• 제목/요약/키워드: Weld Strength

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저항 점 용접을 이용한 AISI 316 스테인레스강과 용융아연도금 강판의 이종접합 (Resistance Spot Welding of Dissimilar Materials of Austenitic Stainless Steels and IF (Interstitial Free) Steels)

  • 이진범;남대근;강남현;김양도;오원태;박영도
    • 한국재료학회지
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    • 제19권7호
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    • pp.369-375
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    • 2009
  • The spot weldability of dissimilar metal joints between stainless steels (AISI316) and interstitial free (IF) steels were investigated. This study was aimed to determine the spot welding parameters for a dissimilar metal joint and to evaluate the dissimilar metal joint's weldability, including its welding nugget shape, tensileshear strength, hardness, and microstructure. The fracture surface was investigated by using a Scanning Electron Microscopy (SEM). The experimental results showed that the shape of nugget was asymmetric, in which the fusion zone of the STS316 sheet was larger due to the higher bulk-resistance. The microstructure of the fusion zone was fully martensite. In order to evaluate the microstructure further, dilution of stainless steels were calculated and imposed onto the Schaeffler diagram. The predicted microstructure from the Schaeffler diagram was martensite. In order to confirm the predicted microstructure, XRD measurements were carried out. The results showed that that initial weld nugget was composed of austenite and martensite.

위상잠금 초음파 적외선열화상에 의한 겹치기 마찰교반용접부의 결함 평가 (Defects Evaluation at Lap Joint Friction Stir Welding by Lock-in Ultrasound Infrared Thermography)

  • 최만용;박희상;박정학;강기수
    • 비파괴검사학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.104-109
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    • 2010
  • 겹치기 마찰교반용접은 새로운 고상접합법이다. 알루미늄 합금 6061-T6는 좋은 내식성과 중량 대비 높은 기계적 강도로 인해 넓은 분야에서 경량부재로 사용되고 있다. 본 논문에서 사용한 검사 방법인 위상잠금 초음파 적외선열화상기법은 넓은 면적을 동시에 검사할 수 있으며, 결함부와 건전부 사이의 위상차로부터 결함의 유무를 판단할 수 있다. 본고의 연구로부터, 위상잠금 적외선열화상기술을 이용하여 용접부의 열영상을 검출하여 기계적 강도와 비교 평가하였다.

알루미늄 합금과 아연도금강판의 이종 겹치기 마찰교반접합에서 기계적성질에 미치는 Tool Geometry의 영향 (The Effect of Tool Geometry on the Mechanical Properties in a Friction Stir Welded Lap Joint between an Al Alloy and Zn-coated Steel)

  • 김남규;김병철;정병훈;송상우;;강정윤
    • 대한금속재료학회지
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    • 제48권6호
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    • pp.533-542
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    • 2010
  • The specific motivation for joining an Al alloy and Zn-coated steel arises from the need to save fuel consumption by weight reduction and to enhance the durability of vehicle structures in the automobile industry. In this study, the lap joining A6K31 Al alloy (top) and SGARC340 Zn-coated steel (bottom) sheets with a thickness of 1.0 mm and 0.8 mm, respectively, was carried out using the friction stir weld (FSW) technique. The probe of a tool did not contact the surface of the lower Zn-coated steel sheet. The friction stir welding was carried out at rotation speeds of 1500 rpm and travel speeds of 80~200 mm/min. The effects of tool geometry and welding speed on the mechanical properties and the structure of a joint were investigated. The tensile properties for the joints welded with a larger tool were better than those for the joints done with a smaller tool. A good correlation between the tensile load and area of the welded region were observed. The bond strength using a larger tool (M4 and M3) decreased with an increase in welding speed. Most fractures occurred along the interface between the Zn-coated steel and the Al alloy. However, in certain conditions with a lower welding speed, fractures occurred at the A6K31 Al alloy.

고강도 구조용 철강소재의 대입열 용접 시 열영향부의 조직 미세화 및 기계적 특성 향상에 미치는 TiN 및 B의 효과 (Effects of TiN and B on Grain Refinement of HAZ Microstructure and Improvement of Mechanical Properties of High-strength Structural Steel Under High Heat Input Welding)

  • 박진성;황중기;조재영;한일욱;이만재;김성진
    • 한국재료학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.97-105
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    • 2019
  • In the current steel structures of high-rise buildings, high heat input welding techniques are used to improve productivity in the construction industry. Under the high heat input welding, however, the microstructures of the weld metal (WM) and heat-affected zone (HAZ) coarsen, resulting in the deterioration of impact toughness. This study focuses mainly on the effects of fine TiN precipitates dispersed in steel plates and B addition in welding materials on grain refinement of the HAZ microstructure under submerged arc welding (SAW) with a high heat input of 200 kJ/cm. The study reveals that, different from that in conventional steel, the ${\gamma}$ grain coarsening is notably retarded in the coarse grain HAZ (CGHAZ) of a newly developed steel with TiN precipitates below 70 nm in size even under the high heat input welding, and the refinement of HAZ microstructure is confirmed to have improved impact toughness. Furthermore, energy dispersive spectroscopy (EDS) and secondary-ion mass spectrometry (SIMS) analyses demonstrate that B is was identified at the interface of TiN in CGHAZ. It is likely that B atoms in the WM are diffused to CGHAZ and are segregated at the outer part of undissolved TiN, which contributes partly to a further grain refinement, and consequently, improved mechanical properties are achieved.

전기아연 도금 TRIP강판의 저항 점용접 시 연속타점 수명에 미치는 단상 AC와 인버터 DC의 비교 연구 (A Comparative Study of Single-Phase AC and Inverter DC on Electrode Life for Resistance Spot Welded Electrogalvanized Steel Sheets)

  • 손종우;박영도;강문진;김동철
    • 대한금속재료학회지
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    • 제47권12호
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    • pp.834-841
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    • 2009
  • A study on the welding of electrogalvanized TRIP (Transformation-Induced Plasticity) steels was done to compare the life of the electrode and the alloying phenomena on the electrode tip surface using singlephase AC and inverter-DC resistance welding processes. A longer life of the electrode (>200 welds) was achieved using the inverter-DC welding process. The tensile shear strength was higher in the electrode life test when welded with the inverter DC welding machine it maintained a higher value even when the welding nugget diameter was smaller than specified. When spot-welding was conducted using the single-phase AC welding process, a higher wear rate of the electrode was observed compared to that with the inverter-DC process. An alloying layer used to determine the rate of electrode growth showed differences in the metallurgical features of the surface alloying and Zn penetration depending on whether the single-phase AC process or the inverter-DC welding process was used. Moreover, changes in the dynamic resistance during the electrode life test were correlated with the electrode wear (or growth) rate.

Performance control analysis of concrete-filled steel tube sepa-rated spherical joint wind power tower

  • Yang Wen;Guangmao Xu;Xiazhi Wu;Zhaojian Li
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제87권2호
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    • pp.137-149
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    • 2023
  • In this study, to explore the working performance of the CFST split spherical node wind power tower, two groups of CFST split spherical joint plane towers with different web wall thicknesses and a set of space systems were analyzed. The tower was subjected to a low-cycle repeated load test, and the hysteresis and skeleton curves were analyzed. ABAQUS finite element simulation was used for verification and comparison, and on this basis parameter expansion analysis was carried out. The results show that the failure mode of the wind power tower was divided into weld tear damage between belly bar, high strength bolt thread damage and belly rod flexion damage. In addition, increasing the wall thickness of the web member could render the hysteresis curve fuller. Finally, the bearing capacity of the separated spherical node wind power tower was high, but its plastic deformation ability was poor. The ultimate bearing capacity and ductility coefficient of the simulated specimens are positively correlated with web diameter ratio and web column stiffness ratio. When the diameter ratio of the web member was greater than 0.13, or the stiffness ratio γ of the web member to the column was greater than 0.022, the increase of the ultimate bearing capacity and ductility coefficient decreased significantly. In order to maximize the overall mechanical performance of the tower and improve its economy, it was suggested that the diameter ratio of the ventral rod be 0.11-0.13, while the stiffness ratio γ should be 0.02-0.022.

건답직파에서 파종심도와 관개조건에 따른 벼 품종들의 출아특성 (Seedling Emergence of Dry -seeded Rice under Different Sowing Depths and Irrigation Regimes)

  • 이변우;명을재
    • 한국작물학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.59-68
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    • 1995
  • 건답직파에서 파종심과 파종후 관개에 의하여 경도를 달리한 조건에서 벼 품종들의 출아와 유아 신장 특성을 비교검토하였다. 우리 나라의 재래도, 샤레벼 및 통일계와 일반계 육성품종, 미국, 이태리, 인도 품종 등을 포함한 46개 품종을 공시하였으며, 파종심은 1, 3, 5cm로 하였고, 파종후 계속 관개를 하지 않은 처리와 파종후 14일에 고랑에 관개를 한 처리를 두었다. 실험은 사양토의 야외 포장에서 실시하였으며 파종 다음날에 B9.2mm의 소나기성 강우가 있었고 그 후는 맑은 날이 지속되었다. 실험기간 30일간의 평균지온은 16. 5C 내외였다. 1. 파종후 토양의 경도는 직선적으로 증가하여 파종후 14일에는 2. 5kg/$cm^2$에 달하였으며 무관개구는 이후 계속 증가하여 4kg/$cm^2$에 이르렀고, 관개구는 관계후 0kg/$cm^2$가까이 까지 낮아졌다가 다시 증가하여 파종후 28일 경에는 2.5kg /$cm^2$에 달하였다. 2. 파종심도에 관계없이 출아율은 관개구가 무관개구보다 높았다. 1cm 파종심에서 품종간 출아율의 차이는 관개구에서는 크지 않았으나 무관개구에서는 차이가 컸다. 우리 나라 육성 품종들은 모두 무관개구에서 출아율이 현저히 낮았는데 이는 출아 속도가 느려 토양의 경화가 상당히 진전된 후에 출아하였기 때문이었다. 3cm와 5cm 파종심에서 출아율은 관개구와 무관개구 사이에 고도로 유의한 상관이 있었는데, 우리 나라 육성품종들은 관개 및 무관개 조건에서 모두 낮은 편에 속하였으며 , Italicona-verneco, Chlnsura Boro, Weld Pally 등이 출아가 양호하였다. 3. 1cm 파종심의 무관개구에서 50%출아일수는 8일~30일의 큰 품종간 변이를 보였는데 Italiconaverneco, Chinsura Boro, Tebonet, 다 다조 등이 10일 내외로 가장 빨랐으며 우리 나라 품종들은 모두 20일 이상으로 출아 속도가 느렸다. 출아속도는 1cm 파종심의 무관개구, 3cm와 5cm 파종심의 관개 및 무관개구의 출아율과 고도로 유의한 부의 상관이 있었다. 4. 제2절간장을 제외한 중배축장, 초엽장, 제1절간장 및 불완전엽장은 파종심간에 고도로 유의한 부의 상관이 있어서 낮은 파종심에서 신장이 잘되는 것은 깊은 파종심에서도 신장이 잘되었다. 중배축장은 제1절간장 및 불완전엽장과는 고도로 유의한 상관이 있었으나 초엽장과는 상관이 없었으며, 불완전엽장과 초엽장간에는 높은 상관이 있었다. 5. 3cm 파종심에서 초엽이 지면을 뚫고 추출한 품종은 Italiconaverneco, Chinsura Boro, Weld Pally 뿐이었고, 5cm 파종심에서는 초엽이 지면을 뚫고 출아하는 품종은 없었으며 Chlnsura Boro가 지면하 0.5cm까지 신장하였을 뿐이었다. 3cm 파종에서 불완전엽이 지면을 뚫고 나오는 품종은 우리 나라의 샤레벼들, 다다조, 미국의 건답직파재배 품종 등이었으며 우리 나라 육성종들은 모두 지중에서 신장이 멈추어 제1본엽이 지중에서 추출하였으며, Scm파종심에서 불완전엽이 지면을 뚫고 나오는 품종은 Chinsura Boro뿐이었고 Nato, Labelle, Weld Pally, Italliconaverneco 등도 지면 가까이 까지 신장하였다. 6. 50% 출아일수는 제2절간장을 제외 한 모든 유아 형질의 신장도와 유의한 부의 상관을 보였는데 가장 높은 상관을 보인 것은 중배축장+제1절간장+불완전옆장이었으며, 다음이 불완전엽장이 었다. 7. 출아율은 중배축장+제1절간장+불완전엽장, 중배축장+초엽 장과 모든 파종심에서 높은 정의 상관을 보여 제1본엽의 추출 위치가 높을수록 출아에 유리하였다, 유아 형질별로 보면 3cm와 5cm 파종심 의 관개구에서는 불완전엽장과의 상관이 가장 높고, 다음이 초엽장, 중배축장의 순으로 높았으나 무관개구에서는 중배축장과의 상관이 가장 높고 다음이 제1절간장, 불완전엽장의 순으로 상관이 높았고 초엽장은 상관이 낮아 토양에 토막이 생기거나 경화되는 조건에서는 중배축과 제1절간이 잘 신장하는 품종이 추출력이 높아 출아에 유리한 것으로 판단되었다.

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철도차량 적용을 위한 Al alloy(A6005)-Mg alloy(AZ61) 이종소재 마찰교반용접 특성 연구 (Characteristics of Dissimilar Materials Al alloy(A6005)-Mg alloy(AZ61) Under Friction Stir Welding for Railway Vehicle)

  • 이우근;김정석;선승주;임재용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.706-713
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    • 2016
  • 본 연구에서는 이종소재 A6005-AZ61 접합을 위하여 마찰교반용접의 툴 삽입 위치와 모재의 냉각 유 무에 따라 용접부 특성을 분석하였다. 다른 용접 조건들인 툴 회전속도와 이송속도는 500rpm-30mm/min으로 고정하고 Advancing side에 알루미늄 합금(A6005), Retreating side에 마그네슘 합금(AZ61)을 배치하여 용접을 진행하였다. 용접은 여섯 가지 케이스를 진행하였다. 용접부 특성을 관찰하기 위하여 인장 시험을 진행하고, 광학현미경을 사용하여 용접부의 미세조직을 관찰하였다. 인장시험 결과 마그네슘 합금 방향으로 툴을 1mm 이동시키고 모재에 냉각을 시킨 조건에서 강도가 가장 높게 나타났다. 동일한 용접 조건에서 냉각을 한 경우에 냉각을 하지 않은 것 보다 강도가 약 2배 높게 측정되었다. 툴의 위치는 용접부 중심에서 알루미늄 합금 방향으로 1.7mm, 마그네슘 합금 방향으로 1.7mm 이동시켜 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 과도한 편심을 적용한 용접 조건에서는 교반이 잘 이루어지지 않아 용접부의 건전성이 가장 좋지 않았다. 본 연구를 통해 A6005-AZ61 이종 마찰교반용접시 용접속도와 툴 회전속도만큼 모재의 온도 조절과 툴 삽입위치가 중요한 용접변수임을 확인 하였다.

부분용입용접 내진기둥 이음부의 강도평가 (Experimental Evaluation of Seismic Column Splice with Partial Joint Penetration Welds)

  • 이철호;김재훈;김정재;오상훈
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.817-827
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    • 2008
  • 본 연구에서는 기존 SM490강재와 국내에서 최근 개발된 내진용강재(SHN490, SN490)로 이루어진 특수모멘트골조의 기둥이음부를 부분용입용접으로 설계하여 내진성능평가를 위한 실물대 실험을 실시하였다. 부분용입용접에 의한 기둥이음부는 용접비용 및 공기의 절감에서 매력적 인 방안이다. 그러나 과거에 외국에서 수행된 몇몇 실험결과에 의하면 부분용입용접에 의한 후판기둥의 이음부는 인장응력에 대해 취성파단하는 거동을 보였다. 이런 이유로 인해 최근의 내진설계기준에서는 특수모멘트골조의 부분용입용접 기둥이음부의 강도는 예상 기둥소성모멘트 이상의 강도를 요구한다. 이를 반영하여 시험체의 부분용입용접 이음부의 설계강도는 AISC-LRFD의 기준식을 적용하여 기둥의 예상 소성모멘트 이상이 되도록 설계 및 제작하고 3등분점 하중으로 단조가력하였다. 압연형강 시험체 2개 및 조립형강 시험체 2개(총 4개 시험체)의 이음부 모두에서 기둥의 실제 소성모멘트 이상의 강도를 발휘하였다. 즉 AISC-LRFD의 부분용입용접 설계강도식의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 다만 SM490 압연형강 시험체는 기둥의 소성모멘트를 발휘한 후 이음부에서 급격한 취성파단이 발생하였다. 이는 용접결함과 플랜지의 강도미달에 따른 복합적 원인에 의한 것으로 추정된다. 특히 SM490 강재의 경우는 항복강도와 인장강도가 규정치에 미달하는 등 성능편차가 큰 것으로 나타났다. 제한적 실험결과이긴 하지만 소재물성 및 이음부 거동의 측면 모두에서 내진용 신강재가 기존강재에 비해 전체적으로 우수함을 보여준 결과라 할 수 있다.

마찰교반용접 툴 변화에 따른 마그네슘 합금 압출 판재 마찰교반용접부 기계적 물성 평가 (Evaluation of Mechanical Properties of Extruded Magnesium Alloy Joints by Friction Stir Welding : Effect of Welding Tool Geometry)

  • 선승주;김정석;이우근;임재용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권10호
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    • pp.280-288
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 마찰교반용접을 마그네슘 합금에 응용하기에 앞서 형상이 다른 두 종류의 용접 툴을 마찰교반용접 시험에 적용 및 비교하여 마그네슘 합금 마찰교반용접에 더 적합한 용접 툴을 제안하였다. 용접 툴의 효과를 알아보기 위해서 용접조건 변수 중 이송속도는 200mm/min으로 고정하였고 회전속도를 400, 600, 800rpm으로 변화시키면서 용접부의 거동과 용접 툴 변화에 따른 효과를 평가 및 관찰하였다. 기계적 물성 평가를 위해 인장시험과 경도시험을 수행하였으며, 용접부 내 거동 및 결함의 유무를 확인하기 위하여 용접부에 수직인 방향의 횡단면을 광학현미경을 통해 관찰하였다. 용접 툴에 관계없이 회전속도가 400rpm일 때 결함이 관찰되었으며, 회전속도가 증가할수록 결함이 감소하는 경향을 보였다. 최종적으로 회전속도 800rpm에서 결함이 없는 용접부를 얻었다. 용접 툴 변화에 따른 기계적 물성 평가 결과 C type 용접 툴을 적용한 경우 보다 우수한 결과가 나타났다. 기계적 물성이 가장 우수한 용접조건은 회전속도 800rpm, 이송속도 200mm/min 이었고, 이때 용접부의 인장강도, 항복강도 그리고 연신율은 모재 대비 90.0%, 69.1%, 83.2% 수준으로 각각 나타났다.