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레이저 피닝에 의한 금속재료의 잔류응력 측정
Residual stress measurement of laser peened metal 원문보기

한국광학회 2005년도 하계학술발표회, 2005 July 14, 2005년, pp.222 - 223  

권성옥 (한국원자력연구소 양자광학기술개발부) ,  고광훈 (한국원자력연구소 양자광학기술개발부) ,  정진만 (한국원자력연구소 양자광학기술개발부) ,  임창환 (한국원자력연구소 양자광학기술개발부)

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제안 방법

  • 레이저 조사시간은 약 500분 정도로 단위 면적당 레이저조사 수는 36회 정도로 조절하였다. 레이저 피닝 처리이후에도 주위 조건 변화를 최소화하기 위해 수조에서 strain 변화 값을 측정하였다. 시편에 조사된 레이저 조건은 에너지 150 mJ, spot 크기 1 mm 정도로 전년도 SUS 304 실험에 사용된 200 mJ, spot 크기 0.

대상 데이터

  • 금속 내부에 압축성의 잔류응력을 생성시키기 위해서는 GW급 이상의 레이저 출력이 사용된다. 두께 0.8mm의 STS316 시편을 준비하여 수조내에 고정시키고, 3GW.cm2의 레이저빔이 15 × 30 mm 금속표면에 조사시켜 주었다. 금속에서의 잔류응력 변화를 측정하는 방법으로는 X-선 회절, 중성자 회절 등 잔류응력의 절대 값을 유추할 수 있는 것도 있으나, 이들 방법은 실험 완료 후 시편을 측정 장소로 이동해야 하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다.
  • 레이저 피닝 처리이후에도 주위 조건 변화를 최소화하기 위해 수조에서 strain 변화 값을 측정하였다. 시편에 조사된 레이저 조건은 에너지 150 mJ, spot 크기 1 mm 정도로 전년도 SUS 304 실험에 사용된 200 mJ, spot 크기 0.8 mm에 비해 에너지 밀도가 1/2 정도의 조건에서 실험을 수행하였다.
  • 금속에서의 잔류응력 변화를 측정하는 방법으로는 X-선 회절, 중성자 회절 등 잔류응력의 절대 값을 유추할 수 있는 것도 있으나, 이들 방법은 실험 완료 후 시편을 측정 장소로 이동해야 하고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 실험실에서 실시간으로 응력 변화량을 측정하기 위하여 열처리된 SUS 316 시편과 Incone) 600 튜브 및 플레이트에 그림 2와 같이 strain 게이지를 부착하였다. 레이저 조사시간은 약 500분 정도로 단위 면적당 레이저조사 수는 36회 정도로 조절하였다.

이론/모형

  • 레이저 피닝 처리된 시편은 hole driling 방법으로 금속 내부의 잔류응력 분포를 측정하였다.
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