• Journal of Welding and Joining
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• 제34권5호
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• pp.33-40
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• 2016

The microstructures and the creep rupture properties of dissimilar welds between the Ni-based superalloy Inconel 740H and the non-stabilized austenitic stainless steel TP316H have been characterized. The welds were produced by shielded metal arc (SMA) welding process with the AWS A5.11 Class ENiCrFe-3 filler metal, commonly known as Inconel 182 superalloy. Postweld heat treatment at $760^{\circ}C$ for 4 hours was conducted to form ${\gamma}^{\prime}$ strengthener in Inconel 740H. The austenitic weld metal produced by Inconel 182 had a dendritic microstructure, and grew epitaxially from the both sides of Inconel 740H and TP316H base metals. Since both Inconel 740H and TP316H did not undergo any solid-state transformation during welding process, there were no heat-affected-zone (HAZ) sub-regions and the coarsoned grains near the weld interface were limited to a narrow region. The hardness of Inconel 182 weld metal was ~220 Hv. The gradual hardness decrease was detected at HAZ of TP316H, and the TP316H base metal displayed the lowest hardness value (~180 Hv) whilst the Inconel 740H showed the highest hardness value (~400 Hv). Fracture after creep occurred at the center of weld metal, regardless of creep condition. It was found that during creep the cracks initiated and propagated along interdendritic regions and grain boundaries at which Laves particles enriched in Nb, Si and Cr were present. The appropriate design of weld metal was discussed to suppress the creep-induced cracking of the present dissimilar weld.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권1호
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• pp.29-34
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• 2013

용접과정 중에 용접부가 공기에 노출되면 용접성능을 약화시킨다. 불활성가스 텅스텐 아크용접(GTAW)법을 사용하여 티타늄 용접을 하는 경우 용접부가 자주/적색, 청색, 노란색, 회색, 흰색 등의 빛깔을 보이면 이는 용접 시 공기 중의 산소와 질소에 오염된 것을 의미한다. 따라서 용접부를 대기로부터 보호하기 위한 방법으로 실딩 가스를 사용한다. 이것은 대기에 의한 오염을 방지할 뿐만 아니라 용착부와 열영향부도 상온까지 냉각될 때까지 대기로부터 차단시킨다. 본 연구에서는 Trailing Shielding Jig 의 모양과 형태 그리고 토치보호($13{\sim}20{\ell}/min$), 후방보호($22{\sim}30{\ell}/min$), 이면보호($25{\sim}30{\ell}/min$)등 건전한 용접부에 적합한 실딩 가스에 대한 결과를 도출하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.390-396
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• 2000

원자로 재료인 SA 508 Class 3 강용접부 및 열영향부 모사 시험편에 대해서 초음파공명분광법으로 동적탄성계수를 측정하였다. 등방성 탄성계수를 가정하여 초기 추정 탄성 계수, $c_{11},\;c_{12}$ 및 $c_{44}$로부터 장방형 시편의 공명 주파수를 계산하였으며 계산된 주파수와 초음파공명분광법으로 측정된 주파수를 비교, 반복 수렴 절차를 거쳐 정밀한 탄성계수를 구했다. 열처리 조건의 차이 및 미세 조직의 차이에 따라 영률 및 전단 계수의 차이가 확실하게 나타났다. 미세한 베이나이트 조직에서의 영률 및 전단 계수는 조대한 마르텐사이트 조직보다 높았으며 이러한 경향은 미세 경도 시험 등의 다른 실험 결과와도 일치하였다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.65-70
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• 2008

This study deals with the friction welding of SKH55 and SM45C; The friction time was variable conditions under the conditions of spindle revolution 2,000rpm, friction pressure of 190MPa, upset pressure of 270MPa and upset time of 2.0 seconds. Under these conditions, the microstructure of weld interface, tensile fracture surface and mechanical tests were studied, and so the results were as follows. 1. When the friction time is 1.0 seconds, the tensile strength of friction welds was 926MPa, which is around as much as 84% of the tensile strength of base metal(SKH55), the bending strength of friction welds was 1,542MPa, which is around as much as 80% of the bending strength of base metal(SKH55), the shear strength of friction welds was 519MPa, which is around as much as 70% of the shear strength of base metal(SKH55). 2 According to the hardness test, the hardness distribution of the weld interface was formed from 964Hv to 254Hv. HAZ(Heat Affected Zone) was formed from the weld interface to 1.5mm of SKH55 and 2mm of SM45C.

• 동력기계공학회지
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• 제6권4호
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• pp.68-72
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• 2002

For the evaluation of a flaw in a welded stainless steel by the Time of Flight Diffraction(TOFD) Method, we have made the reference specimen for experimentation. As a result, we could analyze a specific character and the inner state of the structure in a welded stainless steel and we came to the conclusion as followed. (1) For analyze the structure state of a section in a welded stainless steel through the optical microscope, we could have analyzed the generated shape and the location of a flaw and the inner parts of the structure state through the microscope of eighty magnification and two hundred magnification about the soundness, the heat affected zone(HAZ) and the welded part. (2) Through the comparison with the shape and the size of a flaw in the welded part about the conventional ultrasonic test and the TOFD Method, we could make an observation the special character of the TOFD Method and principles. (3) We analyzed and collected the merit of the TOFD Method on the basis of the experimental result by the shape and the size of a flaw in the inner welded parts. So, we made up a base that we could use as a basic data for a similar flaw like that. Through the study as mentioned above, we could make an observation the flaw detective method and principles used in the TOFD Method.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권6호
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• pp.296-301
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• 2020

Failure analysis on the welded type 304 pipe used for cooling water piping in the district heating primary side was conducted. Inorganic elements and bacteria in the cooling water and in corrosion products were analyzed, and the weldment was inspected by microscopy and a sensitization test. Corrosion damages were observed in the heat-affected zone, on weld defects such as incomplete fusion or excessive penetration caused by improper welding, or/and at the 6 o'clock position along the pipe axial direction. However, the level of concentration of chloride in the cooling water as low as 80 ppm has been reported to be not enough for even a sensitized type 304 steel, meaning that the additional corrosive factor was required for these corrosion damages. The factor leading to these corrosion damages was drawn to be the metabolisms of the types of bacteria, which is proved by the detection of proton, sulfur containing species, biofilms, and both bacteria and corrosion product analyses.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제80권5호
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• pp.503-522
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• 2021

This paper investigates experimentally and numerically the influence of drilling process on the mechanical and thermomechanical behaviors of woven glass fiber reinforced polymer (GFRP) composite plate. Through the experimental analysis, a CNC machine with cemented carbide drill (point angles 𝜙=118° and 6 mm diameter) was used to drill a woven GFRP laminated squared plate with a length of 36.6 mm and different thicknesses. A produced temperature during drilling "heat affected zone (HAZ)" was measured by two different procedures using thermal IR camera and thermocouples. A thrust force and cutting torque were measured by a Kistler 9272 dynamometer. The delamination factors were evaluated by the image processing technique. Finite element model (FEM) has been developed by using LS-Dyna to simulate the drilling processing and validate the thrust force and torque with those obtained by experimental technique. It is found that, the present finite element model has the capability to predict the force and torque efficiently at various drilling conditions. Numerical parametric analysis is presented to illustrate the influences of the speeding up, coefficient of friction, element type, and mass scaling effects on the calculated thrust force, torque and calculation's cost. It is found that, the cutting time can be adjusted by drilling parameters (feed, speed, and specimen thickness) to control the induced temperature and thus, the force, torque and delamination factor in drilling GFRP composites. The delamination of woven GFRP is accompanied with edge chipping, spalling, and uncut fibers.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권9호
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• pp.768-773
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• 2016

엔진 밸브 시트와 페이스는 엔진 성능에 영향을 미치므로 내마모성, 내열성 및 내식성이 요구된다. 이러한 특성을 갖는 표면층을 형성하기 위해 일반적으로 PTA 프로세스를 사용하고 있지만 넓은 열 영향부와 높은 모재 희석 등과 같은 문제가 발생한다. 이러한 단점을 개선한 레이저 클래딩은 희석률이 낮고 열 영향 및 열 변형을 최소화하므로 더욱 우수한 클래드 층을 형성할 수 있다. 하지만 레이저 빔의 특성상 넓은 면적을 클래딩 할 경우, 1 패스 클래드 층의 중첩이 불가피하다. 중첩률 기준을 빔 사이즈와 클래드 층 폭으로 나누어 멀티패스 클래드 층을 형성한 결과, 기준에 관계없이 중첩률이 증가할수록 클래드 층의 폭이 감소하고 높이가 증가하였다. 하지만 빔 사이즈 기준 중첩률 조건으로 형성된 멀티패스 클래드 층이 다른 기준보다 모재 희석이 감소하여 더욱 높은 경도 값을 나타내었다. 결론적으로, 중첩률 기준을 클래드 층 폭으로 할 경우, 클래드 층 형상에 영향을 주는 공정변수가 변할 때 마다 폭의 길이가 달라지기 때문에 빔 사이즈를 중심으로 중첩률을 정의하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.693-700
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• 2012

본 논문에서는 서로 다른 용접방법 및 용접재료를 사용하여 제작한 강구조물 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험 (Charpy Impact Test) 및 조직검사를 통한 저온에서의 충격인성 평가를 실시하여, 극지 및 시베리아와 같은 저온환경에 노출된 강구조물 용접 접합부의 충격인성을 확보할 수 있는 용접방안에 대한 연구를 수행하였다. 사용된 용접방법은 강구조물 제작시 널리 쓰이는 SMAW (Shielded Metal Arc Welding)와 FCAW (Flux Cored Arc Welding)이며, 각 용접방법에 따른 저온강용 용접봉을 사용하여 시험판을 제작하였다. 서로 다른 용접방법으로 제작된 시험판의 용접부 및 열영향부에 대하여 샤르피 충격시험을 통한 저온에서의 충격흡수에너지 값과 미세조직 분석을 통하여 용접방법에 따른 구조용강 용접 접합부의 저온 충격인성을 평가하였다. 시험결과 극한지에 강구조물을 적용하기 위해서는 저입열 용접인 SMAW 용접방법 및 그에 따른 저온강용 용접봉을 사용하는 것이 충격인성 확보 측면에서 유리하다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.42-50
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• 2016

오버레이 용접은 희석율에 의해 적층 두께에 따라 화학성분 함량과 용접부의 경도에 영향을 미치며 이는 파이프 제품의 표면성질을 결정한다. 이로 인해 오버레이 용접은 적층의 수를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 탄소강 모재에 내부식성 소재인 모넬 소재를 오버레이 용접하여 적층수에 따른 Fe함량, 모재와 모넬 소재와의 용접성, 부위별 경도와 표면 평탄도를 실험적으로 연구하였다. 각각의 평가는 평판의 모재와 파이프 모재에 3개의 층으로 오버레이 용접 후 실시하였다. Fe함량은 각 층별 시료를 채취하여 성분 분석을 통해 평가하였으며, 3Layer에서 만족하는 함량을 나타내었다. 또한 적층별 시편을 밴딩 시험하여 용접성을 평가하였다. 적층별 경도와 비드 평탄도는 Micro Vickers와 3차원 측정을 통해 평가하였다. 경도는 1Layer에서 발생하는 HAZ부에 의해 가장 높은 경도 값을 보였으며, 적층이 증가할수록 경도가 감소하였다. 비드 평탄도의 경우 적층수 증가에 따라 편차가 급격한 차이가 발생하였으며, 이는 경도와 함께 사용 목적의 측면에서 주의 깊게 고려해야 한다. 이러한 실험적 결과는 목적에 따른 용접 파이프 적층수의 결정 방법을 나타내었다.