• 대한기계학회논문집A
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• 제34권1호
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• pp.85-90
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• 2010

자동차 후진기어용 축재는 단조재로서 그 형상은 복잡하고 열처리 및 가공공정이 어려울 뿐 아니라, 제품수명 저하 등의 문제점으로 인한 경제적 손실이 크다. 따라서 종전의 일체형 단조품을 캠 형상 부분만을 기존의 단조품(SF 45)으로 사용하고, 나머지 축 부분은 일반 기계구조용 탄소강재(SM 45C)로 대체를 위한 이종마찰용접을 적용하였다. 마찰용접 변수인 회전수, 마찰압력, 업셋압력, 가열시간, 업셋시간 등의 상호작용에 의한 용접품질과의 상관관계를 고찰하였으며, 최적조건에서 마찰용접을 한 후 용접재(as-welded)와 고주파 열처리를 시행한 후열처리재(PWHT)의 접합부 특성을 비교 고찰하였다. 이는 종전의 일체형 단조품에 비해 단조비용 절감, 피로수명향상, 기계가공에 따른 공정수 및 재료절감 등의 경제적 파급효과가 클 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권8호
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• pp.931-940
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• 2006

Defect assessment of a weld zone is important in fitness-for-service evaluation of plant components. Typically a J and $C^*$ estimation method for a defective homogeneous component is extended to a mismatched component, by incorporating the effect due to the strength mismatch between the weld metal and the base material. The key element is a mismatch limit load. For instance, the R6/R5 procedure employs an equivalent material concept, defined by a mismatch limit load. A premise is that if a proper mismatch limit load solution is available, the same concept can be used for any defect location (either a weld centre defect or a heat affected zone (HAZ) defect) and for any material combination (either two-material or multi-material combinations; either similar or dissimilar joints). However, validation is still limited, and thus a more systematic investigation is needed to generalise the suggestion to any geometry, any defect location and any material combination. This paper describes the effect of structural geometry on the $C^*$ integral for defective similar welds, based on systematic elastic-creep 2-D and 3-D finite element (FE) analyses, to attempt to elucidate the questions given above. It is found that the existing 'equivalent material' concept is valid only for limited cases, although it provides conservative estimates of $C^*$ for most of cases. A modification to the existing equivalent material concept is suggested to improve accuracy.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1115-1120
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• 2003

The recent tendency in the automobile industries is toward light weighting vehicle body to improve the problems by environmental pollution as well as improving fuel cost. The effective way to reduce the weight of vehicle body seems to be application of new materials for body structure and such trend is remarkable. Among the various materials for vehicle body, stainless steel sheet (for example, 301L and 304L), TRIP steel and cold rolled steel sheets are under the interests. However, in order to guarantee reliability of new material and to establish the long life design criteria of body structure, it is important and require condition to assess spot weldability of them and fatigue strength of spot welded lap joints which were fabricated under optimized spot welding condition. And, recently, a new issue in the design of the spot welded structure is to predict economically fatigue design criterion without additional fatigue tests. In general, for fatigue design of the spot-welded thin sheet structure, additional fatigue tests according to the welding condition, material, joint type, and fatigue loading condition are generally required. This indicates that much cost and time for it should be consumed. Therefore, in this paper, the maximum stresses at nugget edge of spot weld were calculated through nonlinear finite element analysis first. And next, obtained the ${\Delta}P-N_{f}$ relation through the actual fatigue tests on spot welded lap joints of similar and dissimilar high strength steel sheets. And then, the ${\Delta}P-N_{f}$ relation was rearranged in the ${\Delta}{\sigma}-N_{f}$ relation. From this ${\Delta}{\sigma}-N_{f}$ relation, developed the fatigue design technology for spot welded lap joints of them welded using the optimized welding conditions.

• 수산해양기술연구
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• 제23권2호
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• pp.34-34
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• 1987

이종재 마찰용접재 강도특성과 초음파 반사계수와의 상관성에 관하여 실험적으로 연구한 결과의 요약은 다음과 같다. 1. 이종재 마찰용접 이음면에서의 초음파 반사계수를 펄스반사법에 의하여 측정산출할 수 있다. 2. 5MHz의 비교적 낮은 주파수의 탐촉자를 사용하므로써 시험편의 표면가공 오차를 무시할 수 있다. 3. 알루미늄과 스테인레스의 마찰용접에서는 용접조건으로 마찰가열시간이나 가열압력을 변수로 하였을 때보다 업셋가압력을 변수로 하였을 때 반사계수의 변화가 뚜렷하다. 4. 업셋가압력을 변수로 한 용접조건과 반사계수사이에는 선형적 상관관계가 있다. 5. 용접이음면에서의 이음인장강도와 반사계수와의 상관관계식을 정량적으로 도출할 수 있다. 6. 초음파 반사계수에 의해 이종재 마찰용접 품질의 비파괴적 평가가 가능하다

• 수산해양기술연구
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• 제23권2호
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• pp.80-85
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• 1987

이종재 마찰용접재 강도특성과 초음파 반사계수와의 상관성에 관하여 실험적으로 연구한 결과의 요약은 다음과 같다. 1. 이종재 마찰용접 이음면에서의 초음파 반사계수를 펄스반사법에 의하여 측정산출할 수 있다. 2. 5MHz의 비교적 낮은 주파수의 탐촉자를 사용하므로써 시험편의 표면가공 오차를 무시할 수 있다. 3. 알루미늄과 스테인레스의 마찰용접에서는 용접조건으로 마찰가열시간이나 가열압력을 변수로 하였을 때보다 업셋가압력을 변수로 하였을 때 반사계수의 변화가 뚜렷하다. 4. 업셋가압력을 변수로 한 용접조건과 반사계수사이에는 선형적 상관관계가 있다. 5. 용접이음면에서의 이음인장강도와 반사계수와의 상관관계식을 정량적으로 도출할 수 있다. 6. 초음파 반사계수에 의해 이종재 마찰용접 품질의 비파괴적 평가가 가능하다

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권3호
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• pp.219-224
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• 2017

본 연구는 수송기계 축 등에 이용되는 캠 형상 부분만을 기존의 단조품인 SF45와 축 부분은 일반기계구조용 탄소강재인 SM45C를 직경 20 mm를 이용하여 이종 마찰용접을 수행하였다. 최적조건을 규명하기 위해 인장시험 등 용접품질과의 상관관계를 고찰하였고, 또한 최적조건에서 마찰용접 후 열처리를 시행하여 용접재(As-welded)와 후열처리재(PWHT)에 대한 회전굽힘 피로시험을 시행하였다. 결과적으로 두 이종재가 강한 혼합으로 계면에서도 개재물 및 산화막이 플래시로 토출되어 양호한 접합상태임을 확인하였다. 더욱이 모재(SF45)와 후열처리재의 피로한도 각각 180 MPa, 250 MPa로 나타났다. 이는 후열처리재가 SF45 모재에 비해 약 40 %의 피로수명이 향상되었음을 확인하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제14권2호
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• pp.79-87
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• 1978

기관밸브용접 SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N을 연구선정된 최적마찰압접조건 하에서 마찰압접을 하고 이때 생기는 압접부의 잔류응력 및 경도의 peak 등 압접결함의 제거 및 압접성능개선을 위한 열처리에 관하여 실험연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 배기 valve용강 SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접을 위한 최적조건으로서 회전수 3,000rpm, 마찰가열압 p 하(1)=8 kg/mm 상(2), upset 압 p 하(2)=20 kg/mm 상(2), 압접가열시간 t 하(1)=3초, upset 시간 2.5초를 선정한 것이 매우 타당함이 실험적으로 입증되었다. (2) 이종재질 SUH3-SUH31, SCr4-SUH31, SCr4-SUH3, SUH3-CRK22, SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접에 관한 저자의 종래 연구와 본연구 결과는 압접부의 압접 특성이 서로 매우 일치하였다. (3) SCr4-21-4N 및 SUH3-21-4N의 마찰압접부의 잔류응력 및 전도의 peak를 제거하기 위한 최적열처리조건은 $600^{\circ}C$$\times$30min.$\times$room air cooling의 normalizing임이 확인되었다. (4) 이때 열처리 후에는, 열처리전의 인장강도의 약 20%가 감소했으나, 파단 위치는 열영향부로부터 모재 SCr4 및 SUH3 측으로 이동하였다. (5) 상기 최적조건 하에서 마찰압접되고 열처리된 압접부의 현미경 조직검사 결과, 압접부가 매우 좁고 압접결함이 없으며, 치밀하고 조밀한 조직의 우수한 압접이었음이 확인되었다. (6) 상기 최적조건은, 기관 valve 생산을 위한 타이종재질의 마찰압접조건으로도 응용될 수 있을 것이다.