용접공정의 장래성과 그 자동화의 잠재력

나석주 대한기계학회 1998 기계저널 Vol.38 No.2

강의 마찰용접에 미치는 탄소당량의 영향

나석주,양영수 대한용접접합학회 1986 대한용접·접합학회지 Vol.4 No.3

In this study, the influence of carbon equivalents on friction welds of dissimilar steels was investigated. Four types of carbon steels with 10mm diameter were welded to a high-speed tool steel SKH 9. Main experimental results could be summarized as follows (1) Under constant friction pressure, the friction time increased almost linearly with the increasing burn-off length, while the forge length decreased almost linearly. (2) The maximum hardness in carbon steels increased almost linearly with the increasing carbon equivalent, but was much lower than that in the high speed steel. (3) After quenching and tempering of dissimilar steel friction welds, the hardness in carbon steel weldments became similar as that in the base metal, while the hardness in SKH 9 weld was still higher that of the base metal. (4) Relative movement in the friction phae occurred not at the interface of the weldments, but in the high speed steed steel near the interface. (5) For considered material combinations and welding parameters, most of fractures in tension and twisting tests occurred in the base metal. And welds with so high strength could produced in a wide range of welding parameters.

이성재료의 마찰용접시 발생하는 온도 분포에 대한 연구

나석주 대한기계학회 1983 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.- No.-

용접현상분석을 위한 신호 처리 알고리즘

나석주,문형순 대한용접접합학회 1996 대한용접·접합학회지 Vol.14 No.4

용접공정 해석을 위한 접근방법중에서 우선적으로 결정해야할 사항으로는 비선형적인 요소와 복잡한 물리현상들을 실제적으로 해석하기위한 측정변수의 선정과 이러한 변수를 사용하여 물리적인 현상을 적절히 표현할 수 있는 알고리즘의 개발 등 을 들 수 있다. 최근까지의 연구결과를 바탕으로 해서 측정변수들의 예를 들면 용접 전류(welding current), 아크전압(arc voltage), 음향신호(acoustic signal), 아크 광(arc light) 그리고 온도(temperature)등이 있다. 용접공정을 분석하기 위한 알고 리즘으로는 확률론적 접근(statistical approach), 다양한 실험치를 이용한 인공지능 적 접근(artificial intelligence approach) 그리고 경험치를 바탕으로 인덱스(index) 을 선정하여 이를 직접 사용하는 방법 및 인공지능과 결합된 형태를 이용하는 방법등 이 있다. 또한 용접공정의 특성을 분석하기 위해서는 크게 금속이행모드(metal transfer mode), 아크의 안정성(arc stability) 그리고 용접품질(weld quality) 등을 판별할 수 있는 알고리즘의 개발이 필수적이라 할 수 있다. 본 논문에서는 용접공정 분석과 관련된 최근까지의 연구동향 및 용접신호의 특성을 좀더 심도있게 분석하기 위해 구축해야 할 필수 요건 등을 소개하고자 하며 이를 사용자가 손쉽게 이용할 수 있는 사용자 인터페이스 프로그램을 개괄적으로 설명하고자 한다.

나의 연구, 나의 행복

나석주 대한용접·접합학회 2017 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2017 No.11

SM 45C강의 레이저 표면경화처리에 관한 연구

나석주,김성도,이건이,김태균 대한기계학회 1987 대한기계학회논문집 Vol.11 No.1

본 논문에서는 1 KW CW CO$_{2}$레이저 발생자장치를 사용하여 표면경화 처리 를 행할때 공정과 관련된 변수들이 용접부 및 표면경화층에 미치는 영향들을 이론과 실험을 통해서 규명하고, 이 결과들을 실제공정에 사용할 수 있는 기초자료로서 제시 하고자 한다. 이를 위해서 해석에 사용될 수 있는 유한요소법(Finite Element Meth- od)에 근거한 2차원 열유동 해석용 프로그램 및 데이타 처리 프로그램을 개발하고, 중 탄소강에 레이저 표면처리를 수행하여 실험 및 이론해석의 결과를 비교 검토하였다. 비교 검토하여 그 설정기준을 고찰하였다. High power lasers provide a controllable and precise energy source in surface transformation hardening. A careful control of the process is needed in order that the surface layer of the material reaches the austenizing temperature, but that it does not melt. In order to achieve this the results of theoretical and experimental studies on the laser surface hardening of a medium carbon steel are described. A two-dimensional computer program, which can be used generally for the determination of transient temperature distributions in welding and heat treatment, was established on the basis of the finite element method. For the confirmation of the accuracy of the numerical analysis, a medium carbon steel (SM 45C) of 5mm thickness was heat-treated with a 1kW CW CO$_{2}$ laser machine, while the traverse speed and the distance from the focal point (defocused distance) were varied. Experimental and numerical results showed a similar tendency in correlations between the hardened zone shape and the process parameters. With increasing beam spot diameter the width and depth of the hardened zone increased for relatively small beam spot diameters, but decreased rapidly after reaching the maximum value, while with increasing traverse speed the width and depth of the hardened zone decreased monotonously. Too small beam spot diameters are to be avoided, since the surface melting would lower the surface hardness and produce an uneven surface which may be unacceptable because of the possible requirement for subsequent machining. It could be observed that for a given traverse speed and laser power input there exists a optimal range of the beam spot diameter, which produce a large width of the hardened zone but no melting on the surface.

강 의 마찰용접 에 미치는 탄소당량 의 영향 - 동종강 에 대하여

나석주,김성도 대한용접접합학회 1985 대한용접·접합학회지 Vol.3 No.2

In this study, the influence of carbon equivalents on friction welds of similar steels was investigated. Four types of steels with 15mm diameter tested in the wide range of carbon equivalents from 0.3 to 1.1 Main experimental results are summarized as follows : (1) Under the constant burn-off length, the friction time becomes longer with the increasing carbon equivalent, but the upset length shows no consistent tendencies. (2) Due to the recrystallization in the contact area, the maximum hardness occurs some away from the contact surface. And it increases almost linearly with the increasing carbon equivalent. (3) Even a steel with 1.1 C.E. can be friction welded to make defect-free welds. (4) With the increasing carbon equivalent, the bend angle and charpy impact value decrease very rapidly in the range from 0.3 C. E., but remain nearly unchanged for C. E. higher than 0.6. (5) Heat treatment of the base metals before welding has very little influence on the mechanical properties of welds. On the other hand, normalizing of the welds improves the bend angle and charpy impact value, but its effect becomes almost negligible, when the carbon equivalents are higher than 0.6.

상수도강관 파이프 용접공정의 자동화

나석주 대한용접접합학회 1991 대한용접·접합학회지 Vol.9 No.3

근래에 들어 국민들의 소득이 높아지고 생활수준이 향상됨에 따라 어려운 일은 하지 않으려고 하는 풍조가 사회전반에 걸쳐 만연되고 있다. 용접공정은 우리사회에서 가장 어렵고, 고된 일종의 하나로 인식되어 있고, 그 중에서도 특히 수도용 대형 강관의 용접시공은 열악한 작업현장 환 경과 전자세 용접등의 어려움 때문에 매우 높은 임금을 제시해도 용접공들사이에서 기피되는 대표적 사례이다. 따라서 앞으로의 원활한 상수도 공급을 위해서 긴급하게 요구되는 대형강관의 설치를 위해서는 용접공정의 자동화가 절실히 요구되는 실정이다. 이와 같은 문제의 해결을 위한 연구의 일환으로 선진국의 수도용 대형 강관 용접시공 방법 및 자동화의 현황을 파악하고, 우리나라의 용접시공 현황과 비교, 검토하여 현실에 적합한 수도용 강관의 용접시공 방법 및 자동화기법을 도출하기 위해서 미국, 이태리, 일본의 관계되는 회사들을 방문하였다. 이와 같은 해외방문목적을 요약하면 아래와 같다. 1) 선진국 대형 강관 용접시공의 현황파악 2) 수도용 대형 강관 용접시공자동화의 가능성 조사. 3) 대형 강관 용접시공 자동화를 위해서 필요한 장치들의 성능조사.

異性材料 마찰용접부의 기계적 성질검사

나석주 대한기계학회 1984 대한기계학회논문집 Vol.8 No.1

Increase of the requirements on quality of welded structures necessitates the improvement of known inspection methods and the introduction of progressive new techniques. Non-destructive methods are the most advanced, but there are considerable difficulties in using the methods of radiography with electromagnetic rays and ultrasonic testing in the inspection of dissimilar metal friction welds, because their physical and mechanical properties are changed very rapidly at the interface. The values of simple mechanical test for dissimilar metal friction welds have always been dubious, as the strength of the bond is often greater than that of the softer materials being jointed. Thus, in this paper some conventional mechanical testing methods are examined in an attempt to determine a technique for dissimilar metal friction welds, which will give a reliable quantitative indication of the weld quality. From the considered static and dynamic testing methods the impact bending test on unnotched and notched specimens are the most sensitive to find out the small joining defects in the interface.

알루미늄 합금의 저항 점 용접시 용접너깃의 형성에 대한 연구

나석주,오세진 대한기계학회 1986 대한기계학회논문집 Vol.10 No.5

In this study, the resistance spot welding process of an aluminum alloy was analyzed through the numerical simulation including the electric contact resistance and the heat generation in the electrode. The finite element model was used to solve the electro-thermal responses in weld cycles. The resistance of the contact area was represented as the contact element modeling, but the thermal resistance between the contact surfaces was neglected. Welding tests of Alclad 2024-T3 aluminum alloy were made not only to get the input data for the numerical simulation, but also to compare the numerical results. The contact resistance was determined initially by the contact resistance tests and assumed to decay exponentially up to the solidus temperature. The temperature distributions and dynamic resistance obtained numerically were in good agreement with the experimental results. Numerical results revealed that nugget growth depends mainly on the heat generated in the workpiece and its contact area. The heat generated in the electrode has, however, only a little effect on the nugget growth, and the heat generation in the electrode-workpiece interface is initially high but decrease repidly.