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[국내논문] 용접구조물의 공기중 폭파변형시험 개요
Outline of Explosion Bulge Test in Air for Welding Structure 원문보기

大韓溶接·接合學會誌 = Journal of the Korean Welding and Joining Society, v.27 no.6, 2009년, pp.1 - 6  

박태원 (국방과학연구소 금속재료팀) ,  김홍규 (국방과학연구소 금속재료팀) ,  홍성석 (국방과학연구소 금속재료팀) ,  심인옥 (국방과학연구소 국방소재부)

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문제 정의

  • 잠수함 및 수상함 등 구조적으로 압력을 받는 용접구조물에 사용되는 재료 및 용접이음부가 얼마나 큰 소성 변형까지 파괴되지 않고 버틸 수 있는가 하는 문제는 구조물의 설계 및 안정성 확보 측면에서 반드시 검토해야 할 가장 중요한 요인 중의 하나로서, 미 해군에서는 매우 빠른 변형 조건에서 재료 및 용접부의 파괴에 대한 저항성을 평가하는 방법으로서 폭파에 의한 공기압을 이용한 폭파변형시험을 규격화(MIL-STD-2149A(SH)) 하였다. 본 보고에서는 이 규격서를 기초로 하여 국내 개발한 폭파변형시험을 소개하고자 한다.

가설 설정

  • Charpy V-notch(CVN)시편은 시편의 표면이 용접부 표면으로부터 4.8-8mm정도 되는 위치에서 채취되도록 하며, V-노치는 그림 6에 나타낸 방향으로 가공하여 ANSI/AWS B4.0에 따라 시험한다.
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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
균열촉진을 위한 육성 용접을 위하여 요구되는 용접 조건은 무엇인가? 균열촉진을 위한 육성 용접을 위하여 요구되는 용접 조건은 (1) 용접공정 : shield metal arc, 직류전류의 양극전극(DCEP : direct current electrode positive) (2) 전극직경 4.8mm (3) 자세 : 하향 평 자세(flat, down hand) (4) 용접전류 및 전압 : 180-190 amps, 22-23 volts (5) 이송속도 : 114.3-127mm/min. 이다. 육성 용접 bead 폭은 16mm를 넘지 않도록 한다.
tube test와 bulge test의 장단점은 무엇인가? 이러한 semiworks-scale 실험으로 응력조건을 변화하여 금속재료의 거동을 연구할 수 있는 방법은 biaxial loading이 가능한 tube test와 bulge test가 있다. Tube test는 넓은 면적에 걸쳐 균일한 변형을 주는 장점이 있는 반면 장치가 복잡하고 실험상의 난점과 비용이 많이 드는 단점이 있어 제한적으로 사용되고 있다. Bulge test는 실험방법상 장치가 간단하고 경제적이나 균일한 변형이 비교적 작은 영역에서만 국한되는 특징이 있다. 박판재의 경우 bulge test는 원형 및 타원형의 치구에 조립된 판재에 유압을 가하여 시험을 수행하나 판재가 두꺼워 질수록 가압장치가 커져야 하며 특수한 가압방법이 요구된다.
semiworks-scale 용접부 성능평가에 사용되고 있는 시험법은 무엇인가? 실제 다양한 응력조건하에서 운용되는 구조물에 있어서 변형에 따른 파괴결과는 중요한 자료이며, 시험시 균열생성은 온도 및 용접부 인성에 의존하며, 용접부 초기 파괴는 온도 저하에 따라 균열전파에 대한 저항성이 작아져 모재부에 심한 파괴를 야기시키므로 온도 변화는 재료 성능평가에 있어 매우 중요한 사항이다. 따라서 semiworks-scale 용접부 성능평가를 위하여 저온에서 explosion crack starter test 와 explosion bulge test가 사용되고 있다.
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참고문헌 (2)

  1. E.J.Czyryca : Proceedings of 1st Conf. on Metallurgy, Welding and Qualification of Microalloyed(HSLA) Steel Weldment, AWS, (1990), 553-572 

  2. Mil-S-24645(SH) 10, Janu, (1990) 

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