쇼트블라스트 시스템의 Turn Table 구조해석에 관한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),김일수(Ill-Soo Kim) 대한기계학회 2018 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2018 No.12

GPS를 이용한 티타늄 드럼의 용접조건 최적화에 대한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),김일수(Ill-Soo Kim),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),강봉용(Bong-Yong Kang),심지연(Ji-Yeon Shim) 대한용접·접합학회 2021 대한용접·접합학회지 Vol.39 No.4

The importance of the titanium drum manufacturing technology, which influences the specification of electrolytic copper foils, is being greatly emphasized, and an immediate research is required. The challenges in the current titanium drum production process are that the welding beads generated by the welding of the heat affected zone during the welding process may cause stains or discoloration during the generation of electrolytic copper foils, and hot spot defects may occur in the current density operation range. Consequently, the quality of the copper foil is significantly deteriorated. Therefore, it predicts the strain, stress, and safety rate by the heat transfer analysis of titanium drums for the electrolytic copper foil and optimizes welding process variables according to the case-by-case strain, stress, and safety rate by considering the inhibition of the residual stress.

조선기자재 용접 문자마킹을 위한 표면비드 폭 예측에 관한 실험적 연구

오원빈(Won-Bin Oh),김일수(Ill-Soo Kim),박민호(Min-Ho Park),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee) 대한용접·접합학회 2018 대한용접학회 특별강연 및 학술발표대회 개요집 Vol.2018 No.4

GTA 용접에서 DNN 알고리즘을 이용한 실시간 비드폭 예측에 대한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),김일수(Ill-Soo Kim),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),박기영(Ki-Young Park),진병주(Byeong-Ju Jin),이유철(Yu-Cheol Lee) 대한용접·접합학회 2020 대한용접·접합학회지 Vol.38 No.6

As the pipes used in the shipbuilding industry are expensive of the materials themselves and require excellent welds performance, the latest high-performance welding methods and automation are urgently needed, the level of demand for pipe welding equipment products is increased, and the cost reduction for securing competitiveness in overseas markets is being developed. In pipe welding, the worker’s proficiency has a great influence on the quality and productivity of the welds, and the demand for the welding process continues to increase as the number of skilled workers decreases. Recently, the welding industry has been involved in the Fourth Industrial Revolution, and several studies are being conducted to establish the smart factory and the high quality demand of products in the field of actual production and manufacturing. Deep learning, one of the artificial intelligence techniques, shows outstanding performance in recent areas such as object recognition, natural language processing and image classification through the development of computer computation processing speed. Therefore, in this study, 3D Scanner was used to obtain current voltage data through GTA welding using SA516-70 material and to identify the dimensions of bead width according to current voltage data. In addition, real-time current and voltage data and data obtained through 3D Scanner developed a DNN model to predict bead width.

10%경량화된 Air Guide Module 의 구조해석에 관한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),김일수(Ill-Soo Kim) 대한기계학회 2020 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2020 No.8

자동차산업은 소재, 석유화학, 전자, 정보통신, 기계분야와 긴밀한 관계를 가지며 발전하여 왔으며 유통단계 및 이용단계에서는 금융, 보험업, 자동차판매업, 광고업, 중고차매매업, 운송업, 정비업, 유류판매업, 건설업 등과 폭넓은 연관성을 가지고 국가경제에 막대한 영향을 끼치고 있는 핵심 산업이다. 자동차업계에서는 자동차의 기본 성능인 가속력과 제동력의 향상 및 평준화, 환경규제에 따른 연비개선 따른 차량 경량화를 지속적으로 추진하고 있으며, 최근 유가 상승으로 운전자의 부담이 더욱 가중되고 있는 가운데 자동차업계가 자동차 소재 및 부품 경량화 개발에 집중하고 있다. 자동차 산업에서 경량화는 원가 절감과 함께 핵심기술로 차량을 가볍게 하면 적은 연료 소모는 물론, 이산화탄소와 유해물질 배출이 줄어들고 자동차의 기본 성능인 가속, 조향, 제동 성능의 향상과 내구 부품의 수명이 증가한다. 경량화를 위한 국내 자동차 및 부품 산업은 지속적인 정부지원 및 기업의 기술개발 투자로 기술 수준이 향상되고 있으나 핵심 기술수준이 선진국 대비 87% 수준으로 아직 개선의 여지가 많이 남아 있다. 최근에는 차량의 엔진 냉각 성능을 떨어뜨리지 않으면서 차량의 냉각저항을 감소시키기 위해서 차량의 Grille로 유입되는 유량을 최소화 시키고 Condenser, Radiator로 충분한 유동을 통과시킬 수 있는 Air Guide를 개발을 통하여 중량이 저감되고 연비 및 원가 절감할 수 있는 기술개발이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 Air Guide의 구조적 안정성을 확인하기 위하여 FEM 모델을 개발하며, Radiator의 하중을 고려해 발생되는 응력집중부 및 취약부의 최대 응력을 예측하여 제품의 구조적 안정성을 검증하고자 하였다. [그림 본문 참조]

반응표면분석법을 이용한 터닝롤러 시스템 용접 공정변수 최적화에 대한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),박범순(Bum-Soon Park),김일수(Ill-Soo Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.6

선박 및 해양플랜트에 사용되는 해양 구조물은 용접사가 수작업으로 배관 용접을 수행하여 제작되며, 배관 용접의 특성상 해양구조물을 회전시켜야 되기 때문에 대부분 인력에 의존한 용접공정을 수행하고 있어 제조비용 증가 및 생산성 저하가 부득이하게 발생되고 있다. 기존의 해양구조물 배관 용접공정은 작업자가 수작업을 통해 아래보기 자세로 상부를 용접하고 용접제품을 회전시켜 나머지 하부를 용접하는 방법으로 배관용접을 수행한다. 이러한 공정은 대부분 후판으로 구성된 해양 구조물 배관 제품의 일정하지 않은 비드형성과 다량의 잔류응력을 발생시키는 원인이 된다. 해양 구조물 제작을 위해 배관과 플랜지등의 용접공정은 후판으로 수행되기 때문에 용접 열변형으로 인한 뒤틀림 현상은 발생되지 않으나 다층 용접을 수행하는 특성에 따라 대입열 잔류응력을 해결하기 위한 공정개선 및 최적의 공정변수 선정이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 자동화 된 터닝롤러 시스템으로 해양 구조물 배관용접의 공정 변수 최적화를 위하여, GMA 용접실험을 진행하여 데이터를 획득하고 용접부 비드형상 확인을 통하여 2차회귀모델을 개발하고 제한함수 및 목적함수를 선정하기 위하여 인장강도, 경도를 확인하고 반응표면분석법을 이용하여 용접 공정변수 최적화를 통해 신뢰성과 효율성을 확인하고자 하였다. [그림 본문 참조]

GA 기법을 이용한 쇼트 블라스트 공정 최적화에 대한 연구

오원빈(Won-Bin Oh),윤태종(Tae-Jong Yun),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),손준식(Joon-Sik Son),박민호(Min-Ho Park),김일수(Ill-Soo Kim) 한국생산제조학회 2021 한국생산제조학회지 Vol.30 No.3

군집분석을 이용한 파이프라인 용접부 품질 분석에 대한 연구

윤태종(Tae Jong Yun),오원빈(Won Bin Oh),이보람(Bo Ram Lee),이충우(Chung Woo Lee),나현호(Hyun Ho Na),김일수(Ill Soo Kim) 대한기계학회 2021 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2021 No.6

조선·해양 기자재 산업에서 용접 공정은 전체 공정의 최소 30~70%를 차지하는 공정으로 용접 공정의 효율화가 제품의 경쟁력 강화에 지대한 영향을 미친다. 조선ㆍ해양 기자재에서 용접 기술의 가장 시급한 연구개발이 필요하다고 사료되는 것은 파이프라인이다. 일반적으로 파이프라인은 파이프와 플랜지를 연결하는 방식으로 LNG&LPG 특수선의 복잡한 형상의 파이프라인 및 히팅코일 파이프&플랜지 이음부, 원유 운반선의 화물유 탱크 내 많은 수의 파이프&플랜지 라인, 해양&에너지 플랜트, 석유산업 분야 파이프&플랜지 제조공정에 사용되고 있고 강한 내구성이 필요한 참치선망선, LNG 등 특수선에 사용되고 있다. 하지만 히팅코일의 파이프라인은 수십 또는 수백 톤의 파이프를 조립 및 용접하여 설치하는 위험작업의 연속이며, 다양한 형태의 밀폐 및 고소 공간에서 작업으로 인하여 안전사고의 위험에 항상 노출되어 있다. 특히 파이프라인 용접 공정은 작업자 1명이 겨우 진입할 수 있는 협소한 공간에서 수행되고 있어, 숙련된 용접사 역시 구조상의 결함(균열, 기공 등)등의 많은 문제점을 내포하고 있다. 본 논문에서는 히팅코일 파이프라인의 파이프-플랜지 공정의 생산성을 향상시키기 위해 용접조건(용접전류, 아크전압, 용접속도)에 따른 용접실험을 수행하고 군집분석 기법인 마할라노비스 거리를 이용하여 최적의 용접 공정변수를 도출을 통해 히팅코일 파이프라인 용접이음의 생산성에 기여하고자 한다. [그림 본문 참조]

GA를 이용한 레이저 용접 공정변수 최적화에 대한 연구

윤태종(Tae Jong Yun),오원빈(Won Bin Oh),이보람(Bo Ram Lee),이충우(Chong Woo Lee),나현호(Hyeon Ho Na),최주석(Ju Seok Choi),김일수(Ill Soo Kim) 대한기계학회 2021 大韓機械學會論文集A Vol.45 No.4

LNG(liguefied natural gas)는 여타의 화석연료에 비해 환경 부담이 작은 청정에너지의 장점 때문에 그 사용량은 세계적으로 증가하는 추세이며, 저장탱크, 파이프라인, 수송용 LNG 선박의 수요가 크게 증가하고 있다. 현재 LNG 탱크선의 30~40%가 곡선으로 이루어져 있는 LNG 탱크선에 대한 맞대기의 용접 한계를 극복하기 위한 용접부 형상 및 용접법의 변화가 필요하다. 본 연구에서는 맞대기 용접의 한계를 극복하고 고품질의 용접부 품질을 위해 필렛 형상의 레이저 용접을 수행하였으며, 필렛 용접부의 용입 형상에 대한 데이터를 활용하여 용접공정변수의 최적화를 최종목표로 하였다. 용접 공정변수의 최적화를 위해 유전자 알고리즘의 목적함수 및 제한함수를 선정하였다. 또한 GA를 이용하여 최적의 파이버 레이저 필렛 용접 공정변수를 도출하였으며, 알고리즘의 오차 분석을 통해 알고리즘의 신뢰성을 확보하였다. The use of liquified natural gas (LNG) is increasing globally because of its advantages as a clean source of energy with lower environmental burden compared to other fossil fuels. The demand for storage tanks, pipelines, and LNG transportation vessels is increasing significantly. About 30~40% of the current LNG tankers are curved and hence require butt welding. To overcome the limitations of butt welding, it is necessary to change the weld shape and welding method. In this study, fillet-shaped laser welding was performed to overcome the limitations of butt welding and to achieve high-quality welds. The ultimate goal was to optimize the welding process parameters by utilizing data on the penetration shape of the fillet weld. For optimization of welding process variables, the objective and limiting functions of the genetic algorithms were selected. In addition, the optimal fiber laser fillet welding process parameters were derived using the genetic algorithm, and the reliability of the algorithm was secured through error analysis of the algorithm.

GBO를 이용한 9% Ni Steel의 필렛 레이저 용접 공정 최적화

윤태종(Tae-Jong Yun),오원빈(Won-Bin Oh),이보람(Bo-Ram Lee),이충우(Chung-Woo Lee),나현호(Hyun-Ho Na),최주석(Ju-Seok Choi),김일수(Ill-Soo Kim) 대한용접·접합학회 2020 대한용접·접합학회지 Vol.38 No.5

Because more than 90% of the domestic manufacturing processes for the Liquefied Natural Gas (LNG) storage tanks rely on welding and processing technologies, the advancement of welding and processing technologies is directly connected to the productivity and therefore the advancement is critical to be competitive in the domestic shipbuilding industry. The welding technology using a laser light source is a more advanced technology than conventional arc welding in terms of workability, precision, and productivity. Although its application area is currently limited, this technology has been emerging as an important assembly tool in the manufacturing process of shipbuilding and offshore structures in the future. Because the LNG storage tank is a cryogenic structure, 9% nickel steel is widely used to manufacture the tank for both room temperature and low-temperature environments due to its excellent mechanical properties and fatigue strength. In terms of strength, 9% Ni steel is equivalent to 680 MPa-level high-tensile strength steel, and is usually used in applications where the operating temperature is below -150℃, such as LNG tanks with QT treatment. The 9% Ni steel has higher strength and better weldability than A5083-O aluminum alloy, has better impact toughness at cryogenic temperatures than SUS304L, and is economic. Therefore, 9% Ni steel is widely used to manufacture LNG tanks. Previous studies on the 9% Ni steel are based on butt welding, and research has been conducted according to the welding process. However, because 30-40% of LNG storage tanks are formed in a curved shape, research on the fillet welding process to overcome the limitations of butt welding has not been actively conducted to date. More specifically, research on the development of an algorithm for setting process variables, which is the core technology of fillet welding, needs to be conducted. Therefore, in this study, fiber laser welding, which is a fillet shape, is studied and performed using 9% Ni steel. The main objective of this study is to optimize the welding process variables by predicting weld properties. To derive the optimal process variables, the GBO algorithm was developed based on mathematical models. Finally, the developed algorithm showed an average error rate of 0.01831%, which ensures the high reliability of the optimal process variables.