• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.84-84
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• 2009

파이프라인을 건설함에 있어 가장 중요한 기술이 배관 용접기술이다. 즉 파이프와 파이프를 연결하는 작업이 공사 진척도를 결정하기 때문에, 이를 얼마나 경제적으로 신속하게 수행해 나가느냐하는 것은 건설기간 및 건설비용을 결정하는 핵심 요소이다. 가스배관 시공 원주용접 방법은 여러 가지 있는데, 현재 국내에서는 전량 수동용접을 채택하고 있다. 이 방법은 국내 가스배관을 건설한 초기부터 적용해온 것으로 우수한 품질을 확보할 수 있으며, 취약한 국내 자동화기술과 열악한 도로 매설 시공여건에서 적용하기 용이한 방안이다. 그러나 우수한 용접기량을 보유한 용접사가 점차 부족해지고, 배관시공 시간을 단축하고 비용을 줄이기 위한 필요성이 점차 커지면서 이를 해결할 수 있는 기술로서 자동원주용접방안이 있다. 이 기술들은 해외 가스배관에 이미 오래전부터 적용되어 용접부위 신뢰성과 품질 우수성을 확보하고 시공비용절감을 달성하고 있다. 자동용접을 적용하기 위해서는 용접절차를 수립하여 절차인증시험을 수행하고, 기존방안과 동일이상의 품질이 확보되며 효율성을 겸비해야만 한다. 국가 기본에너지의 안정적인 공급을 위해 적기 시공이 필요하고, 1 km당 10 억원 이상이 소요되는 배관시공비용 중 약 1/3이 용접비파괴검사 비용인 점을 감안할 때 품질이 확보되면서 경제적인 시공방안이 있다면 이를 적용하는 것이 국가 산업 경제적 측면에서 필요한 일이다. 이와 관련된 연구에서는 국내 가스배관 원주용접에 적용 가능한 용접공정을 검토하고, 용접절차를 수립하여 절차인증시험을 수행하였으며, 추가로 배관 원주 자동용접부위에 대한 기계적 특성 평가를 실시하였다. 현재 국내 건설여건과 비파괴검사 기준을 만족시키고 안전성과 효율성을 겸비한 방법으로는 초층과 2층은 수동 GTAW를 적용하고 나머지 층은 반자동 FCAW를 적용하는 방안이 적절한 것으로 판단된다. 전 층을 자동 GTAW로 용접하는 방안은 품질은 확보되지만 효율성측면에서 대형배관에는 적용하기 어려울 것으로 보이며, 해외에서 많이 사용되는 자동 GMAW 방안은 국내 비파괴검사기준을 만족시키기 어려워 검토대상에서 제외하였다. 본 논문에서는 두 가지 용접방법에 대한 용접공정개발과정과 원주용접부위 기계적 특성을 검토하여 최적방안을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.6-6
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• 2009

자동차 운반용 선박(PCTC) 건조 시, 자동차를 고정시키기 위해 약 5 만 여개의 Lashing Socket(6,700 Units PCTC 기준)이 소요되는데, 이때 사용되는 Lashing Socket 은 용도 및 형태에 따라 Hole Cup, Flush Cloverleaf Type Pot, Raised Cloverleaf Type Pot, D-Ring, Crinkle Bar 등으로 구분된다. 이와 같이 다양한 종류 중에서 Hole cup 타입이 전체 적용되는 Lashing Socket 의 약 80%에 이른다. 기존에 사용되고 있는 자동용접장치는 Hole Cup 이외에는 적용이 불가능하고, 자석을 이용하여 Hole Cup 의 상부에 위치시키는 방식이었기 때문에 경량화 및 다양한 종류 및 크기의 Lashing Socket 에 적용이 가능한 자동용접장비의 개발이 요구되었다. 본 연구에서는 두께가 다른 $\phi$140 Hole Cup 및 Flush Cloverleaf Type Pot, Raised Cloverleaf Type Pot 에 적용 가능하며, 분리형 용접캐리지와 Centering Template, Magnet Jig 로 구성된 연속 및 단속 용접이 가능한 자동용접장치를 연구 개발하였다. 이를 통해 종래 Hole Cup 전용 자동용접 캐리지의 문제점을 개선하여, 작업자가 Centering Template 과 Magnetic Jig 을 이용하여 캐리지를 Hole Cup 의 중앙에 위치시키기 용이하게 하였다. 이 같은 분리형 장치 구성을 통해 Hole Cup 중앙에 캐리지 고정 작업과 용접 작업을 분리함으로써 자동용접이 진행되는 도중에 여분의 Jig를 이용하여 다른 Hole Cup 에 용접 준비를 하여 연속적인 작업이 가능하도록 하였다. 본 연구는 종래의 Hole Cup 전용 자동용접 캐리지의 문제점을 개선한 분리형 용접 캐리지를 개발함으로써 아래와 같은 결과를 얻었다. 1. 용접 캐리지를 포함하여 각 부분별 분리를 통해 작업자가 1 회 이동 시 필요로 하는 중량을 감소시켜 장비의 이동 및 제어가 쉽다. 2. Magnetic Jig 를 Centering Template 에 결합하고, Template 의 Jig 를 Lashing Socket 에 결합함으로써 손쉽게 Lashing Socket 의 중심부를 찾을 수 있으므로 용접 캐리지의 정확한 센터 고정이 가능하다. 3. 엔코더에 의한 1 회전을 검출함으로써, 작업 종료 후, 어떤 위치에서나 작업 재개가 가능하며 원점 복귀 작업이 불필요하다. 또한 엔코더에 의한 거리 설정으로 용접 속도에 상관없이 동일한 거리만큼 오버랩 용접이 가능하다. 4 디지털 방식으로 용접 조건의 입력이 가능하고, 용접 조건을 D/B 화 함으로써 Control Panel 상에서의 자동 제어가 가능하다. 이를 통해 연속 용접 또는 단속 용접이 가능하므로 다양한 형태의 Lashing Socket 을 자동 용접할 수 있는 효과가 있다. 이상의 결과를 통해 본 장비가 Fig.2 의 3 가지 종류의 Lashing Socket 용접에 효과적인 장비임을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.114-114
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• 2009

최근 국내외에서 자동차 연비와 성능 향상을 위하여 고부가가치 자동변속기의 개발이 적극적으로 추진되고 있다. 특히, 유럽(ZF)과 일본(JATCO, AISIN)을 비롯한 변속기 부품의 기술선진국에서는 전자빔 용접을 적용한 고부가가치 자동변속기 제품이 개발되어 다양한 고급차 모델에 적용되고 있으며 2010년까지 8속 자동변속기를 출시할 예정으로 개발을 추진하고 있다. 이러한 자동변속기를 개발하기 위하여 부품의 성형 및 가공정밀도 관리가 중요하며, 최종 조립되는 부품의 전처리(연질화처리, 탈지, 이물질 제거등)와 용접시 용접변형을 최소화하기 위한 공정조건의 엄격한 관리가 요구되고 있다. 변속기 부품으로 사용되는 소재는 성형성 확보를 위한 연질재(SPCC)와 강도를 확보하기 위한 고강도강(SAPH400, SPFH590)으로 서로 다른 두께의 재질이 조립되어 최종단계에서 용접공정에 의해 제작되고 있다. 특히, 연질재는 복잡한 형상으로 성형한 다음, 가공을 거쳐 경화를 위한 연질화처리가 요구되기 때문에 건전한 용접을 하기 위해서는 용접면에 접한 연질화 처리부는 연질화 처리재가 잔존하지 않도록 완전한 제거할 필요가 있다. 만약 전처리 공정에서 충분한 세척과 가공품의 정도관리가 확보되지 않으면 전자빔 용접시 고온에서 이물질 증발과 잔류, 스패터 발생등에 의한 용접부 결함발생이나 용접변형으로 인하여 제품불량이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 최종 조립공정인 용접작업시 발생되는 결함을 방지하고 이 두께 및 이종소재의 전자빔 용접비드 형상(비드 폭, 용입깊이)을 최적화 함으로서 용접부 변형을 최소화하고 충분한 강도를 확보하고자 전자빔 용접전류와 속도에 따른 비드형상을 비교검토 하고자 하였다. 그리고 실차적용시 신뢰성을 확보하기 위하여 전자빔 용접한 자동차 변속기 부품의 비틀림 시험을 실시하였으며 전자빔 용접 전, 후의 변형량을 측정하여 변속기 부품으로서의 적용성을 검증하고자 하였다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.12 no.2 s.25
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• pp.151-155
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• 2006

In these days, welding is the most commonly used metallic connection technology and also is the fundamental production technology of the modem industrial, which is used in various areas of the industrial fields, such as shipbuilding, automobiles, airplanes and plant facilities. However welding process produces strong light, electric currents, and fume gases etc., and the welding automation is not so easy compared to the other works of manufacturing industries which produce the standardized products in large quantities. So it is difficult to weld and detect the all kinds of seams automatically by a specific sensor. In this paper the sensor applying strain gauges is used to detect the seams of triangular wave form. With the auto carriage having the sensor we proposed the experiment to weld and track the seam automatically.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2004.05a
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• pp.92-94
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• 2004

선박 건조 시 적용되는 여러 가지 용접기법 중 가장 많이 적용되는 기법 중 하나가 FCA용접 (Flux Cored Arc Welding)이다. 일반적으로 100% $CO_2$ 가스를 사용하고, 플럭스 코어드 와이어를 사용하여 자동 또는 반자동 용접에 적용한다. (중략)

• Nuclear industry
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• v.23 no.3 s.241
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• pp.42-48
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• 2003

가압 경수로는 원통형의 원자로 용기 안에서 핵물질을 반응시켜 고온$\cdot$고압의 물을 생성하는데 이 원자로 용기는 환형 주조물들을 서로 용접하여 만들어진다. 이 원자로 용기의 건전성을 확인하기 위해서는 용접부위에 결함이 발생되었는지를 주기적으로 정확하게 검사해야 한다. 한국원자력연구소는 원자력발전소의 핵심 기기인 원자로 용기의 용접부 결함을 수중에서 자동으로 검사, 탐지할 수 있는 $\ulcorner$원자로 자동 탐상 시스템$\lrcorner$을 개발하여, 울진 원전 6호기용 원자로 용기에서 실증 실험을 수행하였다. 이 원자로 자동 탐상 시스템은 물방개처럼 생긴 수중 탐상 로봇이 그 핵심으로서 이 로봇은 원자로 용기의 내벽을 타고 다니면서 수중 초음파 검사를 수행할 수 있는 획기적인 시스템이다. 본고에서는 개발된 원자로 자동 탐상 시스템을 소개하고자 한다.

• The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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• v.6 no.4
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• pp.517-522
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• 2011

Conventional projection welding systems suffer from lots of defective products caused by manual handling. In this paper, we introduce a projection welding system that performs automatic identification, welding and counting of components and products. The proposed system checks the existence and identifies placement of components to be welded by a vision camera. After welding of the components, it automatically updates product counts and dressing items. We show that the proposed welding system can reduce the defect rate and improve the productivity through experimental test with a existing system.

• 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.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.4
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• pp.1460-1465
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• 2012

The semi-automatic gas metal arc welding equipment was developed and the weldability of zinc coated steel pipes was evaluated in terms of strength, porosity and welding parameters including shielding gas composition. The good bead appearance and the reduction of porosity in the welds could be possibly obtained by adding $O_2$ to Ar. The strength and joint efficiency of welds made by the semi-automatic welding equipment was about 1.8 times higher compared with welds manually made. The integrity of welds was confirmed by the water pressure test as well, Finally, it is expected that the weld productivity will be enhanced even unskilled welders can produce quality welds by operating the semi-automatic welding equipment.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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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.