선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 그러므로 본 논문에서는 TIG 용접, MIG 용접 그리고 로봇을 이용한 용접 등과 같은 여러가지 용접법을 적용하여 기계적 특성을 평가하여 최적의 용접 기술을 개발하는데 그 목적이 있다.
제안 방법
- 이는 모든 조건에서 거의 완전한 용접이 이루어졌기 때문으로 판단된다. 모재의 경우는 인장시편 가공 시 모두 수직방향으로 실시하였기 때문에 그것을 기준으로 상호 비교하였다. 먼저 ER 5183 용접봉을 사용하였을 경우는 모재에 비하여 항복강도, 최대인장강도 그리고 연신율의 경우 각각 95.
- 1은 Al-Mg 합금(50830)을 ER 5356 용접봉으로 TIG 용접을 실시한 시편의 형상을 보여주고 있다. 알루미늄 합금의 경우 용접 시 열에 의한 변형이 심하므로 이를 방지하기 위하여 지그로 고정하고 용접을 실시하였다. 먼저 시편 윗면의 경우 용접 시작 부위와 종료된 지점에서는 과도한 입열량의 영향으로 검게 시편이 탄 흔적이 현저하게 관찰되었으며, 원만한 비드의 형상이 관찰되었다.
- 2mm였으며, 용접봉 의화학적 조성은 Table 2에 나타냈다. 용접된 시편의 기계적 특성을 평가하기 위해 인장시험을 실시하였는데 그 조건은 유압식 인장시험기 (Instron 8516)이며, 0.2 mm/min의 인장속도로 실험을 실시하였다.
대상 데이터
- 6. Stress-elongation curves after tensile test in welding with base metal, ER 5183 and ER 5556 welding electrode for welded 5456-H116 specimen by robot.
- 본 실험에 사용된 모재는 선박용 재료로 사용되는 Al-Mg 합금 중 50830와 5456-H116을 사용하였으며, 그 화학적 조성은 Table 1에 나타내고 있다. 로봇을 이용한 용접은 50830의 경우는 1패스 용접을 실시하였으며, Y형 그루브를 만들어, 42cpm의 용접 속도로 실시하였다.
이론/모형
- 4. Stress-elongation curves after tensile test for welded 50830 specimen by MIG welding method.
- 2. Stress-elongation curves after tensile test for welded 50830 specimen by TIG welding method.
성능/효과
- (1) TIG 용접을 실시한 경우는 항복강도, 최대인장강도, 연신율 그리고 파단시간의 평균은 각각 134 MPa, 219 MPa, 7.03 % 그리고 18.82 min을 나타내어 모재에 비해 항복강도, 최대인장 강도 그리고 연신율의 경우 각각 83.9%, 64.6% 그리고 21.9%의 값을 나타내어 아주 낮은 값을 나타냈으며, 또한 재현성도 확보되지 않았다.
- (2) 2가지의 용접봉을 사용하여 MIG 용접을 실시한 경우, ER 5183 용접봉을 사용한 경우 모재에 비하여 항복강도, 최대인장 강도, 연신율은 각각 86.2%, 88.1% 그리고 51.2%를 나타냈으며, ER 5356 용접봉을 사용한 경우는 각각 89.5%, 90.6% 그리고 55.2%로 ER 5183 용접봉을 사용한 경우에 비하여 전체적으로 2-4% 정도 양호한 특성을 확인할 수 있었다.
- (3) 로봇으로 용접을 실시한 경우는 50830의 모재인 경우가 5456-H116 모재에 비하여 기계적 특성이 모두 양호한 용접 결과를 나타냈으며, 50830 시편에 대하여 ER 5556 용접봉을 사용하여 로봇으로 용접을 실시한 경우가 가장 양호한 특성을 보여 주었음을 알 수 있다.
- (4) 모든 용접 변수 및 용접봉 변수별 가장 우수한 기계적 특성을 보인 조건은 50830 시편에 대하여 ER5556 용접봉을 로봇으로 용접을 실시한 경우로 나타났다.
- 50830 모재 시편에 대하여 수평방향(롤링방향)과 수직 방향(롤링방향과 수직방향)인 경우에 대하여 인장 시 연신율이 8%까지는 거의 동일한 경향을 나타냈으며, 그 후 강도가 약간씩 차이를 보이나 전체적으로 거의 유사한 경향을 관찰할 수 있었다. 또한 ER 5183 용접봉과 ER 5356 용접봉을 6차례 실시를 하였으나 거의 유사한 특성을 나타냈다.
- 8%를 나타냈다. 5456-H116 시편의 모재와 용접봉 변수에 따른 인장 시험 후 파단 시편 관찰 결과, 50830 시편과 마찬가지로 수직 방향에 서는 평 행부에서 , 롤링방향에서 는 어 깨부위에 가까운 평행부에서 파단되었으며, ER 5183과 ER 5556 용접봉을 사용한 경우 모두 용착부에서 파단이 발생하였으며, 모든 시편에서 인장시험 시 연성에 의해 인장되면서 파단 되었음을 확인할 수 있었다.
- 특성을 보여 주었다. ER 5183 용접봉을 사용한 경우 모재에 비하여 항복강도, 최대인장 강도, 연신율은 각각 86.2%, 88.1% 그리고 51.2%를 나타냈으며, ER 5356 용접봉을 사용한 경우는 각각 89.5%, 90.6% 그리고 55.2%로 ER 5183 용접봉을 사용한 경우에 비하여 전체적으로 2-4% 정도 양호한 특성을 확인할 수 있었다.
- 또한 알루미늄 용접으로 이용되고 있는 TIG 용접과 MIG 용접을 상호비교하면 MIG 용접한 경우가 TIG 용접에 비하여 용입이 깊고, 용착량이 많기 때문에 TIG 용접은 주로 박판이나 용접이 연속되지 않는 경우에, MIG 용접은 중후 판이나 용접이 연속하여 긴 경우에 적용하는 경우가 많다(박 등, 1994a; 박 등, 1994b). 따라서 본 연구에서도 TIG 용접에 비하여 MIG 용접을 실시한 경우가 양호한 특성을 보인 것으로 판단된다.
- 한편 측면에서는 TIG 용접에서와 마찬가지로 지그를 장착하여 용접을 실시하였기 때문에 약간의 변형만 관찰되었다. 또한 ER 5183 용접봉을 사용한 경우에 비하여 ER 5356 용접봉을 사용한 경우가 용접열에 의한 영향은 비슷하나, 보다 양호한 비드형상과 적은 변형을 나타냈으므로 인장실험 시 양호한 기계적 특성을 보일 것으로 판단되었다.
- 용접봉 종류에 따라서는 ER 5356이나 ER 5556인 경우가 ER 5183에 비하여 우수한 기계적 특성을 나타냈다. 또한 TIG 용접에 비하여 MIG 용접이 우수한 특성을 나타냈으며, 로봇으로 용접한 경우는 50830의 경우가 5456-H116 시편에 비하여 모두 양호한 기계적 특성을 보여 주었다. 전체적으로 다양한 용접 방법 및 용접봉 변수별 최적의 조건에서 가장 높은 연신율 비는 50830 시편에 대하여 ER 5556 용접봉을 사용하여 로봇을 이용한 용접을 실시한 경우로 나타났다.
- 모재의 경우는 인장시편 가공 시 모두 수직방향으로 실시하였기 때문에 그것을 기준으로 상호 비교하였다. 먼저 ER 5183 용접봉을 사용하였을 경우는 모재에 비하여 항복강도, 최대인장강도 그리고 연신율의 경우 각각 95.2%, 93.5% 그리고 62.4%를 나타냈으며, ER 5556 용접봉을 사용하였을 경우는 각각 93.7%, 95.6% 그리고 71.9%를 나타냈다. 항복강도의 경우는 ER 5183 용접봉을 사용한 경우가 양호한 특성을 나타낸 반면 최대인장강도와 연신율의 경우는 ER 5556 용접봉을 사용한 경우가 우수한 특성을 보여주었으므로 ER 5556의 경우가 용접봉 선택 시 바람직할 것으로 사료된다.
- 알루미늄 합금의 경우 용접 시 열에 의한 변형이 심하므로 이를 방지하기 위하여 지그로 고정하고 용접을 실시하였다. 먼저 시편 윗면의 경우 용접 시작 부위와 종료된 지점에서는 과도한 입열량의 영향으로 검게 시편이 탄 흔적이 현저하게 관찰되었으며, 원만한 비드의 형상이 관찰되었다. 그러나 백비드(back bead)의 경우 연속된 용접공정에서 고르게 나타나지 않았으며, 이러한 용접 부위로 인하여 인장시험 시 재현성이 확보되지 못할 것으로 예측할 수 있으며, 뒷면도 역시 용접열의 영향을 관찰할 수 있었다.
- 시험 결과를 나타내고 있다. 모재의 경우 수직과 수평인 경우를 상호 비교해보면 항복점과 최대인장강도는 거의 유사한 값을 나타냈으나 연신율의 경우 수직 방향인 경우가 5.45% 높은 값을 나타냈다. 한편 ER 5183 용접봉을 사용한 경우와 ER 5556 용접봉을 사용한 경우, 항복점과 최대인장강도는 거의 유사하나 ER 5183인 경우가 약간 높은 값을 나타낸 반면 연신율은 ER 5556인 경우가 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다.
- 또한 50830의 모재인 경우가 5456-H116 모재에 비하여 기계적 특성이 모두 양호한 용접 결과를 나타내고 있음을 알 수 있다. 상기 조건을 모두 종합해 보면 50830 시편을 ER 5556 용접봉을 사용하여 로봇으로 용접을 실시한 경우가 가장 양호한 특성을 보여 주었음을 알 수 있다.
- 5는 ER 5183, ER 5356 용접봉으로 MIG 용접한 시편에 대한 인장 시험 후 파단된 시편을 보여주고 있다. 용접봉 종류에 무관하게 거의 유사한 거동을 보여 주었으며, 파단부위에서 약간의 연성의 차이를 발견할 수 있었다. 일반적으로 용접 시편의 경우 인장시험 시 열영향부에서 파단이 되는 경우가 많으나 본 용접법에서 두 가지 용접봉 모두 용착부에서 파단되었다.
- 3은 ER 5356 용접봉을 사용하여 MIG 용접을 실시한 경우 시편 사진을 보여주고 있다. 윗면에서 용접 선을 따라 용접 열의 영향이 관찰되었으며, 뒷면에서는 용접 시작점과 종료 시점에서 약간의 용입 불량이 보이기는 하나 대체적으로 양호하며, TIG 용접에 비하여 현저하게 양호한 용접이 이루어졌음을 알 수 있다. 한편 측면에서는 TIG 용접에서와 마찬가지로 지그를 장착하여 용접을 실시하였기 때문에 약간의 변형만 관찰되었다.
- 2는 Al-Mg 합금(50830)을 ER 5356 용접봉으로 TIG 용접을 실시한 시편에 대하여 인장시험 결과를 나타내고 있다. 인장실험을 여러 차례 실시하였으나 그래프에서 보는 바와 같이 초기(대략 연신율이 1.5%정도)에는 거의 유사한 거동을 보였으나 연신율 증가에 따라 현저한 차이를 보여 거의 재현성이 확보되지 않았다. 그 이유는비드가 완전히 용입되지 않는 부분이 있어 다양한 결과를 나타낸 것으로 사료된다.
- 한편 ER 5183 용접봉을 사용한 경우와 ER 5556 용접봉을 사용한 경우, 항복점과 최대인장강도는 거의 유사하나 ER 5183인 경우가 약간 높은 값을 나타낸 반면 연신율은 ER 5556인 경우가 높은 값을 나타내고 있음을 알 수 있다. 전체적으로 ER 5183 용접봉을 사용한 경우는 모재에 비하여 항복강도, 최대인장강도 그리고 연신율은 각각 79.0%, 88.2% 그리고 55.7% 정도를 나타냈으며, ER 5556 용접봉을 사용한 경우는 각각 78.7%, 84.9% 그리고 63.8%를 나타냈다. 5456-H116 시편의 모재와 용접봉 변수에 따른 인장 시험 후 파단 시편 관찰 결과, 50830 시편과 마찬가지로 수직 방향에 서는 평 행부에서 , 롤링방향에서 는 어 깨부위에 가까운 평행부에서 파단되었으며, ER 5183과 ER 5556 용접봉을 사용한 경우 모두 용착부에서 파단이 발생하였으며, 모든 시편에서 인장시험 시 연성에 의해 인장되면서 파단 되었음을 확인할 수 있었다.
- 또한 TIG 용접에 비하여 MIG 용접이 우수한 특성을 나타냈으며, 로봇으로 용접한 경우는 50830의 경우가 5456-H116 시편에 비하여 모두 양호한 기계적 특성을 보여 주었다. 전체적으로 다양한 용접 방법 및 용접봉 변수별 최적의 조건에서 가장 높은 연신율 비는 50830 시편에 대하여 ER 5556 용접봉을 사용하여 로봇을 이용한 용접을 실시한 경우로 나타났다.
- 모든 조건에서 기계적 특성이며, MIG 용접을 실시한 경우는 ER 5356 용접봉의 경우가 양호한 기계적 특성을 나타냈다. 한편 로봇으로 용접을 실시한 경우는 50830 시편이 5456-H116 시편인 경우 모두 항복강도 비와 최대인장강도비의 경우 큰 차이가 나지 않았으며, 연신율의 경우는 크게 차이가 났는데 전체적으로 ER 5183 인 경우에 비하여 ER 5556 용접봉을 사용한 경우가 양호한 특성을 보여 주었다. 또한 50830의 모재인 경우가 5456-H116 모재에 비하여 기계적 특성이 모두 양호한 용접 결과를 나타내고 있음을 알 수 있다.
- 있다. 항복강도, 최대인장강도, 연신율 그리고 파단시간의 평균은 각각 134 MPa, 219 MPa, 7.03 % 그리고 18.82 min을 나타내어 모재에 비해 항복강도, 최대인장 강도 그리고 연신율의 경우 각각 83.9%, 64.6% 그리고 21.9%의 값으로 아주 낮은 값을 나타냈다. 게다가 인장 시험 결과 재현성은 확보하기 어려웠으므로 실제 알루미늄용접 적용 시 많은 어려움이 있을 것으로 판단되며, 또한 용접자의 컨디션, 날씨 , 습도 등에 도 크게 영향을 받는 용접법 으로 알려 져 있다.
후속연구
- 인장 시험 후 파단은 용착부에서 관찰되었다. TIG 용접을 실시한 경우는 재현성이 확보되지 않을 뿐만 아니라 용입 불량 등으로 인하여 모재에 비하여 훨씬 낮은 특성을 보여 주었으므로 더 이상의 실험은 실시하지 않았다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.