• Journal of Welding and Joining
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• v.34 no.1
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• pp.41-46
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• 2016

With the recent increase in size of ships and offshore structures, there are more demand for thicker plates. As the thickness increases, it is known that fatigue life of the structures decrease. To improve the fatigue life, post weld treatments techniques, such as toe grinding, TIG dressing and hammer peening, are typically employed. However, these techniques require additional construction time and production cost. Therefore, it is of crucial interest steels with longer fatigue crack growth life compared to conventional steels. This study investigates fatigue crack growth rate (FCGR) behaviours of conventional EH36 steel and Ferrite-Bainite dual phase EH36 steel (F-B steel). F-B steel is known to have improved fatigue performance associated with the existence of two different phases. Ferrite-Bainite dual phase microstructures are obtained by special thermo mechanical control process (TMCP). FCGR behaviours are investigated by a series of constant stress-controlled FCGR tests. Considering all test conditions (ambient, low temperature, high stress ratio), it is shown that FCGR of F-B steel is slower than that of conventional EH36 steel. From the tensile tests and impact tests, F-B steel exhibits higher values of strength and impact energy leading to slower FCGR.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.29 no.6
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• pp.455-465
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• 2017

To figure out the weldability and welded joint performance on the FCAW of SM490TMC 120mm, several specimens were manufactured and 10 kinds of experiments were implemented. The result of the weld zone chemical composition test, weld metal tensile test, weld zone tensile test, and weld zone impact test has satisfied the KS. Especially, the weld zone tensile test result shows the base metal fracture, which means the weld zone performs enough required performance. In addition, the results of the weld zone bending test, hardness test, macroscopic test, microscopic test, and the maximum hardness in HAZ were showing that the FCAW weld zone has fine quality.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.28 no.3
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• pp.173-183
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• 2016

Various material characteristics of HSA800 steel were examined and a quantitative criteria about the homogeneity of the strength was proposed. Whether HSA800 steel is satisfied the criteria for homogeneity of the strength or not was also examined. From the test results, the material characteristics of 1/4 point from the extreme fiber in the Z-direction satisfied the KS requirements. The excellent directional properties and impact resistance at low temperatures were also showed from the test results. HSA800 steel satisfied the criteria of homogeneity for the strength of the steel. However, it showed that some structures were banded together at 2/4 point from extreme fiber in the Z-direction from the microscopic tests and attention is needed to be paid in that point.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.30-30
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• 2010

고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 강재 개발로 인한 우수한 성능을 충분히 발휘하지 못하고 있으며 용접부의 건전성 문제가 심각하게 인식되고 있다. 이로 인해 고강도강에 적용시킬 수 있는 무예열 용접재료의 필요성이 대두되어 개발이 진행되고 있으며 상용화를 앞두고 있다. 이러한 용접재료의 개발단계에서 합금설계는 가장 중요한 항목으로 합금 조성에 따라 용착금속의 강도 및 인성에 상당한 변화를 가져오기 때문이다. 합금원소 중 Al은 강재의 탈산을 돕기 때문에 가능한 많은 양의 첨가를 요구하지만 적정량 이상을 초과하게 되면 오히려 용착금속의 저온인성 특성에 부정적인 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 고강도 GMA 용착금속의 Al함량을 단계적으로 변화시켜 용착금속 내 최적의 Al의 함량을 찾고자 하였다. 또한 높은 비용 및 많은 시간을 필요로 하는 와이어로드를 제작하지 않고도 Al함량을 조절 할 수 있는 방법을 고안하고자 하였다. 실험의 모재는 HSLA-100강을 사용하였으며 용접재료는 ER120S-G급의 GMA용접 재료를 사용하였다. 모재 성분과의 희석을 방지하기 위해 V-Groove 가공 후 6패스 Buttering 용접을 실시하였고, 다시 Buttering용접부에 V-Groove 가공을 하여 최종 용접을 실시하였다. 이 때 Al함량을 조절하기 위해 최종 용접 개선부 밑면에 홈을 판 후 Al fiber(직경 0.3mm)를 깔고 용접(입열량 20kJ/cm)하여 Al함유량을 총 3가지(0.003~0.04% Al)로 제어하였다. 용접 후 각각의 시편에 대해 미세조직, 충격시험, O/N분석, 성분분석 등의 시험을 수행하여 저온인성과의 상관관계를 알아보았다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.39-39
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• 2009

고강도강의 용접성은 저온균열 저항성으로 대변되는데, TMCP강과 HSLA강 등이 개발되면서 고강도강의 저온균열저항성이 크게 향상되어 무예열 용접성이 확보되었다. 그러나 용접재료 측면에서는 그에 상응하는 재료의 개발이 지연되어 용착금속부에서의 저온균열이 심각한 문제로 대두되고 있는 실정이다. 이러한 문제는 800 MPa급인 HY-100강재를 HSLA-100강으로 대체하는 과정에서 현실적인 문제로 제기 되었다. 즉 HSLA강은 용접 예열이 필요치 않았으나 기존의 용접재료, 즉 HY-100 강재에 사용하던 용접재료를 사용하게 되면 용착금속부에서 저온균열이 발생하여 용접예열을 생략할 수 없다는 판단에 이르게 되었던 것이다. 이에 본 연구의 목적은 HSLA-100강을 무예열 용접할 수 있는 GMA 용접와이어 개발하는 것이며, 구체적인 개발 목표는 무예열 용접조건에서 800 MPa 이상의 인장강도를 가지며 $-50^{\circ}C$에서의 충격인성이 50 J 이상인 GMA 용접와이어 개발하는 것이다. 이러한 용접재료를 합금설계함에 있어 무예열 용접성을 확보하기 위하여 용접재료의 탄소함량을 0.01% 수준으로 하고, 용착금속의 인장강도와 저온 충격치에 미치는 Mn과 Mo 함량의 영향을 검토하고 각각의 조성을 실험계획법으로 확정하였다. 그리고 확산성수소량에 따른 저온균열 발생 여부를 확인하여 무예열용접성을 확보하기 위해서는 확산성수소량이 3ml/100g 이하가 되어야 한다는 사실을 실험적으로 확인하였다. 그리고 이를 달성하기 위해서는 원자재인 와이어로드의 표면 품질이 중요하다는 사실도 확인할 수 있었다. 다음으로는 실험계획법에 의거하여 선정된 합금조성의 신뢰성을 검증하기 위하여 800kg 중량의 시제품을 생산하였으며, 생산된 시제품에 대해서는 실험계획법에서 사용한 Ar+5%CO2외에도 Ar+20%CO2를 적용하여 보호가스의 영향을 검토하였다. 검토 과정에서 Ar+20%CO2용으로 사용하기 위해서는 용접재료의 Si 및 Mn 함량이 상향조정되어야 함을 확인할 수 있었다. 그리고 탄소함량을 0.05% 수준으로 증가시키면 Mo 함량을 크게 저하시킬 수 있음도 확인할 수 있었다. 이러한 과정을 거쳐 개발된 GMA 용접재료는 무예열 용접조건에서 저온균열이 발생하지 않았으며, 인장강도는 830 MPa이었으며 $-50^{\circ}C$에서의 충격치는 90 J 이상이었다.

• Journal of Welding and Joining
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• v.16 no.4
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• pp.55-62
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• 1998

While excellent joint quality has been obtained using dry chamber underwater welding methods, the size limitations imposed by this process restrict its use for underwater construction work. The wet underwater shielded metal-arc welding eliminates this restriction but suffers from poor weld properties by the 1-pass bead-on-plate welding due to the excessive diffusible hydrogen. On the other hand, in the wet underwater welding, it is well known that the quantity of diffusible hydrogen in multi-pass welded parts reduce to less than that in 1-pass welded parts. Therefore, in this paper, welding experiments are made the 3-pass bead-on-plate welds by using TMCP and normalized steel plates and E4301 and cellulose coated electrode. After that, The amounts of the hydrogen absorbed into the 3-pass welded area were measured according to the JIS Z 3118 specification. The microstructural changes as well as the microhardness distribution after the underwater 3-pass welding were also investigated using Vickers microhardness tester and S.E.M and O.M. The results indicated that the quantity of diffusible hydrogen in 3-pass welded areas was reduced little less than a half of one of that in 1-pass welded areas at the specific welding condition. As a result, the cold cracking of 3-pass welded areas decreased by reduced effect of diffusible hydrogen. In the underwater 3-pass welding, the micrography of cold cracking fracture surface showed mainly the cleavage of hydrogen embrittlement.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.12
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• pp.5405-5411
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• 2011

The effects of heat input (1.5~3.6 kJ/mm) and post weld heat treatment (PWHT, $600^{\circ}C$, 40hr.) on the TMCP HSB600 steel weldments made by GMAW process were investigated. The tensile strengths and hardness of as-welded specimens were decreased as heat input increased, but CVN (Charpy V-Notch) impact energy did not show any differences. The fine-grained acicular ferrite was mainly formed in the low heat input while polygonal and side plate ferrites were dominated in the high heat inputs. Meanwhile, tensile strength and hardness of PWHT weldments were decreased due to the coarsening and globular of microstructure as well as reduction of residual stresses.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.23 no.4
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• pp.483-491
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• 2011

The fabrication of steel structural members always involves welding process such as flux cored arc welding. Therefore, for the application of structural steels to cold regions, it is a prerequisite to clarify the service temperature of the welded joints in order to ensure the structural integrity of the welded parts. In this study, the Charpy impact test was conducted to evaluate the service temperature of structural steel weld. The Charpy impact test is a commercial quality control test for steels and other alloys used in the construction of metallic structures. The test allows the material properties for service conditions to be determined experimentally in a simple manner with a very low cost. Standard V-notch Charpy specimens were prepared and tested under dynamic loading condition. The service temperatures of the weld metal, HAZ (heat affected zone) and base metal were derived by the absorbed energy and the impact test requirements; thus the applicability of the structural steels to cold regions was discussed in detail.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.46-46
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• 2009

과거 고강도강 용접부에서 발생하는 저온균열은 주로 용접열영향부에서 발생하였는데, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 강재 메이커들은 고강도강의 용접성을 향상시키고자 노력하였다. 이러한 노력의 결과로 TMCP, HSLA 강 등이 개발되었고 이들 강재는 예열온도를 저하시킬 수 있다는 장점 때문에 보편화되어 사용되었다. 이러한 강재는 모재 예열온도를 기준으로 적용하게 되면 용착금속에서 저온균열이 발생하는 경우가 있다. 따라서 이제는 용접재료의 용접성, 즉 용접재료의 저온균열 저항성을 평가 할 수 있는 기법이 요구된다. 본 연구의 목적은 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하는 것인데, 저온균열 저항성은 용착금속의 미세조직에 따라 다르게 나타날 수 있다. 용착금속의 합금조성은 기본적으로 용착금속에 요구되는 최저 강도와 충격인성을 만족할 수 있도록 설계한다. 하지만 유사한 강도의 유사한 합금조성이더라도 일부 합금 성분에 의해 용착금속의 미세조직들은 상이하게 나타날 수 있는데, 미세조직 특성에 의하여 용착금속의 강도와 저온인성이 결정된다. 용착금속의 저온균열 저항성을 평가하기위하여 Gapped Bead-on-Groove(G-BOG) 시험에 사용된 모재는 50mm 두께의 mild steel을 사용하였으며, 모재의 희석을 방지하기위해 15mm 깊이로 V-groove 가공 후 buttering 용접 하였다. 용접된 시편은 다시 5mm 깊이로 V-groove로 2차 가공 후 Ar + 20% $Co_2$ gas를 사용하여 용접하였다. 용접재료는 ER-100S-G grade로 비슷한 합금조성을 갖는 2 종류를 사용하였다. A용접재료는 Ti 이 0.1% 함유 되었으며, B용접재료는 Ti 함유되지 않은 것을 사용하였다. 또한 예열 온도에 따라 저온균열 감수성을 평가하기위하여 모재의 예열온도를 각각 상온, $50^{\circ}C,\;75^{\circ}C,\;100^{\circ}C$로 하여 실험을 진행하였다. 용착금속의 미세조직을 확인해본 결과 Ti 함유된 A 용착금속 미세조직은 대부분 침상형페라이트로 나타났으며, Ti 함유되지 않은 B 용착금속 미세조직은 대부분 베이나이트로 나타났다. G-BOG 시험 결과 Ti 함유된 A 시편이 Ti 함유되지 않은 B 시편보다 저온균열 발생량이 적었다. 이는 용착금속의 미세조직분포 및 특성에 따라 저온균열감수성이 다르다는 것을 나타낸다.