• 한국산학기술학회논문지
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• 제1권2호
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• pp.1-8
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• 2000

본 연구에서는 상용 순수 티타늄 소재를 사용하여 안경테를 레이저 빔 용접으로 제조하기 위하여 광섬유로 전송되는 가변 펄스곡 80 ㎲-10 ms. 최대 평균출력 200 W, 첨두출력 12 kW와 최대 펄스에너지 50J성능의 초정밀 Nd:YAG 레이저 용접장치를 설계 제작하고 이 장치를 사용하여 안경테 제조를 위한 최적 용접조건을 선정하기 위한 실험을 수행하였다. 안경테를 위한 T이음 및 맞대기 이음형상을 용접할 때 평균출력, 광섬유 형태, 초점위치 등에서 용입상태와 용접결함을 조사하여 최적 용접조건을 선정하였고 안경테 부품 장석(temple hinge)과 다리, 톱바를 레이저 용접으로 시제품을 제작하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제35권2호
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• pp.58-62
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• 2017

A319 aluminum alloy containing 6.5% Si and 3.5% Cu as major alloying elements has been widely used in machinery parts because of its excellent castability and crack resistance. However it needs more wear resistance to extend its usage to the severe wear environments. It has been known that hyper-eutectic Al-Si alloy having more than 12.6% Si contains pro-eutectic Si particles, which give better wear resistance and lubrication characteristics than hypo-eutectic Al-Si alloy like A319 alloy. In this study, it was tried to clad hyper-eutectic Al-Si alloy on the surface of A319 alloy. In the experiments, Al-36%Si alloy powder was mixed with organic binder to make a fluidic paste. The paste was screen-printed on the A319 alloy surface, melted by pulsed Nd:YAG laser and alloyed with the A319 base alloy. As experimental parameters, the average laser power was changed to 111 W, 202 W and 280 W. With increasing the average laser power, the melting depth was changed to $142{\mu}m$, $205{\mu}m$ and $245{\mu}m$, and the dilution rate to 67.2 %, 72.4 % and 75.7 %, and the Si content in the cladding layer to 16.2 %, 14.6 % and 13.7 %, respectively. The cross-section of the cladding layer showed very fine eutectic microstructure even though it was hyper-eutectic Al-Si alloy. This seems to be due to the rapid solidification of the melted spot by single laser pulse. The average hardness for the three cladding layers was HV175, which was much higher than HV96 of A319 base alloy. From the block-on-roll wear tests, A319 alloy had a wear loss of 5.8 mg, but the three cladding layers had an average wear loss of 3.5 mg, which meant that an increase of 40 % in wear resistance was obtained by laser cladding.

• 열처리공학회지
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• 제14권3호
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• pp.145-150
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• 2001

The effect of laser welding and surface treatment, developed as a method of repairing steam generator tubes, on the pitting corrosion resistance of alloy 690 was examined. The surfaces of some heat-treated Alloy 690 materials were melt-treated using the Nd-YAG laser beam, and then examined to characterize the microstructures. The resistance to pitting corrosion was evaluated by measuring of Ep(pitting potential) through the electrochemical tests and also by measuring the degree of pit generation through the immersion tests. The pit formation characteristics were investigated by observing microstructural changes and pit morphologies. The results show that the resistance to pitting corrosion increases in the order of the following list; solution annealed Alloy 690, thermally treated Alloy 690, and laser surface melt-treated Alloy 690. The melted region was found to have a cellular structure and fine precipitates. It was confirmed that the resistance of Alloy 690 to pit initiation and also to pit propagation was higher when it was laser treated than treated otherwise.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
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• pp.148-150
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• 2006

In this paper, the applicability of an UET(ultrasound excited thermography) for a defect detection of the welded receptacle is described. An UET(ultrasound excited thermography) is a defect-selective and fast imaging tool for damage detection. A high power ultrasound-excited vibration energy with pulse durations of 280ms is injected into the outer surface of the welded receptacle made of Al material. An ultrasound vibration energy sent into the welded receptacle propagate inside the sample until they are converted into the heat in the vicinity of the defect. The injection of the ultrasound excited vibration energy results in heat generation so that the defect is turned into a local thermal wave transmitter. Its local heat emission is monitored by the thermal infrared camera. And they are processed by the image recording system. Measurement was performed on aluminum receptacle welded by using Nd:YAG laser. The observed thermal image revealed two area of defects along the welded seam.

• 소성∙가공
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• 제20권2호
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• pp.160-166
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• 2011

Weight reduction while maintaining functional requirements is one of the major goals in the automotive industry. The use of lightweight magnesium alloys offers great potential for reducing weight because of the low density of these alloys. However, the formability and the surface quality of the final magnesium alloy product for auto-body structures are not acceptable without a careful optimization of the design parameters. In order to overcome some of the main formability limitations in the stamping of magnesium alloys, a new approach, the so-called "hybrid technology", has been recently proposed for body-in-white structural components. Within this approach, necessary level of mechanical joining can be obtained through the use of lightweight material-steel adhesion promoters. This paper presents the development process of an automotive hybrid hood assembly using magnesium alloy sheets. In the first set of material pairs, the selected materials are magnesium alloy AZ31B alloy and steel(SGCEN) as inner and outer panels, respectively. In order to optimize the design of the inner panel, the stamping process was analyzed with the finite element method (FEM). Laser welding by CW Nd:YAG were used to join the magnesium alloy sheets. Based on the simulation results and mechanical test results of the joints, the determination of die design variables and their influence on formability were discussed. Furthermore, a prototype based on the proposed design was manufactured and the static stiffness test was carried out. The results demonstrate the feasibility of the proposed hybrid hood with a weight reduction of 25.7%.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.346-351
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• 2018

금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion)방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 $30{\mu}m$ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 $28.7{\mu}m$, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 $85.3{\mu}m$로 측정되었다.

• KIEE International Transactions on Electrophysics and Applications
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• 제4C권2호
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• pp.55-59
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• 2004

Throughout manufacturing processes, pulse shaping is required for material processing and it is regarded as an important (actor according to the specific characteristics of materials. Therefore, this study suggests a highly appropriate pulse shaping technique using a multi-switching method. This is a pulse superposition method in which one flash lamp can consecutively turn on by the double switching of the discharging system. It is possible to construct a variety of pulse shapes and pulse widths by the consecutive trigger of the silicon-controlled rectifiers (SCR) of a PIC (program integrated circuit) one-chip microprocessor. The use of this technique can provide a number of advantages to people who require suitable pulse shaping for particular applications such as welding, cutting, and drilling.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권8호
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• pp.102-108
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• 1998

본 논문에서는 Nd-YAG 레이저 용접 프로세스를 이용하여 두께가 다른 STS304스테인레스 박강판을 대상으로한 점용접에 관한 연구로서, 레이저 용접은 미소부위에 효율적인 접합가공이 가능한 공정으로 비접촉식 가열원을 이용하기 때문에 접합공정 중 기계적 변형이 없고, 레이저 빔을 국부가열원으로 하여 매우 좁은 부분에 제한적으로 열을 가할 수 있어서 강한 금속적 결합이 요구되는 소형부품의 접합에 이용될 수 있다. 뿐만 아니라 공정 변수들을 변화시켜 실제 접합부에 들어 가는 입열량을 쉽게 제어할 수 있다는 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 1mm이하의 스테인레스 박판에 대한 레이저 점용접을 FDM과 신경회로망을 이용하여 해석하고 용접부의 너겟 크기, 용접부 깊이 등의 형상을 예측하였다. 또한 레이저 점용접에 있어서의 주요 변수인 펄스 에너지, 펄스 타임, 박판의 두께, 두 판사이의 간극크기 등득 변화시켜 실험하고 수치해석을 검증하기 위하여 여러 가지 강에 대한 레이저 점용접 실험을 수행하였다. 또한 수치해석 시뮬레이션을 위하여 윈도우 프로그래밍을 개발하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.319-324
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• 2012

이산화탄소에 대한 규제가 강화되면서 환경 보호를 위하여 차량의 경량화를 요구하고 있다. 이를 위하여 다른 재질, 두께 및 강도를 갖는 소재를 맞춤 블랭크로 제조하여 활용하는 TWB 기술과 오스테나이트 변태온도 이상으로 승온, 스탬핑 ��칭하는 핫스탬핑용 보론강을 이용한 열간 성형 기술을 접목함으로써 경량화 및 고안전성을 확보할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 레이저 용접된 보론 강판의 열처리 온도를 달리하여 다이��칭 조건에 따른 기계적 특성을 조사하였다. 레이저 용접한 보론 강판을 다이 ��칭한 후 인장 시험한 결과, 최대인장강도 1454 MPa, 연신율은 6 %로 나타났으며, 이것은 용접하지 않은 모재 열처리재 인장강도, 1522 MPa의 95.5 %이다. 이 값은 핫스탬핑용 보론강 용접재의 실용적인 데이터로 활용될 수 있을 것이다.