• Title/Summary/Keyword: 용접속도

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Weldability with Process Parameters During Fiber Laser Welding of a Titanium Plate (II) - The Effect of Control of Heat Input on Weldability - (티타늄 판재의 파이버 레이저 용접시 공정변수에 따른 용접특성 (II) - 입열량 제어에 따른 영향 -)

  • Kim, Jong Do;Kim, Ji Sung
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.12
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    • pp.1055-1060
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    • 2016
  • Laser welding is a high-density energy welding method. Hence, deep penetration and high welding speed can be realized with lower heat input as compared with conventional welding. The heat input of a CW laser welding is determined by laser power and welding speed. In this study, bead and lap welding of $0.5mm^t$ pure titanium was performed using a fiber laser. Its weldability with laser power and welding speed was evaluated. Penetration, bead width, joining length, and bead shape were investigated, and the mechanical properties were examined through tensile-shear strength tests. Welds with sound joining length were obtained when the laser power and welding speed were respectively 0.5 kW and 2.5 m/min, and 1.5 kW and 6 m/min, and the weld obtained at low output presented better ductility than that obtained at high output.

Aluminum 1060의 저출력 전자빔 용접부 bead 특성

  • 이돈배;우윤명;김기환;김창규
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • pp.262-266
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    • 1998
  • 하나로 핵연료의 피복관과 봉단마개 재료로 사용되는 Aluminum 1060의 전자빔 용접부의 비드 특성을 조사하기 위하여 bead-on-plate 용접을 하였다. 비드의 단면을 절단하여 가속전압, 빔 전류, 용접속도에 따른 비드의 폭과 용입 깊이의 변화를 측정하고 용접부에 발생한 용접결함을 관찰하였다. 실험결과 가속전압과 범 전류의 증가에 따라 용입 깊이는 직선 비례적으로 계속 증가하였지만 비드폭은 그 증가율이 감소하는 경향이었다. 용접속도의 증가에 따라서 비드 폭과 용입깊이는 감소하는 경향을 보였다. 또한 범 출력이 높은 용접부의 root부에 다수의 porosity 가 발생하는 것을 관찰 할 수 있었으며 핵연료 봉단 마개의 porosity와는 다른 것을 확인하였다.

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Measurements and Applications of Arc Welding Paramenters (아크 용접변수의 계측과 활용)

  • 최병길;정기철
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.14 no.4
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    • pp.16-23
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    • 1996
  • 용접변수는 재현성을 보장하기 위하여 명시되어져야 할 모든 변수라고 정의 되어질 수 있다. 이러한 용접변수는 이음 설계, 용접부 청소, 홈가공, 예열, 후열처 리, 용접법 변수(예, 용접속도, 전압, 잔류) 등이다. 이러한 용접 변수는 용접절차서 (welding procedure apecification)에 그 내용과 측정값을 기술하도록 되어 있다. 본고에서는 좁은 의미에서 용접변수인 용접전류, 전압, 용접속도, 용접부의 온도 측정 방법을 설명하고 그 활용방법에 대하여 기술하고자 한다. 이러한 용접변수는 컴퓨터 에 접속하여 측정이 이루어 지도록 하여 측정자료의 평가, 기록 및 공정제어에 이용 될 수 있다.

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Effects of Shielding Gas Composition on the Properties of Ferritic Stainless Steel GTA weld (페라이트계 스테인리스강 용접부 특성에 미치는 보호가스 조성의 영향)

  • Lee, Won-Bae;Ryu, Han-Jin;Kim, Ho-Soo
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.20-20
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    • 2010
  • GTA (Gas Tungsten Arc)용접은 불활성 분위기에서 용접이 이루어지기 때문에 타 아크용접법에 비해 용접부 품질이 우수하여 고품질이 요구되는 산업분야에 널리 이용되고 있다. 하지만 스테인리스강으로 pipe를 제조하기 위해 GTA 용접을 적용할 경우, Laser 및 고주파 용접 (HFIW)에 비해 용접부 품질 및 용접속도가 낮기 때문에 pipe를 제조하는 산업에서 적용에 제한을 받고 있다. 하지만, GTA는 laser 혹은 HFIW에 비해 가격이 1/10수준으로 낮고, 용접부 gap tolerance 및 용접면 관리범위가 넓은 장점이 있기 때문에 GTA의 용접속도 및 용접품질을 향상시키기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 일반적으로 스테인리스강 GTA용접 시 용접속도를 향상시키기 위해, 모재의 성분 제어 (합금성분 최적화-Al, S, Se, O등), Flux 도포 기술 (산화물을 용접전에 도포하여 용접속도 향상) 및 혼합보호가스 적용 등이 있다. 스테인리스강 용접 시 보호가스로는 용접부 품질을 확보하기 위해 Ar을 주로 사용하고 있다. 하지만 용입 특성을 향상시키기 위해 아크의 온도를 높일 수 있는 He, 혹은 $H_2$ gas를 단독 혹은 혼합하여 사용하고 있다. 오스테나이트계 스테인리스의 경우 용입특성을 향상시키기 위해 Ar에 $H_2$를 2~10%정도 혼합하여 사용하고 있다. 페라이트계 스테인리스강은 수소에 대한 고용도가 상대적으로 작아 용접부 수소 취화를 일으킬 수 있기 때문에 적용에 제한을 받고 있어 그 대안으로 산소를 극히 소량을 혼합하여 용입성 향상에 대한 연구가 보고 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 페라이트계 스테인리스강의 용입특성을 향상시킬 목적으로 Ar에 산소를 미량 첨가 (1%미만) 하여 용접전류 및 산소 함량에 따른 용입특성의 변화에 대해 연구하였다. 또한 기계적인 물성 및 부식특성을 평가하였고, 최종적으로 실용화 가능성을 파악하기 위해 용접전극의 수명 테스트를 실시하였다. 실시한 결과, 산소가 첨가량 증가 할수록 용입특성은 상승하였으며, 기계적인 물성 또한 산소를 첨가하지 않은 경우에 비해 거의 유사한 값을 얻을 수 있었다, 하지만 산소함량이 증가 할수록 전극의 수명은 감소하여 교체주기가 증가함을 알 수 있다. 본 연구를 통해 얻어진 기술을 상용화시키기에는 극복해야할 문제가 있지만, 소재 합금성분 설계 시 용접생산성 향상위한 산소성분 범위를 제시할 수 있으리라 판단된다.

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Study on The Characteristics of Steel Surface Plasma Induced by $CO_2$ Laser ($CO_2$ 레이저 철판 용접시 발생되는 플라즈마 특성에 관한 연구)

  • 남기중;우미혜;김주관;박기영;이성품
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.290-291
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    • 2002
  • 스틸 판재 4KW CO2 레이저 용접시 발생되는 플라즈마 특성 연구를 위하여 용접 품질에 중요한 요인이 되는 용접속도, 주입가스 양, 판재사이의 갭을 변화시키면서 실험을 하였다 발생된 분광학적 스펙트럼을 측정하였고 플라즈마광의 세기를 광파이버를 이용하여 측정하였다 플라즈마 패턴 특성을 알기 위하여 1000 frame/sec의 고속 디지털 카메라를 이용하여 플라즈마 영상을 측정하였다 그 결과, 용접속도가 빠를수록 상단에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 커졌으며, 주입가스의 양이 적을수록 플라즈마광의 세기가 강하게 측정되었다. 또한 판재 사이가 넓을수록 발생된 플라즈마가 판재 사이로 분출이 되면서 그 세기가 감소되는 현상을 보여주었다. 이러한 결과는 2차원 플라즈마 영상실험의 결과와 일치함을 보여주었다. 따라서 표면에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 레이저 용접시 중요한 요인이 되는 침투깊이를 추정하는데 중요한 정보가 되며 레이저 용접 품질에 대한 실시간 모니퍼링이 가능함을 확인하였다.

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[ $CO_2$ ] Laser Weldability and Formability of High Strength Steels for Tailored Blanks Applications (TWB용 고강도 박판 강재의 $CO_2$ 레이저 용접성 및 성형성)

  • Lee, Won-Beom;Park, Seong-Ho
    • Proceedings of the Korean Society for Technology of Plasticity Conference
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    • pp.365-372
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    • 2004
  • The laser welding and its analysis were carried out using high power 6kW $CO_2$ laser for high strength steels such as DP, TRIP and conventional high strength steels. Bead on plate welding of thin sheet was examined to investigate the effect of weld variables of laser welding, and to obtain optimum welding condition. In order to investigate the formability of welded high strength steels, LDH test was added on this work. At high welding speed, the partial penetration was obtained by low heat input. Meanwhile, porosity was formed in the bead at low weld speed because of extremely higher heat input. The optimum welding condition of welding was derived from bead width, penetration and hardness property. It was shown that the DP steels had lower porosity level and smooth bead shape, therefore better laser weldability than TRIP steels and conventional high strength steels. In addition, LDH test shows that the welded DP steels have about $90\%$ formability value of base metal, although TRIP steel and conventional high strength steels have about $80\%$ formability value of its base metal.

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Development of Process for High Deposited Metal Melting Efficiency in TIG Welding Using Filler Wire (필러와이어를 쓰는 TIG용접에서 용착금속의 높은 용융효율을 얻기 위한 공정개발)

  • Shin, Hee-Seop;Ham, Hyo-Sik;Seo, Ji-Seuk;Cho, Sang-Myoung
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.41-41
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    • 2010
  • 에어컨용 냉매 압축기, 냉장고용 냉매압축기 및 자동차 샷시 부품들은 주로 겹치기 필릿용접을 GMAW 으로 실시하고 있다. 그러나 용접 시 스패터 발생으로 인한 추가공수가 요구되며 작업환경 또한 열악한 실정이다. 따라서 저가의 고생산이면서 용접비드의 외관이 미려하고 스패터, 소음 그리고 Fume 이 발생되지 않는 청정한 TIG 용접이 있지만, 용접속도가 수십 cpm 이하로 제한되어 생산성이 낮다는 기술적 모순을 가지고 있다. TIG 용접에서 생산성을 증가시키기 위해 모재와 와이어를 고속 용융 시키려면 전류를 높여 입열량을 증가시켜야 하지만, 증가된 전류로 인하여 상승된 아크력이 험핑비드와 언더컷이 발생되는 물리적 모순을 가진다. 또한 필러와이어를 사용한 기존의 TIG 용접에서 필러 와이어는 주로 원형 단면 와이어를 사용하게 되는데 와이어의 직경이 증가함에 따라 비표면적은 감소하여 용융효율이 낮아지므로 $\Phi$1.2 이하의 필러와이어를 송급하여 용접하였다. 그러나 요구되는 용착량이 큰 경우 필러 와이어를 고속으로 송급하게 되는데 이 경우 필러 와이어 용융이 곤란하거나 송급상의 문제가 자주 생겨 용접속도를 고속으로 하기 곤란하였다. 따라서 필러와이어를 사용한 TIG 용접에서 용착금속의 용융효율을 높게 함으로서 전류를 크게 증가시키지 않으면서도 용접속도를 높일 수 있는 용접 공정개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 비표면적을 증가시켜 용착금속의 높은 용융효율을 얻을 수 있도록 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$3.2 일반와이어 및 를 이용하여 BOP TIG 용접에 비교 실험하였으며, 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$1.2 필러와이어를 이용하여 필릿용접부에 적용 실험하여 비교하였다. 그 결과 개발된 와이어의 경우 적절한 비드를 형성하였으나 3.2 일반와이어의 경우 과도한 볼록비드와 불용착부의 문제가 발생하였고, 필릿용접 비교실험에서는 각각 200cpm과 50cpm에서 적절한 비드가 형성되어 더 높은 용착금속 용융효율을 얻을 수 있었다.

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Evaluation of Mechanical Properties of AZ61 Magnesium Alloy Joints at various Welding Speeds (용접 속도에 따른 AZ61 마그네슘 합금 마찰교반용접부 기계적 특성 평가)

  • Sun, Seung-Ju;Kim, Jung-Seok;Lee, Woo-Geun;Lim, Jae-Yong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.5
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    • pp.278-284
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    • 2017
  • In this study, the heat input conditions suitable for the AZ61 magnesium alloy were derived by controlling the welding speed at a constant rotational speed. In addition, from an economic point of view, industry demands higher welding speeds. Therefore,the effects of the welding speed were studied. The rotational speed applied was 800rpm, and the welding speed was varied from 100 to 500mm/min to evaluate the behavior of the welded regions. Tensile and hardness tests were conducted to examine the mechanical properties. Optical microscopy was used to observe the microstructure and soundness of the welded regions. Defects were observed at the welded region when the welding speed was more than400mm/min. As the welding speed increased, the grain size of the stir zone decreased and the hardness tended to increase proportionally. When the rotational speed was 800 rpm and the welding speed was 200mm/min and 300mm/min, there wereno defects in the welded region and excellent mechanical properties were recorded. In addition, the joint efficiencies were 100.5% and 101.2%, respectively, and the ultimate tensile strength was similar to that of the base metal. Fracture of the tensile specimen occurred between the advancing side and stir zone, and the fracture location coincided with the region where the hardness decreased temporarily.