루브 형상의 가스텅그스텐아크 용접한 용접 패드로부터 가공되었다. 피로수명은 전변형률범위가 증가할수록 감소하였다. 모든 실험조건에서 Alloy 617 용접재 시험편의 반복 응력 반응 거동은 초기 수 사이클에서 반복 변형률 경화현상을 나타내었다. 또한 모든 피로 균열의 발생과 전파는 입내파괴의 파손 모드를 보였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 1993년도 특별강연 및 춘계학술발표 개요집
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• pp.120-124
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• 1993

The Charpy V impact test on subsize was performed on narrow laser welds of low carbon steel sheets, joined by using a continuous wave 3kW CO$_2$ laser. Under certain conditions, a bimodal fracture behaviour has been experienced in Charpy V impact test of narrow laser beam welds. Deviation of the fracture path from the fusion zone into the base metal was dominated at high test temperature. It can be seen that the deviation always occurred after ductile initiation. If the deviation occurs on a small testing specimen, the same trend would happen on the actual laser welded structure. Fracture will then propagate through the base material even if the weld metal has low toughness.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권7호
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• pp.865-872
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• 2006

High frequency induction welding is widely employed for longitudinal seam welding of small scale tubes and pipes because of its relatively high processing speed and efficiency. This research is aimed at understanding the variables that affect the quality of the high frequency induction welding. The welding variables include the welding frequency, weld speed, V-angle and tube thickness. Temperature distribution of the tube is calculated through three dimensional coupled electromagnetic and thermal FE analysis. The skin and proximity effects are considered in the electromagnetic analysis. The influence of the impeder is also analyzed. The effects of the operating welding variables on the temperature distribution are investigated quantitatively by exhibiting the heat affected zone (HAZ). The results explain the mechanism of significant enhancement of welding efficiency when the impeder is used. The proper welding conditions without the overheated edge are obtained through FE analysis.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권4호
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• pp.76-84
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• 1994

Droplet transfer modes due to welding conditions and the effect of Ca in welding wire on droplet transfer were investigated. Droplet transfer mode in CO$_{2}$ welding was classified into 2 modes, that is, short circuit and globular transfer, with increasing welding current and voltage. With increasing Ca content in wire, repulsive pressure due to vaporization of Ca was considerably increased. In short circuit transfer region, arcing time was increased and droplet transfer cycle was decreased, with increasing Ca content. In globular transfer region, welding condition for globular transfer was lower current region, with increasing Ca content.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2003년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.221-223
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• 2003

Effects of electromagnetic force which is one of the most important factor of metal transfer that affects bead geometry and microstructure of weld metal in GMAW(gas metal arc welding). In this paper, different ways of external electromagnetic forces were applied on GMAW process and their effects on the welding were studied. On certain conditions, better bead geometry, better influence on the arc and metal transfer mode and higher welding efficiency could be obtained. Experimental methods and their results will be presented.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.62-70
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• 1999

Since various parameters including the welding conditions and material properties are involved in metal transfer, it is difficult to figure out the effects of each parameter. In this study, dimensional analysis in performed to reduce the number of the parameters and to reveal the effect of each parameter on metal transfer. Dimensionless parameters are derived based on the inertia force and surface tension, and their contributions on metal transfer are estimated by analyzing the calculated results using the volume of fluid (VOF) method. Among several dimensionless parameters, $N_{SE}(=$\mu$_{0}I^{2}/d_{w}${\gamma}$)$ which represents the ratio of the electromagnetic force to surface tension, is found to be appropriate to describe metal transfer and estimate the transition current. Predicted results of transition current and drop size are in reasonably good agreements with available experimental date which show the validity of proposed dimensional analysis.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.116-123
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• 1999

The $CO_2$ welding with 100% $CO_2$ shielding gas is commonly used because of its cost and efficiency. Arc phenomena of the $CO_2$ welding is influenced by various factors such as chemical compositions of welding wire, shielding gas, welding condition and welding power source etc. In this study, arc phenomena is investigated by using two type of FCW(titania type, semi-metal type). Then, the welding quality and optimum welding condition can be selected. From this study, the following results were obtained; 1) In low current range(140A), FCW up to welding voltage(22V) resulted in a typical short circuit transfer. 2) In high current range(320A), the arc stability in titania FCW of a typical globular transfer is better than that of semi-metal FCW.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.92-95
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• 2004

플라즈마 트랜스퍼드 아크(PTA) 용사는 플라즈마 아크 용접 장치에 선형의 용접봉을 이용하는 대신 분말 형태의 용접재를 주입하여 주로 마모나 부식에 노출되는 금속의 표면에 적용하여 금속 표면의 내식 내마모 특성을 향상시키는 기술이다. 본 논문에서는 용사전류가 표면개질부에 미치는 기하학적 형상 및 미세조직에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 낮은 전류에서는 접합이 이루어지지 않았고 높은 전류에서는 모재로 희석되어 들어가는 현상을 보였다.

• 수산해양기술연구
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• 제36권4호
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• pp.329-336
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• 2000

정치망 어선에 사용하는 더블 캡스턴 드럼의 용접공정은, 순간적으로 집중투입되는 고온열원에 의해 상당 열응력과 열변형 거동이 시간의 경과에 따라 비정상적으로 발생한다. 유한요소법으로 이것들의 거동을 해석한 후 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 용접 초기에는 용접열원 위치에서 54∼48MPa의 상당 열응력을 나타내고, 캡스턴 드럼의 내부로 진행될수록 42∼18Mpa 정도의 열응력 분포를 보이며, 열응력 구배는 1mm당 3.6MPa의 기울기를 형성하고 있었다. 용접열원에서 0.004∼0.015mm정도의 미세한 변형량이 계산되었고 좌측 자유단으로 진행하면서 0.03∼0.033mm의 변형량은 용접초기에 열충격 현상으로 발생한 것으로 사료되므로 이에 대한 대비책이 있어야 한다. 2) 용접 중반부에서는 상당 열응력 크기는 용접 초기보다 다소 작아져서 최대 51MPa, 최소 11.3MPa을 보여주며 열응력 기울기도 다소 완화된다. 이것은 용접 열원이 이동하면서 발생하는 예열효과로 상당 열응력이 감소한 것으로 사료된다. 상당 열변형의 크기는 최대 0.04mm, 최소 0.0045mm 정도를 형성하고 있고, 용접열원의 진행으로 전체적인 변형 양상이 용접진행 방향과 동일하게 이동하고 있다. 3) 용접공정의 후반부는 상당 열변형량이 최소 0.005mm, 최대 0.045mm 정도이므로, 정밀한 용접가공을 위해 반대방향에 지그나 고정구를 설치해야 한다. 상당 열응력의 구배는 모재 내부로 진행된 양상을 보이고 있으나 열응력의 절대 크기는 최소 3MPa에서 최대 27MPa로 작아졌다. 이 것은 용접의 이동열원이 제거됨으로서 모재 내부의 열응력이 현저히 저하되었음을 의미하지만, 잔류 열응력이 존재하므로 뜨임처리와 같은 후처리가 요망된다.