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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 李相豪
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 원광대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 연구에서는 FEM(Finite Element Method) 수치해석을 이용하여 레이저 다이오드(Laser diode)의 링 프로젝션(Ring projection) 용접 과정에서의 비정상 열전달 특성에 대해 분석하였다.
ANSYS Workbench 14.5를 이용한 비정상 열전달 해석을 통해 용접 과정에서의 너깃(Nugget) 형성과 레이저 다이오드 내 부품의 온도분포 변화 특성에 대한 분석을 수행하였다.
용접시간과 전극 가압력이 각각 0.5초, 0.2 MPa인 조건에서 최대 용접전류를 14.0 ∼ 20.0 kA로 조건에서 해석을 수행하였다. 이를 통해 최적의 레이저 다이오드 용접 결과를 위한 최대 용접 전류는 16.9 kA인 것을 알 수 있었다.
수치해석 결과를 검증하기 위한 방법으로 접촉식 온도계를 이용한 용접부의 온도측정 실험과 함께 용접변수에 따른 너깃 생성을 관찰한 연구결과와 비교분석하였다.
이를 통해 레이저다이오드의 링 프로젝션 용접성능에 큰 영향을 미치는 용접 전류 및 시간, 전극 가압력 등 여러 가지의 설계 변수들에 대한 전열 특성에 대한 종합적인 분석과 함께 최적의 시스템 작동조건을 설정하는 데 필수적인 데이터를 제시하고자 하였다.
본 연구 레이저 다이오드 등의 초정밀 링 프로젝션 용접가공의 설계조건을 결정하는 데 필요한 주요 데이터로서 다양한 활용이 가능할 것으로 판단된다.
ANSYS Workbench 14.5를 이용한 비정상 열전달 해석을 통해 용접 과정에서의 너깃(Nugget) 형성과 레이저 다이오드 내 부품의 온도분포 변화 특성에 대한 분석을 수행하였다.
용접시간과 전극 가압력이 각각 0.5초, 0.2 MPa인 조건에서 최대 용접전류를 14.0 ∼ 20.0 kA로 조건에서 해석을 수행하였다. 이를 통해 최적의 레이저 다이오드 용접 결과를 위한 최대 용접 전류는 16.9 kA인 것을 알 수 있었다.
수치해석 결과를 검증하기 위한 방법으로 접촉식 온도계를 이용한 용접부의 온도측정 실험과 함께 용접변수에 따른 너깃 생성을 관찰한 연구결과와 비교분석하였다.
이를 통해 레이저다이오드의 링 프로젝션 용접성능에 큰 영향을 미치는 용접 전류 및 시간, 전극 가압력 등 여러 가지의 설계 변수들에 대한 전열 특성에 대한 종합적인 분석과 함께 최적의 시스템 작동조건을 설정하는 데 필수적인 데이터를 제시하고자 하였다.
본 연구 레이저 다이오드 등의 초정밀 링 프로젝션 용접가공의 설계조건을 결정하는 데 필요한 주요 데이터로서 다양한 활용이 가능할 것으로 판단된다.
목차
Ⅰ. 서 론 11.1 연구배경 11.2 이론적 배경 41.2.1 레이저 다이오드 41.2.2 링 프로젝션 용접 5Ⅱ. 온도 측정 실험 92.1 실험 재료: CAN 타입 레이저 다이오드 92.2 레이저 다이오드 자동 용접 장치 122.3 접촉식 온도계 152.4 실험 방법 17Ⅲ. 수 치 해 석 203.1 수치해석 개요 203.1.1 수치해석 절차 203.1.2 해석 모델 213.1.3 격자 생성 233.2 전기해석 273.3 비정상 열전달 특성 분석 31Ⅳ. 결과 및 고찰 324.1 온도측정 실험 결과 324.2 수치해석 결과 344.2.1 전기해석을 통한 열에너지 분석 344.2.2 비정상 열전달 특성 분석 374.2.2.1 용접부 주변의 용융영역 해석 374.2.2.2 레이저 다이오드 주요 부품 내 온도분포 변화 특성 454.3 실험 및 수치해석 결과 비교분석 594.3.1 온도측정 실험 및 수치해석 결과 비교분석 594.3.2 수치해석을 통한 용접결과 분석 61Ⅴ. 결 론 63
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