• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.455-465
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• 2017

본 연구에서는 SM490 TMC 120mm 강재의 FCAW 용접성 및 이음성능을 확인하기 위해 공시체를 제작하고 10종의 시험을 실시하였다. 용접부 화학성분시험, 용착금속부 인장시험, 용접부 인장시험, 충격시험 결과는 KS를 만족하였다. 특히, 용접부 인장시험 결과, 모재에서 파단이 발생하였으며, 소요성능을 충분히 발휘하는 것으로 나타났다. 또한, 용접부 굽힘시험, 경도시험, 매크로시험, 마이크로시험 및 열영향부 최고경도시험 결과, FCAW는 양호한 용접부로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권12호
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• pp.5405-5411
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• 2011

본 연구에서는 교량용 구조용 강재인 HSB600 강의 용접부에서 입열량 (1.5~3.6 kJ/mm)과 용접후 열처리(PWHT, $600^{\circ}C$, 40hr.)가 미세조직과 기계적 특성에 미치는 영향에 관해 연구하였다. HSB600 강재를 GMA용접을 실시하였다. 용접된 상태에서는 인장강도와 경도는 입열량이 증가할수록 저하되었으며 충격 흡수 에너지는 큰 차이를 보이지 않았다. 낮은 입열량인 1.5 kJ/mm에서 침상형 페라이트가 가장 많이 생성되었다. 용접후 열처리를 통해 경도와 인장강도가 저하되었고, 용착금속의 충격흡수에너지가 증가되었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권10호
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• pp.520-525
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• 2014

Effects of Cu and B on effective grain size and low-temperature toughness of thermo-mechanically processed high-strength bainitic steels were investigated in this study. The microstructure of the steel specimens was analyzed using optical, scanning, and transmission electron microscopy; their effective grain size was also characterized by electron back-scattered diffraction. To evaluate the strength and low-temperature toughness, tensile and Charpy impact tests were carried out. The specimens were composed of various low-temperature transformation products such as granular bainite (GB), degenerated upper bainite (DUB), lower bainite (LB), and lath marteniste (LM), dependent on the addition of Cu and B. The addition of Cu slightly increased the yield and tensile strength, but substantially deteriorated the low-temperature toughness because of the higher volume fraction of DUB with a large effective grain size. The specimen containing both Cu and B had the highest strength, but showed worse low-temperature toughness of higher ductile-brittle transition temperature (DBTT) and lower absorbed energy because it mostly consisted of LB and LM. In the B-added specimen, on the other hand, it was possible to obtain the best combination of high strength and good low-temperature toughness by decreasing the overall effective grain size via the appropriate formation of different low-temperature transformation products containing GB, DUB, and LB/LM.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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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• 제16권4호
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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.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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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.