[논문]파이버 레이저를 이용한 밸로우즈 용접특성에 관한연구

김정오; 이제훈; 이승우

파이버 레이저를 이용한 밸로우즈 용접특성에 관한연구
Welding characteristics of Metal bellows using a Fiber laser 원문보기

Fiber laser welding was performed on SUS Materials metal bellows. The results can be summarized as follows: When we tried to change welding focus location. we get the best welding line when focus location placed 0mm. In product welding, We could make a satisfactory product in constant area by applying optimized conditions and show a table that is able to help producer easily to apply it to manufacturing. In comparison with existing TIG and plasma welding, welded bellows by fiber laser has faster processing speed, smaller thermal effect, very narrow welding area and fine surface.

문제 정의

따라서 본 연구에서는 파이버 레이저를 이용한 용접형 벨로우즈의 용접부 특성을 파악하고자 한다.

제안 방법

본 실험에서는 준비되어 있는 지름 50mm의 다이아프램을 이용하여 레이저빔에 의한 다이아프램의 용접성을 분석하였다. 벨로우즈의 내경과 외경의 형상과 용접 조건이 상이하기 때문에 이에 적합한 내외경의 용접 지 그를 별도로 제작하였고, 레이저 출력, 용접속도를 주요 공정 변수로 실험을 진행하였다. 시편 제작은 벨로우즈를 용접하여 분석할 부분을 절단공정을 거친 후.
이러한 내경용접으로 형성된 한쌍의 판재를 컨볼류션이라 칭하며 이러한 컨볼류션을 조합하여 외경 용접을 실시하면 주름관 형상의 벨로우즈가 제작되어 진다. 본 실험에서는 준비되어 있는 지름 50mm의 다이아프램을 이용하여 레이저빔에 의한 다이아프램의 용접성을 분석하였다. 벨로우즈의 내경과 외경의 형상과 용접 조건이 상이하기 때문에 이에 적합한 내외경의 용접 지 그를 별도로 제작하였고, 레이저 출력, 용접속도를 주요 공정 변수로 실험을 진행하였다.
위와 같은 기초실험을 토대로 내식성 및 내산성 환경에서 주로 사용되는 Hastelloy C-22 재료의 용접성을 검토하였다. Fig.

대상 데이터

레이저빔을 이용한 벨로우즈의 기초 용접 실험은 QCW 300W Fiber Laser 레이저를 사용하였다. 레이저의 Maximal Average Power은 300W이고 Maximal Peak Power는 3000.
실험에 사용된 벨로우즈 재료는 크게 2가지 종류로서, 일반적으로 많이 사용되는 Stainless Steel 304 재료, 시편두께 0.1mm, 지름은 100mm와 내식성 및 내산성 환경에서 주로 사용되는 Hastelloy C-22 재료, 시편두께 0,15mm, 지름은 100mm을 사용하였다. 기초실험은 재료가격이 비교적 저럼한 Stainless Steel 304 재료를 사용하였으며, 본실험은 Hastelloy C-22를 사용하여 실험 하였다.

성능/효과

1) 초점위치를 변화하여 용접한 결과 초점위치가 0mm일 때 양호한 벨로우즈의 용접부를 얻을 수 있었다.
3) 기존 생산방식인 TIG 용접이나 플라즈마 용접에 비하여 Fiber 레이저를 이용하여 용접형 벨로우즈는 가공 속도가 빠르고 입열량이 적어 열영향부가 적으며, 용접부의 폭이 좁고 미려한 외관을 가지는 벨로우즈를 제작할 수 있었다.
4은 레이저 Power 180W, 초점위치에서 용접 속도 따른 용접부의 단면 형상을 검토하였다. 용접속도가 30mm/s일 때, 용입깊이는 177㎛로 측정되었고 이는 과도한 입력에너지로 기인한 용접부 표면비드가 미려하지 않아 제품으로 사용이 가능하지 않았으며, 39mm/s 이상 일때는 용입깊이가 126㎛로 측정되었으며, 이는 입력에너지 부족으로 인한 모재의 두께보다 낮은 용입으로 인하여 밸로우즈의 수명 및 제품에 신뢰도를 저하시키는 용입불량 현상이 나타났다.

후속연구

8에 #의 심볼로 표시되는 영역은 과도한 입력에너지로 인하여 용입은 충분히 이루어 졌으나 외관상 표면비드가 좋지 않아 용접 불량품으로 간주되고, #의 심볼로 표시되는 영역에서는 외관은 용접이 잘되어진 것으로 확인되지만 단면 절단 후 확인되는 결과 시편두께보다 용입이 적게 된 용입불량으로 제품으로 상용할 수 없게 된다. 따라서 향후 양호한 밸로우즈를 제작하기 위해서는 #의 심볼로 표시되는 영역조건에서 용접이 이루에 져야 하고, 향후 두께변화에 따라 많은 Data Base가 구축 되어야 외관 품질 및 충분한 용입으로 양호한 벨로우즈를 제작할 수 있다. Fig.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

용접형 MB의 성형 MB 대비 갖는 장점은?

Metal Bellows(MB)는 생산 방식에 따라 성형 MB와 용접형 MB로 구분할 수 있다. 용접형 MB는 성형 MB에 비하여 신축율이 높고 콤팩트하며 반복 부하에 대한 신뢰성이 우수하고 수명이 긴 장점이 있다. 또한 재료선택의 폭이 넓어서 적용분야에 적합한 특성을 갖고 있는 재료의 선택이 가능하다.

Metal Bellows는 생산 방식에 따라 어떻게 구분할 수 있는가?

Metal Bellows(MB)는 생산 방식에 따라 성형 MB와 용접형 MB로 구분할 수 있다. 용접형 MB는 성형 MB에 비하여 신축율이 높고 콤팩트하며 반복 부하에 대한 신뢰성이 우수하고 수명이 긴 장점이 있다.

배관용을 제외한 다른 분야에서는 용접형 MB가 주로 적용되고 있는 이유는?

용접형 MB는 성형 MB에 비하여 신축율이 높고 콤팩트하며 반복 부하에 대한 신뢰성이 우수하고 수명이 긴 장점이 있다. 또한 재료선택의 폭이 넓어서 적용분야에 적합한 특성을 갖고 있는 재료의 선택이 가능하다. 따라서 배관용을 제외한 다른 분야에서는 용접형 MB가 주로 적용되고 있으며 수요는 지속적으로 증가하고 있는 실정이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

파이버 레이저를 이용한 밸로우즈 용접특성에 관한연구
Welding characteristics of Metal bellows using a Fiber laser 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

파이버 레이저를 이용한 밸로우즈 용접특성에 관한연구 Welding characteristics of Metal bellows using a Fiber laser 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

질의응답

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

김정오 (11) 이제훈 (33) 이승우 (25)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

파이버 레이저를 이용한 밸로우즈 용접특성에 관한연구
Welding characteristics of Metal bellows using a Fiber laser 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper