• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권1호
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• pp.21-30
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• 2017

현재 국내에서 공장 보수용접이 가장 많이 이루어지고 있는 선박 엔진 부품은 피스톤 크라운과 배기밸브이다. 또한 선박 엔진 밸브와 크랭크 축 등의 경우에는 신규 부품에서도 성능향상을 위해 표면개질방법으로 오버레이 용접이 시공되고 있다. 용착률을 높이는 고능률 오버레이 용접 공정으로 Hot Wire GTAW, Cold Tandem GMAW, Band Arc SAW, Tandem SAW법이 개발되어 있고, 용사방법으로 PTA공정이 현장에서 많이 시공되고 있다. 입열량 제어가 용이한 공정으로 GMAW-Pulse, CMT 용접공정이 있다. 엔진 배기밸브의 보수를 위한 오버레이공정에서 열영향부에 가까운 모재 내에 액화균열이 발생하는 경우가 있어 주의를 요한다. GMAW-Pulse 공정과 CMT공정에서는 입열량 제어가 용이하여 높은 용착속도를 유지하면서도 액화균열의 발생 없이 엔진 밸브의 보수 또는 표면 개질 목적으로 시공이 가능하다. 최근에 국내에서 고능률 용접 공정으로 선박엔진의 보수 또는 표면 개질 목적으로 사용 가능한 Super-TIG 용접공정이 개발되어 있다. 이 공정은 아크를 플라즈마 스트림이라고 보고 전류증가에 따라 커지는 아크압력을 막으면서도 용가재의 용융 효율이 극대화 되도록 폭이 큰 C형의 오목한 용가재를 발명하여 용착률을 획기적으로 향상시킨 용접공정이다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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• pp.382-384
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• 2011

최근 오일샌드, 극지유전, 심해저자원 등 극한지 자원개발이 활발해짐에 따라 수요가 증대되고 있는 극한지용 내마식 소재는 내마식성과 함께 저온 인성이 요구되고 있다. 철계 합금에서 관찰되는 변형유기 마르텐사이트 상변태는 입자의 충돌에 의한 충격을 흡수하고 소재의 표면을 가공경화시켜 내마식성 향상 및 저온 인성에 기여할 수 있을 것으로 기대되고 있지만 합금조성의 정교한 제어가 필요하기 때문에 오버레이 용접에 적용하기 위해서는 모재와의 희석률을 제어하는 방안이 필요하다. 용접플럭스 설계기술은 용접시 금속이행모드, 용융풀 거동 등과 같은 용접현상 제어를 통해 오버레이 용접재료의 용접성과 용접비드형상, 용접부 희석률을 최적화할 수 있는 기술이다. 본 연구에서는 내마식 고인성 오버레이 용접재료의 개발을 위해 다양한 용접플럭스를 첨가한 메탈코어드 와이어를 제조하고 일정 송급속도에서 GMA 용접시 용접전압과 용접전류 간의 관계를 분석하여 용접플럭스가 아크현상 및 희석률에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.381-382
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• 2007

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 추계학술발표대회 개요집
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• pp.62-64
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• 2005

• Journal of Welding and Joining
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• 제19권5호
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• pp.540-547
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• 2001

This study has evaluated the wear behavior of PTA (Plasma Transferred Arc) Inconel 625 and Stellite 6 overlays on Nimonic 80A substrate. Nimonic 80A alloy was also included for comparison. In order to evaluate the wear performance, three-body abrasive wear test and pin-on-disk dry sliding wear test were performed. Microstructural development during the solidification of deposits is also discussed. Wear test results show that the wear rate of Stellite 6 deposit is lower than that of Inconel 625 deposit and Nimonic 80A. The sliding wear resistance of overlay deposits follows a similar trend to the abrasive wear resistance, but for Nimonic 80A. The main wear mechanisms were abrasive wear for Inconel 625 deposit, adhesive wear and delamination for Stellite 6 deposit in pin-on-disk dry sliding wear test and ploughing in three-body abrasive wear test. Cross sectional examinations of the worn surface of pin specimens after pin-on-disk dry sliding wear test implies that the plastic deformation near worn surface has occurred during the wear testing.

• Journal of Welding and Joining
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• 제6권2호
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• pp.40-46
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• 1988

The effect of heat input on the content of residual .delta.-ferrite and the hot cracking susceptibility in the austenitic stainless steel overlaid on the carbon steel was studied in the range of heat input from 7.5 to 15.1 KJ/cm. Present study shows that residual .delta.-ferrite content in the overlay is mainly determined by the dilution of the base metal (carbon steel) which is in turn affected by heat input, i.e. the amount of dilution decreases as heat input increase. Accordingly, higher heat input results in a substantial increase in Cr equivalent but a little increase in Ni equivalent due to the less dilution of carbon from base metal. This fact can explain the result obtained in this study, i, e, the higher content of .delta.-ferrite in the weld deposit made with higher heat input. This in turn causes more resistant overlaying weld metal to hot cracking.

• Journal of Welding and Joining
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• 제8권3호
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• pp.39-52
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• 1990

The research is to insure the soundness of the stainless steel overlaid weld metal(21/4Cr-IMo steel + SUS 309L) for a pressure vessel application. Detail studies were conducted for the PWHT influence on the micrstructure and intergranular corrosion characteristics of the overlaid weld metal as well as initiation of hydrogen embrittlement crack(or Disbonding) when welded metal are exposed to the hydrogen atmosphere. Hydrogen was experimentally charged to the overlaid weld metal in order to study PWHT effect on the susceptibility of hydrogen embrittlement crack. The results of this research are as follows: 1. At the bond region, austenite grain of the stainless steel side became coarsed and Cr23C6 type carbide was precipitated at the coarsed austenitic grain boundaries. Intergranular Corrosion width(by Straiss test) increased with increasing PWHT temperature and PWHT time.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제34권6호
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• pp.574-585
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• 2002

The microstructural characteristics and its related mechanical properties of RPV cladding have been investigated using small punch (SP) tests. SA508 Cl.3 RPV steel plates were overlay cladded with the type ER309L welding consumables by submerged arc welding process. Although the RPV clad material had a small portion of 5 ferrite phase, it still showed the ductile to brittle transition behavior The transition temperature was determined by the SP test and it depended on the content of $\sigma$ phase, specimen size, and determination methods. The fracture appearance of SP specimen was changed from circumferential to radial cracking as test temperature became low, and below the transition temperature region, ER309L cladding usually fractured along the 6 ferrite by the low temperature failure of ferrite phase.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3837-3851
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• 2021

To investigate how the fabrication and repair of socket welded joints could be used to enhance fatigue resistance under vibration condition, experimental test data of installation conditions that potentially influence fatigue strength were analyzed with the S-N curve. It was found that the decreasing fatigue strength of stainless steel socket welded joints was attributed to the effect of high heat input of welding process. The effect of welding method, slip-on gap and radial-gap conditions on fatigue strength was insignificant. The test data of repair technique application, 2 × 1 leg length and of socket weld overlay, clearly showed higher fatigue strength but there was a limitation for higher stress region because of the weld toe crack.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.12-12
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• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.