• Journal of Welding and Joining
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• v.5 no.1
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• pp.23-33
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• 1987

Plasma arc cutting is a fusion cutting process in which a gas constricted arc is employed to produce high temperature, high velocity jet at the workpiece. Even though the plasma arc cutting has been wid¬ely used in the industry, very little work has been done on the analysis of the process. In this paper, the kerf width was numerically analyzed by soving the temperature distribution in base metal under consideration of the latent heat effect. In modelling the heat flow problem, the heat intensity of the plasma arc was assumed to have a Gaussion distribution in the transverse direction and expone¬ntially decreasing in the thickness direction. The thermal efficiency and the heat input ratio of the top surface were experimentally deterimned for various thickness and cutting conditions, and used in numerical calculation of the kerf width. The experimental results were in eonsiderabely good agreement with the theoretically predicted kerf width.

• Journal of Welding and Joining
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• v.6 no.2
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• pp.1-8
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• 1988

고밀도 에너지빔의 하나인 플라즈마를 이용한 절단 및 용접법은 알루미늄, 스테인레스강 등 특수금속의 가공에 적용될 수 있고, 산소용접 및 절단, SMAW, GMAW, GTAW 등의 거래식 열 가공법에 비해서 부품의 정밀도, 가공속도면에서 유리하여 그 사용범위가 점점 넓어지고 있다. LBW, LBC, EBW 등과 마찬가지로 Keyholing 현상을 이용할 수 있어 높은 용입깊이를 나타낼 수 있는 장점이 있으며, 그 성능면에서는 위 방법들과 비교해 볼 때 가공속도, 가공부의 성질 등에서 불리하고, 장치의 저렴, 조작의 간편함 등에서 유리하기 때문에, 경쟁 및 상호보완의 관계를 유지시켜 나갈 것으로 기대된다. 수동가공과 자동가공이 모두 가능하나 부품의 정밀도와 생산성 향상을 위해서는 플라즈마 가공공정에 적합한 자동화 장치의 개발이 필요하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.37 no.6
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• pp.589-595
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• 2013

This paper was to study the effect to Yongrak phenomenon of I groove submerged arc welding depending on the plasma cutting surface characteristics, and how to reduce the causes and characteristics Yongrak phenomenon. Shipbuilding and marine structures is designed to use the thick plates and welded by high current to obtain deep penetration. Yongrak phenomenon has been occurred frequently depending on the quality of cutting surface and it makes degrade of the welding quality and modification of the welding. As a result, it was confirmed that I Groove plasma cutting characteristics get bevel form of 2 to 4 degrees to one side direction from the vertical position with Yongrak phenomenon. This is the main reason of Yongrak phenomenon in butt joint welding and 4 degree reverse bevel on the upper surface of base metal by submerged arc welding brought the effect of significant reduction of Yongrak phenomenon.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.157.2-157.2
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• 2013

현재 산업에서 상압 플라즈마는 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 상압 플라즈마는 여러 가지 방전으로 분류되고 그 특성에 맞게 응용되고 있는데 이러한 산업 여러 분야에 적절히 응용하기 위해서는 각 플라즈마에 대한 진단과 특성 분석이 선행적으로 이루어져야 한다. 또한, 전원회로의 특성에 따라 플라즈마 특성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구도 매우 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 침 대 면 전극구조에서 고전압 dc전원이 RC시정수에 따라 repetition frequency가 변하는 전원 회로의 여러 parameter에 따라 스트리머-스파크 방전의 전기적 특성이 어떻게 변하는지 연구한다. 또한, 시뮬레이션을 통해 실험에 대한 예측, 비교를 목표로 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.231.1-231.1
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• 2014

열 플라즈마(thermal plasma) 는 저온 플라즈마(cold plasma)와 달리 이온과 전자와 중성입자들이 충분한 에너지 교환으로 인해 열평형 상태를 가진다. 열 플라즈마를 생성 시킬 때 전극 사이에서 아크방전을 시켜 제트 형태로 플라즈마를 발생시키는 것을 플라즈마 토치(plasma torch)라고 한다. 이러한 플라즈마 토치는 화학 원소 분해, 강판 절단, 유해 기체 분해 등으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 플라즈마 토치를 수치적으로 해석하여 플라즈마의 특성을 알아보았다. 수치해석적 접근방법으로 열 플라즈마는 LTE (local thermodynamic equilibrium)을 가정하였으며 one-fluid 이론을 적용하였다. 이때 사용된 코드는 DCPTUN으로서 $C^{+}^{+}$로 작성된 열플라즈마 유동의 특성해석 코드인 동시에 SIMPLE 알고리즘을 이용한 유체 코드이다. 시뮬레이션은 2차원 축대칭이며 정렬격자계 및 비정렬격자계 모두에서 사용이 가능하도록 되어있다. 또한 맥스웰 방정식을 통해 electromagnetic field를 풀도록 하여 RF 시뮬레이션이 가능하도록 하였다. 이와 같은 열 플라즈마 시뮬레이션을 통해서 플라즈마 토치의 특성을 알아보았다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.8 no.3
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• pp.60-69
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• 1990

Plasma arc cutting is a fusion cutting process in which a gas-constricted arc is employed to produce a high-temperature, high-velocity plasma jet on the workpiece. This process provides some advantages such as increased cutting velocity, excellent working accuracy and the ability to cut special materials (widely used stainless steels and Al-alloys, for example), when compared with iconventional oxyfuel gas cutting. From the view point of price and reliability of the power source, plasma arc cutting has also some distinct advantages over laser beam cutting. High-speed machines with NC or CNC systems are needed for the plasma arc or laser beam cutting process, while for oxyfuel gas cutting, low-speed machines with copying templates or optical-shape tracking sensors can be applied. The low price and high flexibility of the microprocessor arc contributing more and more the application of CNC system in the plasma arc cutting process, as in other manufacturing fields. From these points of view, a microprocessor-based plasma arc cutting system was developed by using a reference-pulse system, and its performance was tested. The interpolating routines were programmed in the assembly language for saving the memory volume and improving the compouting speed, which has an intimate relationship with the available cutting velocity.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 1990.04a
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• pp.64-67
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• 1990

• 전기의세계
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• v.34 no.8
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• pp.470-475
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• 1985

우주물질의 대부분이 플라즈마 상태에 있지마는 지구상에서는 천둥이 칠 때 생기는 방전이나 극지방에서 볼 수 있는 오로라와 같이 극히 일부분이 자연상태의 프라즈마로 존재한다. 지금까지 플라즈마의 이용은 그것이 내는 밝은 빛을 이용한 조명이나, 높은 열을 이용한 용접이나 절단이 고작이었으나, 최근에 들어 초고온, 고밀도 플라즈마를 이용한 핵융합 에너지 연구나 Free Electron Laser나 Gyrotron과 같이 새로운 Radiation Source로써 종래의 Source가 만들지 못하던 주파수 영역이나 Glow Discharge에서 생기는 저온 Plasma를 이용한 Plasma Etching PECVD(Plasma Enhanced CHemical Vapor Deposition), Plasma Ashing, Sputtering등은 VLSI의 제조에 필요불가결한 공정의 일부분이 되고 있다. 앞으로 수회에 걸쳐 본 기술해설란을 통하여 이들 Plasma의 이용 기술을 소개하고자 하며 본회에서는 그중에서 Plasma Etching에 대해서 그 원리와 기술상의 특징을 살펴보고자 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.9 no.4
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• pp.69-74
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• 1991

The Plasma Arc Cutting Method using high density and hight temperature beam is well applicable to the cutting of the nonferrous metal (Al alloy ) and stainless steel which are unable to be cut by the use of the oxy-fuel gas. This study focalizes on the cutting phenomena of the plate of (mm) thickness, since the cutting phenomena of thick plates have been rather thoroughly studied. In this study the cutting groove, adhesive phenomena of dross, surface roughness were measured according to the variation of cutting speed and compared with the case of mild steel plates. The result showed that the kerf width variation of Al alloy was similar to the case of mild steel, while that of the stainless steel differed from the mild steel. In the adhesive phenomena of dross, 6(mm) thick plates of Al alloy showed a difference from those of thick plates, but the stainless steel was similar to thick plates. The surface roughness variation of Al alloy wias minimum at 67 cm/min, while that of stainless steel was at 30cm/min.