초록 ▼

본 과제는 용접의 품질 및 생산성향상 시스템 개발을 목적으로 하는 과제로서 주문 적응형 3차원 용접해석코드를 개발하고 회전아크 용접을 용융용접에 적용하여 용융용접의 품질 및 생산성을 향상시키기고 저항 점용접시 동저항을 이용하여 용접 품질을 실시간 모니터링과 품질 제어를 수행하여 저항 점용접의 품질 및 생산성을 향상시키기 위한 연구개발을 수행하였다. 먼저 용접시 열변형과 잔류 응력을 해석하기 위하여 주문 적응형 3차원 용접변형 및 응력해석 모드를 개발하고 이의 적용을 병렬처리하여 해석 시간과 해석 프로그램 및 하드웨어 가격의 과도함으

본 과제는 용접의 품질 및 생산성향상 시스템 개발을 목적으로 하는 과제로서 주문 적응형 3차원 용접해석코드를 개발하고 회전아크 용접을 용융용접에 적용하여 용융용접의 품질 및 생산성을 향상시키기고 저항 점용접시 동저항을 이용하여 용접 품질을 실시간 모니터링과 품질 제어를 수행하여 저항 점용접의 품질 및 생산성을 향상시키기 위한 연구개발을 수행하였다. 먼저 용접시 열변형과 잔류 응력을 해석하기 위하여 주문 적응형 3차원 용접변형 및 응력해석 모드를 개발하고 이의 적용을 병렬처리하여 해석 시간과 해석 프로그램 및 하드웨어 가격의 과도함으로 적용이 어려웠던 해석 작업을 용이하게 하였으며 상변태시 발생하는 변태 소성에 대해서 Hyperelastoplastic 수식화와 Consistent tangent modulus를 이용해서 해석의 수렴 속도를 높였다. 조선 등의 산업에서 현장 용접 적용시 고속 용접 및 다양한 용접 자세에서의 자동화가 가능한 회전아크 용접방법을 국내 기술로 개발하고 이를 이용하여 각종 센서 개발 및 자동화가 어려운 간극이 존재하는 수평필릿 용접부, 포지션 용접부, 내로우갭 용접부에 적용하여 용접자동화를 구현하고 이를 통해 용접생산성을 크게 향상시킬 수 있었다.
자동차 차체와 같은 박판 조립 공정에서 생산성 향상을 위해 저항 점 용접 공정 변수를 생산 현장 중심 방법으로 게측하였고, 이를 이용하여 실시간 품질 모니터링을 통해 용접 불량 타점을 줄일 수 있었다. 또한 다양한 판재 조합에 따른 저항 점 용접 공정 제어 인자의 최적값을 제시하여 용접 품질 확보 기반 기술을 개발하였다.

Abstract ▼

Welding process,particularly arc-welding process(GMAW,GTAW,SAW,SMAW,etc)is widely used in the area of shipbuilding industry,aytomotive industry,nuclear power plant,etc. Deformation analysis of arc-welded structures has been mostly limited to thermo-mechnical aspects without accounting for the phase

Welding process,particularly arc-welding process(GMAW,GTAW,SAW,SMAW,etc)is widely used in the area of shipbuilding industry,aytomotive industry,nuclear power plant,etc. Deformation analysis of arc-welded structures has been mostly limited to thermo-mechnical aspects without accounting for the phase transformation and transformation plasticity. For accurate analysis,however,it is needed to take into account the effects of the phase transformation including the transformation plasticity.Particularly, around the heat affected zone(HAZ) through welding,the transformation plasticity in the phase transformation is well known to have a substantial effect on the plastic deformation and the residual stresses in the welding zone. The purposes of the present work is to develop a FE code for accurate and reliable analysis of residual stresses and displacementes considering phase evolution and transformation plasticity, ultomately leading to an efficient formulation based on multiplicative decomposition of deformation gradient and an exact consistent tangent moduli to get higher convergence rate.We also developed aytomatic mesh refinement technique followed by welding pool using 3-dimensional hypercybe and expand the code to parallel processing version by parallel multi-frontal solver.

목차 Contents

• 제1장 연구개발과자제의 개요...11
• 제2장 국내외 기술개발 현황...12
• 제3장 연국개발수행 내용 및 결과...13
• 3.1 주문 적응형 3차원 용접해석 코드 개발...13
• 3.2 회전아크를 이용한 용접 품질 및 생산성 향상시스템 개발...30
• 3.3 저항 점 용접 품질 모니터링 및 제어 시슷템 개발...59
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...83
• 4.1 주문 적응형 3차원 용접해석 코드 개발...83
• 4.2 회전아크를 이용한 용접 품질 및 생산성 향상시스템 개발...83
• 4.3 저항 점 용접 품질 모니터링 및 제어 시스템 개발...84
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...85
• 제6장 참고문헌...86