• International Journal of Ocean System Engineering
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• 제2권2호
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• pp.82-91
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• 2012

Fillet welding is widely used in the assembly of ships and offshore structures. The T-joint configuration is frequently reported to experience fatigue damage when a marine structure meets extreme loads such as storm loads. Fatigue damage is affected by the magnitude of residual stresses on the weld. Recently, many shipping registers and design guides have required that the fatigue strength assessment procedure of seagoing structures under wave-induced random loading and storm loading be compensated based on the effect of residual stresses. We propose a computational procedure to analyze the residual stresses in a T-joint. Residual stresses are measured by the X-ray diffraction (XRD) method, and a 3-D finite element analysis (FEA) is performed to obtain the residual stress profile in the T-joint. The proposed finite element model is validated by comparing experiments with computational results, and the characteristics of the residual stresses in the T-joint are discussed.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권3호
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• pp.99-103
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• 2010

It is well known that martensite-austenite (M-A) constituents are formed in the intercritically reheated coarse grained heat affected zone (ICCGHAZ) of a multipass weld and they act on the local brittle zone (LBZ) in the welded structures. To investigate the effect of M-A constituents on the tensile properties of ICCGHAZ, specimens with M-A constituents of different volume fraction and size were prepared through the multipass welding cycles simulated by a Gleeble simulator and then tensile test was carried out. The results indicated that finely distributed M-A constituents contributed to decrease the yield ratio, which is mainly due to the increased tensile strength.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권3호
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• pp.776-783
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• 2019

Laser welding is usually a more effective method than electron-beam one since a vacuum chamber is not required. It is important for joining Zr-1%Nb (E110) alloy in a manufacturing process of nuclear fuel rods. In the present work, effect of energy parameters of pulsed laser welding on properties of butt joints of sheets with a thickness of 0.5 mm is investigated. The most efficient combination has been found (8-11 J pulse energy, 10-14 ms pulse duration, 780-810 W peak pulse power, 3 Hz pulse frequency, 1.12 mm/s welding speed). The results show that ultimate strength under static loading can not be used as a quality criterion for zirconium alloys welds. Increased shielding gas flow rate does not allow to protect weld metal totally and contributes to defect formation without using special nozzles. Several types of imperfections of the welds have been found, but the major problem is branching microcracks on the surface of the welds. It is difficult to identify the cause of their appearance without additional research on improving the welding zone protection (gas composition and flow rate as well as nozzle configuration) and studying the hydrogen content in the welds.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권9호
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• pp.63-70
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• 2022

Laser welding has attracted great attention as a tool used to join electrical steel coils. In this study, laser butt welding for electrical steel coil joining was conducted using the Taguchi method. It was found that structural defects such as void sand cracks were not produced in welds. This indicated that the performance of laser welding in electrical steel was excellent. According to the Taguchi analysis, the total welding quality index (TWQI) considering the bead height and roughness and tensile strength of the weld joint was almost evenly affected by laser power, welding speed, and focal position. The optimum welding conditions to maximize the TWQI were a laser power of 1220W, welding speed of 90 mm/s, and a focal position of 1mm. The regress model predicting the TWQI was also developed using the surface response method. We found that the model predicts measured values with an average error of 16.36%.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.121-126
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• 2002

The railroad cars or the commercial vehicles are generally manufactured by the spot welding. Among various kinds of spot welded lap joints, multi-lap joints are one of popular joints in manufacturing their body structures. But, fatigue strength of these joints are lower than that of base metal due to high stress concentration at the nugget edge of the spot weld and are known to considerably be influenced by welding conditions as well as the mechanical and geometrical factors. Thus, it is necessary to establish a reasonable and systematic fatigue design criterion for spot welded multi-lap joints. In this paper, the $\Delta$P-N$_{f}$ curves has been rearranged in the $\Delta$$\sigma$-N$_{f}$ relation with the maximum stress at the nugget edge of spot welded multi-lap joints subjected to tensile shear load. Consequently, the fatigue data were evaluated in terms of fracture mechanics by plotting on the $\Delta$OP-N$_{f}$ curves. From the results obtained, both of them have been revealed to be applicable to fatigue design of spot welded multi-lap joints. However, the fracture mechanical approach is found to be more effective than the maximum stress approach in the range on N$_{f}$$\geq$2x10$^{5}$ . .

• 소성∙가공
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• 제33권3호
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• pp.193-199
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• 2024

The friction welding characteristics of stainless steels, mainly used in energy and chemical plant industries due to its excellent corrosion resistance and high strength, was evaluated in this study. Friction welding was introduced and conducted at a rotation speed of 2,000 RPM, friction pressure of 30 MPa, burn-off length of 5 mm and upset pressure of 110 ~ 200 MPa on rod typed specimens. The grain boundary characteristics distributions such a grain size, shape, misorientation angle and kernel average misorientation of the welds were clarified by electron backscattering diffraction method. The application of friction welding on SUS304 alloy resulted in a significant refinement of the grain size in the weld zone (5.11 mm) compared to that of the base material (48.09 mm). The mechanical properties of the welds, on the other hand, appeared to be relatively low or similar to those of the base material, which were mainly caused by dislocation density in the initial material and grain refinement in the welds.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.121-127
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• 2018

액체침투탐상법(PT)을 이용한 직경 1 m, 길이 6 m의 초장대형 파이프내면 육성용접부의 표면결함 진단시스템을 개발하였다. 우선 CATIA를 사용하여 주요 유닛 및 PT machine 전체를 3D 모델링하였으며, 이를 구조강도 및 변형 해석에 사용하였고 또한 각 유닛의 동작 간섭현상을 체크하여 2차원 제작도면 생성으로 제작에도 사용하였다. ANSYS를 사용하여 구조강도 해석 및 변형 해석한 결과, 최대 등가응력은 44.901 MPa 발생하였고, 이는 PT machine의 재질인 SS400의 항복인장강도 200 MPa 보다 작으므로 안전하다고 판단되며, 또한 최대 변형은 0.15 mm 발생하였고, 이는 하중이 제거되면 원래대로 돌아간다고 판단된다. 개발된 장비의 성능을 검증하기 위하여 공작물의 최대이동속도 7.2 m/min., 최대회전속도 9 rpm, 반복위치정밀도 1.2 mm, 검사속도 $1.65m^2/min$. 등을 확인하였으며, 이 모든 검사 항목은 개발 목표치를 만족하였다. ASME SEC. V&VIII의 방법에 따라 육성용접층의 균열, 기공, 인더컷 등의 표면결함 유무를 확인하기 위하여 개발한 PT 자동검사시스템을 사용하여 PT검사를 실시한 결과, 표면층의 결함은 관찰되지 않았다. 부가적으로 육성용접부를 평가하기 위하여 ASTM G48-11의 방법으로 Ferric Chloride pitting test에 따라 육성용접층의 부식시험을 실시한 결과 weight loss는 $0.3g/m^2$으로 만족하였으며, 또한 ASTM A751-14의 방법에 따라 육성용접층의 화학성분을 분석 결과 모든 성분이 규격을 만족하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1179-1185
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• 2011

용접이음부의 신뢰성 확보는 구조물의 건전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 점용접 이음재의 피로설계기준(fatigue design criterion)을 정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 실제 전동차량 차체에 많이 적용되는 냉간 및 열간압연강판인 SPCC, SPCE, SPHE을 대상으로 기하학적 인자(geometrical factors)들을 선별해서 TS형과 CT형의 대표적인 점용접 이음재 시험편을 기본모델로 하여 인장전단하중을 가하여 피로강도 및 피로특성을 평가하고자 하였다. 그리고 피로균열의 발생과 성장 기구에 대한 영향을 분석하기위해 용접 시 발생되는 여러 가지 주요인자들 중 입열량에 의해 발생할 수 있는 용접잔류응력을 X-ray 회절법에 의해 실험적으로 해석하였다. 그리고 이러한 해석을 통하여 얻어진 결과를 중첩(superposition)함으로 해서 잔류응력을 고려했을 경우 너깃 단 최대주응력으로 피로강도를 재평가하여 합리적인 피로설계기준(fatigue design criterion)을 재정립하고자 하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.46-51
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• 2015

스테인레스강은 고온, 고압에서 부식에 효과적인 재료로써 액화수소, 가스 등을 저장하는 저장용기 및 고온의 유체들을 이송하는 배관재료로 널리 사용되고 있다. 일반적으로 스테인레스강의 용접은 TIG용접이 이용되어지고 있으며 용접후 용접부위에 발생하는 초기 용접결함 및 사용중 발생하는 열적 피로균열 등이 재료의 신뢰성을 저하하는 요인들로 지적되고 있다. 본 논문에서는 레이저 유도초음파를 이용하여 초기 용접결함에 대한 초음파 특성 규명을 위하여 스테인레스강의 용접부에 인공균열의 크기를 5 mm, 10 mm, 20 mm 길이로 가공후 유도초음파의 결함 길이 변화에 따른 특성을 평가하였다. 배관의 두께 등을 고려하여 L(0,1)모드와 L(0,2)모드를 이용하였으며 각각의 모드가 결함의 길이 변화에 따라 변화를 보였지만 L(0,2)모드가 L(0,1)모드보다 결함 길이에 더욱 민감하게 반응하였다. 본 연구에서는 L(0,1)모드와 L(0,2)모드의 진폭비를 구하여 결함과의 연관성을 평가한 결과 결함 길이와 선형적인 관계를 나타냄으로써 각 모드를 단독적으로 평가하는 것보다는 두 모드의 진폭비를 이용하여 결함을 평가하는 것이 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권2호
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• pp.181-192
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• 2017

최근 경사단부강판과 고장력 볼트를 이용한 보 이음(Inclined end-plate beam splice) 공법이 개발되었다. 단부강판은 브래킷 단부에 용접되고 연결보는 고장력 볼트를 통해 이음시킨다. 기둥면에는 브래킷이 용접되고, 브래킷과 연결보 단부에 각각 경사단부강판과 고장력 볼트를 이용하여 이음 시킨다. 이 연구에서는 총 6개의 외부 보-기둥 모멘트접합부의 반복가력실험을 수행하였다. 실험변수는 단부강판 상세와 볼트 배열 상세이다. 모든 실험체는 AISC Design Guide 4에 따라 단부강판 및 볼트에 의한 모멘트 저항성능이 보 이음부 요구모멘트보다 크도록 설계되었다. 실험결과, 확장된 단부강판(Extended end-plate)을 사용한 보이음부의 경우 이음부 단부강판의 지레작용 및 볼트의 취성 파단 없이 중앙 보 모멘트가 단부 브래킷으로 효과적으로 전달되었다. 하지만, 보-기둥 접합부의 변형능력은 기둥면 보 플랜지 용접부의 취성파단으로 제한적이었다. 실험결과를 바탕으로, 기울어진 단부강판 이음부를 갖는 보-기둥 모멘트접합부의 내진설계를 위한 개선사항을 제안하였다.