• Proceedings of the Korean Society of Marine Engineers Conference
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• 2011.06a
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• pp.76-76
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• 2011

선박이나 산업 플랜트에서 파이프 또는 탱크류의 맞대기 용접 시 안정적인 이면비드의 형성은 매우 중요하다. 대부분의 현장에서 파이프 맞대기 초층용접부의 안정적인 이면비드를 형성하기 위해 3mm의 루트갭을 띄우고 루트면이 없는 V-그루브에서 필러를 사용하는 수동 TIG용접을 주로 사용하고 있다. 수동 TIG용접은 고품질의 비드와 우수한 아크안정성, 그리고 용접인자의 제어가 쉽다는 장점이 있다. 그러나 수동 TIG용접은 용접속도가 10cpm정도로 느리기 때문에 GMAW에 비해 생산성이 낮고 작업자의 숙련도에 따라 품질이 변하게 된다. 본 연구에서는 높은 생산성과 기준갭 1.5mm에서 단차의 허용공차를 크게 하기 위해 루트면 3mm를 가지는 U-그루브의 설계를 하였으며, 두꺼운 루트면을 가지는 그루브에서 안정적인 이면비드를 형성시키기 위해 GMAW에서 아크 충격량에 대한 검토를 실시하였다. GMAW의 아크력이 용입에 어떠한 영향을 미치는지 검토하기 위해 수냉되는 동판에 갭을 1.5mm 띄우고 동일한 용착량과 입열량에서 아크력만을 변화시켜 실험하였다. 또한, U-그루브의 루트부를 모델링하여 두께3t의 평판시편을 각각의 갭과 단차 조건에서 실험하였다. 이 때, 기준갭 1.5mm에서 갭에 의해 생기는 단면적을 기준 갭단면적, 갭이 증가함에 따라 증가되는 단면적을 추가 갭단면적, 갭이 감소함에 따라 감소하는 단면적을 감소 갭단면적으로 정의하였다. 용접 중 발생하는 추가, 감소 갭단면적에 대하여 용착량을 50%의 수준으로 증가, 감소 시켰다. 갭에 따라 아크력을 변경하여 실험을 실시하였고 이면비드의 형상을 확인 하였다. 마지막으로 평판 시편의 조건에서 안정적으로 이면비드가 형성된 조건을 pipe U-그루브에 적용하였다. 그 결과 동판에서 용착량과 입열량이 같음에도 불구하고 아크력이 증가함에 따라 용입이 깊어짐을 확인하였다. 또한. 3t 평판시편에서 아크력의 제어를 통해 큰 단차와 갭이 있을 때, 안정적인 이면비드를 얻을 수 있는 조건을 확립하였다. 마지막으로 pipe U-그루브에서 앞선 실험의 용접조건으로 갭과 단차의 변화에 대해 실험을 하였으나, 시험편의 두께차이에 의한 전도 열손실로 인해 이면비드의 형성이 어려웠고, 아크 충격량의 증가를 통해 이러한 문제를 해결하였다.

• Journal of Power System Engineering
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• v.15 no.3
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• pp.58-64
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• 2011

As well known, the friction stir welding is a novel welding process which is a solid state welding process for sheet or plate using the friction stir phenomenon. This paper describes the effect of welding condition such as the rotation speed and the travelling speed during the friction stir welding process on the micro Virkers hardness and the microstructure of friction stir welded joints in AI-7075-T651 plate. From those investigations, the highest hardness of stir zone was observed at the welding condition of SO-3. The microstructures of the friction stir welded joints was not dependent on the welding conditions, but in the SO-4 specimen, the friction stir welding defect like tunnel shape was found in stir zone.

• Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers
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• v.19 no.5
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• pp.653-659
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• 2010

Friction stir welding results in low distortion and high joint strength compared with other welding procedures, and is able to join all aluminium alloys that are not considered as virtually weldable with classical liquid state techniques. The comparative study on high cycle fatigue properties between A16005-T6 friction stir welds and MIG weld joints have been performed and fracture mechanisms for the fatigue specimens were investigated. Although mechanical properties are lower than the corresponding base material, FSW joints of A16005-T6 become higher at tensile and fatigue strength in comparison with the traditional fusion weld(MIG). The fracture surfaces of FSW and MIG fatigue specimens cleary show different aspects of the fracture morphology. MIG weldments were characterized by voids and cleavage(brittle fracture) but FSW specimens showed the presence of ductile fracture surface.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2006.10a
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• pp.109-111
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• 2006

In this study, microstructure and mechanical properties for the friction stir welded 2519Al-T87 alloy of the thickness of 38.8mm were studied using DSC, OM, SEM and micro hardness tester. DSC analysis show that GP Zone, ${\theta}'$ and $\theta$ phases in upper part and ${\theta}'$ and $\theta$ phase in lower part of the FSW zone. Recrystallized large grains are observed in HAZ, and elongated small and large grain in the TMAZ. In SZ, very small grains forms by high plastic deformation and heat from friction by tool and specimen.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.67-67
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• 2009

알루미늄 합금 재질은 무게의 경량화와 기계적강도가 우수하며 다른 비철금속에 비하여 값이 저렴한 장점이 있다. 현재 산업현장에서 활용하는 가장 흔한 접합법으로 TIG, RSW 등과 같은 용융 용접법을 현재는 많이 사용 하고 있지만 열전도도가 높아 열 확산이 빠르고, 이에 따라 모재의 팽창이 일어나 열변형을 유발하며, 산화피막은 그 내부에 함유된 결정수가 아크용접 중 분해되어 수소를 방출함으로 기공이 발생하여 부도체로 저항용접시 전도성을 방해하는 등의 문제를 발생시킨다. 또한 철에 비해 4배정도 큰 전기전도율에 따라 저항용접시 대전류를 사용해야 하는 등의 문제점이 발생하고 있다. 이와 같은 알루미늄 합금의 용융용접 과정에서 발생하는 단점을 극복하는 기술로 고상접합 방법인 마찰교반용접법(Friction Stir Welding)이 활용되고 있다. FSW는 1991년 영국의 TWI에서 개발된 최신 용접법으로 모재를 용융점 아래에서 고상용접시키는 방법으로 용융에 따른 열변형과 흄가스(hume gas)와 스패터(spatter)를 억제시켜 주는 친환경적인 용접법이다. 이러한 마찰교반용접의 기술은 그동안 특허에 따른 로열티가 산업현장에서 사용하는데 문제가 되었으나 특허보호 기간인 20년이 1년정도의 기간밖에 남지 않은 상황에서 그 사용은 날로 증가하리라 본다. 이러한 마찰교반용접부의 결함을 평가하는 방법에는 UT, RT 등이 활용되고 있으나 얇은 박판에서의 결함검출은 용이하지 않다. 이리한 문제점을 해결하기위하여 초음파 가진을 이용한 적외선 열화상 검출 기법을 이용하여 마찰교반용접부의 결함 검출 가능성을 연구하였다. 20kHz의 주파수를 400Watt로 가진시켜 겹치기(lap joint) 마찰교반용접이된 A6061-T6의 용접부에 초음파를 입사하였을 때 발생하는 열을 적외선 열화상 카메라를 이용하여 측정함으로써 마찰교반겹치기 용접부의 결함 검출에 활용하였다. 용접부에 초음파를 입사하였을 때 부분적으로 온도차이가 발생하였고, 그에 따른 열화상을 검출 할 수 있었다. 이러한 열화상과 실제 시험편의 용접부의 강도를 평가하기 위하여 인장시험을 하였다. 그 결과 초음파 적외선 열화상 검출에서 발열부위가 나타난 부분이 인장시험에서 낮은 인장강도를 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.965-966
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• 2012

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.26 no.5
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• pp.431-439
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• 2014

Concrete filled tubular columns are widely used because the mutual reaction between the concrete and the tube improves strength and ductility of the columns. In an attempt to secure efficient use of members, built-up square columns featuring large width-thickness ratio and the use of thin steel plates are suggested in this study. In order to evaluate the structural characteristics and seismic performance of the column-to-beam connections of the new shape columns, cyclic load test of T-shaped column-to-beam connections was conducted with variables of diaphragms and concrete-filling. Moment-rotational angle relationship, dissipated energy and failure behavior were compared to evaluate stress transfer mechanism of the new shape built-up square column-to-beam connections associated with the variables.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.12
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• pp.1055-1060
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• 2016

Laser welding is a high-density energy welding method. Hence, deep penetration and high welding speed can be realized with lower heat input as compared with conventional welding. The heat input of a CW laser welding is determined by laser power and welding speed. In this study, bead and lap welding of $0.5mm^t$ pure titanium was performed using a fiber laser. Its weldability with laser power and welding speed was evaluated. Penetration, bead width, joining length, and bead shape were investigated, and the mechanical properties were examined through tensile-shear strength tests. Welds with sound joining length were obtained when the laser power and welding speed were respectively 0.5 kW and 2.5 m/min, and 1.5 kW and 6 m/min, and the weld obtained at low output presented better ductility than that obtained at high output.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2001.06a
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• pp.138-143
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• 2001

To perform the rigorous integrity evaluation of RPV, it is necessary to consider metallurgical factors such as microstructure evolution during multi-pass welding process and PWHT. The microstructures of the heat affected zone(HAZ) of SA508 steel were predicted by a combination of simulated thermal analysis and a simple kinetic models for austenite grain growth and austenite-ferrite transformation. Phase equilibrium of SA508 steel were calculated using a Thermo-Calc package. Carbide growth in th HAZ were predicted by a empirical model, taking into account the predicted microstructure evolution.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.31 no.4
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• pp.532-539
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• 2007

The 7075-T651 Al alloy was welded by friction stir welding. Microstructure, macro behaviors and fracture type in the nugget, thermo-mechanically affected zone(TMAZ) and heat affected zone(HAZ) of the welded part were compared to base metal. The microsturctures of nugget zone were compared with tool rotation speeds and various tool transition speed. When the rotation speeds were decreased and transition speeds were increased, the hardness of nugget zone were decreased. Also, the optimal microstructure was observed at the low rotation speed of 800rpm and the high transition speed of 124mm/min. The transgranular dimple and quasi-cleavage at fractured part of nugget zone were investigated.