용접시 변화하는 특성을 파악하기 위한 중성자 실시간 회절 이용

전문가 제언

○ 용접은 예로부터 중요한 건축, 조선, 우주항공, 차량, 화공, 석유화학, 전자 및 발전 산업 등 모든 분야에 필수 제조공정 중의 하나이다. 용접공정 중 금속조직의 변태와 비평형 거동에 관한 근본적인 이해는 무결함, 건전조직 및 신뢰성 있는 용접을 위한 용접공정 조절과 최적화를 위하여 필수적이다. 중성자가 금속의 깊은 곳까지 침투할 수 있는 능력이 있기 때문에 재료의 측성과 구조를 이해하는데 매우 유용하다. 그러나 용접 중 금속의 변태거동은 매우 신속히 발생되기 때문에 짧은 시간 간격으로 관찰하는 것이 필수적이다.

○ 최근에는 용접이 여러 학문분야 지식의 합성이 필요한 다 학제적 기술로 진화하여 예전보다는 상당한 개선이 이루어지고 있다. 그러나 아직도 용접 중 발생하는 원하지 않는 금속조직으로의 변태 및 상변태시 발생하는 부피변화와 용접열에 의한 국부가열로 발생되는 잔류응력에 의한 기계적 및 화학적 성질의 열화를 조절하거나 제거할 수 있는 보편적인 방법이 없다.

○ 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법은 급속히 변화하는 용접부위의 국부적인 불균일한 온도분포와 이에 따른 금속조직의 국부적으로 다른 변태거동을 실시간으로 측정하여야 한다는 것이다. 최근 미국의 Los Alamos 중성자센터 소속 연구팀은 중성자 회절현상을 이용하여 용접과 유사한 가열/냉각 조건에서 실시간으로 짧은 시간 간격동안 변화하는 상변태를 측정하였다.

○ Los Alamos 연구팀은 특별히 고안된 장치와 시료의 규격을 갖는 6061 알루미늄합금과 첨단 2상 특수강인 DP980강을 이용하여 3℃와 30℃의 다른 가열속도 하에서 1초 또는 0.1초 단위의 실시간 간격으로 온도를 연속측정하면서 동시에 시료에서 얻어지는 중성자회절 패턴을 분석하여 상변태과정과 온도분포관계를 규명하였다. 그러나 이 시험적인 연구는 소규모이어서 실제의 거대구조물의 용접에 응용되기 위하여는 더 많은 큰 규모의 연구가 필요하다. 국내에서는 이와 유사한 연구보고가 발표된 것이 아직 없다

저자

Z. Yu, Z. Feng, W. Woo ans S. David

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2013

권(호)

65(1)

잡지명

JOM Journal of the Minerals, Metals and Materials Society

과학기술
표준분류

재료

페이지

65~72

분석자

남*우

분석물

• 용접시 변화하는 특성을 파악하기 위한 중성자 실시간 회절 이용.pdf [314,203 byte]

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