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제안 방법
- N?의보호가스와 유량 등의 변수를 조정하며 Nd:YAG 레이저를 이용하여 용접하였고, 각각의 보호가스및 그 유량이 소결체와 탄소강의 이종재료 용접시 용접성에 어떠한 영향을 미치며 이러한 결과가 접합강도와는 어떤 연관성이 있는지 살펴보았다.
- 소결체에서 분말의 소결은 실제 절삭을 수행하는 다이아몬드가 포함된 본드(bond) 층과, 금속 샹크(shank)와의 용접성을 좋게 하는 블랭크(blank) 층으로 구성되어 있으며, 이를 동시 소결하게 되는 구조를 갖는다. 따라서 본 실험에서는 2층의 구조를 갖는 직사각형의 소결체를 800 ℃ 에서 250kgf의 힘을 180초 동안 가해 제작하였다. 또한 샹크는 탄소함량이0.
- 보호가스는 He, Ar 및 N2 를 사용하였으며 구리 노즐 직경 4mm로 레이저 빔을 뒤따라가도록 공급하였다. 용접속도는 예비실험을 통하여 적절한 비드 외관이 형성되는 3m/min의 속도로 고정하였으며 적용 보호가스의 형태와 유량을 10, 20 및 30 P /min으로 변화시켜가며 보호가스가 적용되지 않은 시험편과 함께 총 10개의 시험편을 용접하였다. Fig.
- 용접속도는 예비실험을 통하여 적절한 비드 외관이 형성되는 3m/min의 속도로 고정하였으며 적용 보호가스의 형태와 유량을 10, 20 및 30 P /min으로 변화시켜가며 보호가스가 적용되지 않은 시험편과 함께 총 10개의 시험편을 용접하였다. Fig. 1과 같이 용접된 시편은 EN 13236의 규정에 따라 굽힘강도 시험을 실시하였으며 3), 비커스 경도시험과 같은 기계적 특성 분석과 함께 비드 종단면 및 횡단면의 시편준비를 하고 Image Analyzer 등을 통해 어스펙트 h](Aspect ratio), 용융면적 뿐만 아니라 기공의 크기 및 분포를 정량적으로 측정하였다.
- 소결체 용접을 실시하기에 앞서 보호가스 종류 및 유량에 따른 일반적인 레이저 용접 성과이에 따른 비드 형상 변화를 확인하고자 샹크에 BOP(Bead on Plate) 용접실험을 실시하고각각의 단면을 분석하였다. 용접조건은 모든 변수를 본 실험과 동일하게 고정하고, 레이저 출력만 1500W로 낮추어 두께 1.
- 따른 비드 형상 변화를 확인하고자 샹크에 BOP(Bead on Plate) 용접실험을 실시하고각각의 단면을 분석하였다. 용접조건은 모든 변수를 본 실험과 동일하게 고정하고, 레이저 출력만 1500W로 낮추어 두께 1.8t 샹크 위에 조사하였다. 그 결과 Fig.
- 따라서 본 실험 결과는 용접성 측면에서 Ar이 가장 유리한 가스이며 He 가 가장 불리한 결과를 나타내었다. 하지만 여기서 명심해야 할 사항은 본 실험에서 최대 유량을 302 /min으로 제한하였기 때문에 He의 특성이 가장 작게 나타났지만 그 이상에서의 유량을 적용 시 더욱 우수한 성능을 기대할 수있으나 본 연구에서는 경제적 측면을 이유로그 범위를 제한하였다.
- Fig. 1과 같은 형태의 용접을 실험계획에 따라 실시한 후 보호가스의 종류 및 유량에 따른 접합강도를 평가하기 위해 굽힘강도 시험을 하였으며 그 결과는 Fig. 6과 같다. 독일 안전기준 협회(DSA) 규정에 의하면 Saw blade의 최소 접합강도를 600MPa로 규정하였으며 대부분의 시험조건에서 Ar > N2 > He 순으로 강도 기준을 만족하였다.
- 발생되는 경우로 구분하였다. 따라서 이러한 접합강도 시험결과가 기공분율과 어떤 관계가있는지 확인하기 위하여 Fig. 7과 같이 시편의횡단면 및 종단면을 준비하여 Image Analyzer를이용해 정량적으로 측정하였고, 그 결과는 Fig. 8 및 Fig. 9와 같다. 그 결과 또한 Fig.
- 일반적으로 레이저 용접에서 보호가스의 역할은 용접부의 산화를 억제하여 그 품질을 향상시킴과 동시에 용접구역에서 발생하는 플라즈마를 제거시켜 용접효율을 증진시키며, 때에따라서는 이들 보호가스가 용접부에 빠른 냉각작용을 주어 열영향부 범위를 최소화 시킨다” 따라서 이들 보호가스의 플라즈마 제거 정도에따른 용접효율 증진 효과를 보기위해 어스펙트비를 측정하였으며, 또한 냉각효과를 살펴보기위해 경도를 측정하였다. 그 결과는 Fig.
대상 데이터
- 따라서 본 실험에서는 2층의 구조를 갖는 직사각형의 소결체를 800 ℃ 에서 250kgf의 힘을 180초 동안 가해 제작하였다. 또한 샹크는 탄소함량이0.36wt%인 JIS G 3311 SCM 435를 사용하였으며 이의 비커스 경도는 약 420Hv이다. 본 실험에 사용된 소결체 및 샹크의 주성분은 Table 1과 같다.
- 본 연구에 사용된 레이저는 빔 직경이 600um, 초점거리 200mm인 HL3006D 3kW CW Nd:YAG 레이저로 본 실험에서는 최대 출력 3kW로 하고 샹크 표면위에 초점을 고정시켰다.소결체는 40mm X Hmm * 2.
- 하고 샹크 표면위에 초점을 고정시켰다.소결체는 40mm X Hmm * 2.8mm 로 제작하였으며 샹크는 1.8mm 두께로 Fig. 1과 같이 가공하여 직선용접이 가능하도록 하였다. 또한 샹크와 소결체의 상하 0.
- 5mm 단차로 인해 레이저 입사각은 5。로 선정하였다. 보호가스는 He, Ar 및 N2 를 사용하였으며 구리 노즐 직경 4mm로 레이저 빔을 뒤따라가도록 공급하였다. 용접속도는 예비실험을 통하여 적절한 비드 외관이 형성되는 3m/min의 속도로 고정하였으며 적용 보호가스의 형태와 유량을 10, 20 및 30 P /min으로 변화시켜가며 보호가스가 적용되지 않은 시험편과 함께 총 10개의 시험편을 용접하였다.
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