본문 바로 가기

로고

국내 최대 기계 및 로봇 연구정보
통합검색 화살표
  • 시편연마기 Mecatech 334
  • 학술대회 참관기

    7263 0 14

    • Japan International Welding Show 2012 및 일본용접학회 춘계학술대회 참관기

         이희근 (부산대학교) / 2012-04-24 오전 11:09:46

    1. 학회 및 전시회 개요
     


    본 전시회는 독일 엣센 용접 페어, 미국 AWS 웰딩 쇼와 나란히 세계 3대 국제 용접 전시회의 하나라는 평가를 받고 있다. 세계의 저명한 제조업체(참가업체 : 약 200 업체)들이 출품하여 세계를 선도하는 최첨단 기술이 한자리에 전시되므로 아시아 각지에서 관람객이 찾아오는 뛰어난 관객 동원 능력과 더불어 용접에 관한 아시아의 허브 전시회로서 지위를 확립하고 있다.

    신제품이 가장 먼저 발표되고 시연이 풍성하게 이루어지는 점이 가장 큰 특징인 동시에, 이 전시회의 관람객 대부분이 엔드 유저인 기술자라는 점도 본 전시회의 가장 큰 특징으로 손꼽을 수 있다. 기술자 층을 중심으로 압도적인 관객 동원 능력(참관객 : 약 10만명)을 가지고 있으며, 기술 전시회로서 국제적으로도 좋은 평가를 받고 있다.

    1969년 제1회 국제 웰딩 쇼 이후 이번에 22회를 맞이한다. 격년제로 도쿄와 오사카에서 교대로 개최하여 43년의 역사를 자랑하는 본 전시회는 그 동안 각각의 시대 배경에 맞춰 기술 혁신을 촉구하며 일관되게 산업계의 요구에 부응하는 선도적인 역할을 해왔습니다.

    본 전시회는 용접, 절단에서 레이저 가공, 마이크로 접합, 분체 가공, 용사, 표면 개질, 비파괴 검사 또는 CAD/CAM, CIM과 같은 컴퓨터 기술에 이르는 광범위한 분야 및 용접과 관련된 모든 기술, 제품, 정보가 집중적으로 전개되는 대형 이벤트가 되고 있다.

    이번 Japan International Welding Show 2012에서는'일본에서 세계로, 세계에서 일본으로 – 사람, 기술, 나라를 이어주는 용접 접합 기술 –'을 주제로 설정하여, 일본 국내외에 걸친 다양한 용접에 관한 솔루션을 전개하는 동시에 본 전시회가 허브가 되어 세계의 첨단 기술이 일본과 아시아로, 일본과 아시아의 기술이 세계로 전파되는 등 기술 교류의 장이 되기를 기원하고자 하였다.
     


    또한 본 전시회 개최시 일본용접학회의 학술대회가 동시에 이루어지기 때문에, 학술과 현장 기술을 한번에 파악할 수 있었다. 이번 학술대회에서는 200여편의 기술 논문 발표와 더불어 “일본의 우주산업에서의 용접․접합기술의 현황”라는 주제의 심포지엄과 용접구조물의 피로향상기술 최신기술”주제의 포럼 등이 추가적으로 열렸다.



    2. 주요 발표 내용


     1) 일본용접학회 학술대회 발표 내용

     (1) Special speech

    - 進化する日本の宇宙開発利用 ―日常生活から有人飛行・探査まで
     (진화하는 일본의 우주개발이용 - 일상생활에서 유인비행 ․ 탐사까지)



    - 발표자 : 山浦 雄一 야마우치 유우이치


    발표자인 야마우치 유우이치는 1978년부터 일본 우주항공연구개발기구(일본어: 宇宙航空研究開発機構, 영어: Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA)에 근무하고 있으며, 미국 NASA에서 Space shuttle에서의 우주 실험 및 국제 우주 정거장 계획 등 유인 우주사업 등의 연구를 실시한 일본 내 우주 항공 연구 전문가이다.

    JAXA에서는 인류의 활동 영역을 우주까지 확대하는 것을 목표로, 유인 우주 활동 및 우주 탐사라는 목표로 달(Moon)의 탐사 및 유인 우주 활동을 추진 중에 있다. 달의 탐사는 태양계의 기원과 진화를 과학적으로 해명하고자 하는 목적과 달이 보유하고 있는 자원에 대한 이용 가능성을 확인하고자 하는 목적이다. 이를 위해서는 무인 탐사 능력 확보와 더불어 유인 활동을 자유롭게 행할 수 있는 능력을 보유하는 것, 또한 우주 선진국으로서의 지위를 확보하는 것이 중요하다고 판단하고 있다. 따라서 현재 일본에서는 달탐사에 중점을 두고, 그 1단계로서 일본 내 강력한 로켓트 기술을 확보하는 연구를 추진하고, 이를 바탕으로 2단계에서는 로봇과 인간을 실고 달로 보내어 탐사하는 계획을 세워 추진 중에 있다.
     

     
     (2) 주제 발표
     
    - ロケット機体の製造と溶接・接合技術
       (로켓트 기체의 제조와 용접․접합 기술)
     

    - 발표자 : 佐藤 広明(소속 : 미츠비씨 중공업 나고야 항공우주시스템제작소)



    알루미늄으로된 로켓트 기체의 접합프로세스로서는 종래 H-IIA 로켓트는 GTA-DCSP(직류정극성 GTA 용접)을 적용하였다. 그러나 최근 새로운 용접방법으로 미국 보잉사의 로켓트 추진 액체 탱크의 직선 용접 구간에 적용된 FSW(Friction Stir Welding, 마찰 교반 용접)을, 일본에서도 H-IIA 보다 업그레이드된 H-IIB 액체 탱크에도 적용하여 제조 단가 저감 및 용접부의 신뢰성 향상을 도모하였다.
     

    로켓 엔진의 접합프로세스는 GTA 용접, 전자 빔 용접, 브레이징을 적용하고 있다. 일반 분사기 및 노즐 스카트 등의 정밀도를 요구하는 부품에는 브레이징을 적용하고, Deep penetration 용접이 요구되는 분사기 및 연소실 등의 용접부에는 전자 빔 용접, 배관에는 자동 GTA 용접, 그 이외에는 수동 GTA 용접이 적용되는 경우가 많다.
     


     (3) 주제 발표
     
    - 鉄鋼材料の革新的 高強度・高機能化 基盤研究 開発
      (철강재료의 혁신적 고강도․고기능화 기반연구 개발)
     

    - 발표자 : 平岡 和雄(소속 : 오사카대학 접합과학연구소)
     


    에너지 자원의 약 80%를 해외에서 의존하고 있는 일본에 있어, 에너지 저감화는 중요한 과제이다. 철강업계에서는 이 과제를 해결하기 위해, 강구조물의 고기능화를 실현하여, 철강 구조물 및 플랜트, 자동차 등 혁신적인 에너지 저감화, 수명 장기화, 안전화을 추구하려 한다. 이를 위해서는 철강재료의 고강도 및 고강도화가 이루어져야 하며, 이의 기반 기술로써 (1) 후판 고강도강 용접부의 신뢰성 및 수명을 크게 향상시킬 수 있는 용접 시공 ․ 용접 재료 및 금속 조직 제어기술의 개발, (2) 부재의 경량화를 위한 강도, 가공성 등의 최적 경사 기능을 부여한 기계부품 단조 기술의 개발 등의 프로젝트를 추진하고 있다.
     

    본 프로젝트에는 나노 스케일의 결정조직 제어, 레이저 응용 용접 가공 기술 및 고도의 시뮬레이션 시스템 등의 최첨단 과학 기술을 활용하여, 철강업계, 대학, 독립 행정 법인 등의 연구 기관이 연계되어 4개의 그룹(① 용접 기술 그룹, ②고온 크리프 그룹, ③ 제어단조 그룹, ④ 내부 유기 피로향상 그룹)으로 나누어 연구 개발을 실시하였다. 이를 통해 얻은 결과는 Fig.6에 나타낸 산업영역에 활용하여, 안정하고 에너지 저감형의 그린 제조 공정을 실현할 예정이다.
     
     

      (4) 주제 발표

    - 高強度鋼レーザ・アークハイブリッド溶接の材料・継手設計と溶接施ネ工
      (고강도강의 레이저 하이브리드 용접의 재료․용접 설계 및 용접 시공)
     

    - 발표자 : 猪瀬幸太郎(소속 : IHI)
     


    최근, 자동차 업계 및 항공기 업계에서는 부품 제조를 중심으로 레이저 용접의 적용이 증가되고 있으나, 두께 10mm 이상의 중후판 철강 재료를 이용한 대형 구조물의 적용이 되지 않고 있고, 고강도강에도 적용되지 않고 있다. 그러나, 최근 레이저 용접기(발진기)의 고출력화가 진행되면서, 컴팩트한 용접장치가 상용화되기 시작하였다. 이에 고기능․고효율 용접에 대한 기대가 커지고 있으며, 특히 고강도강의 레이저 용접 적용은 철강 구조물의 경쟁력 향상과 고강도강의 시장확대에 공헌할 수 있을 것으로 생각되어 지고 있는 실정이다.
     

    본 발표에서는 고강도강을 적용하면, 강교 등 구조물의 설계와 시공의 자유도가 비약적으로 향상된다는 사실을 바탕으로, 강교 구조물에 고강도 강재를 레이저 하이브리드 용접을 적용하는 기술을 개발하였고, 이를 평가하는 평가 기술을 확립하였다. 구체적으로는, 레이저 하이브리드 용접부의 성능 평가와 품질보증을 실현하기 위해, 용접프로세스의 최적화, 취성파괴 방지, 용접균열 방지, 피로향상 향상(일면 맞대기 용접부, 하중 비전달형 필렛용접부) 등을 위한 기술을 개발하였다.
     
     


     2) 일본용접전시회 발표 내용


      (1) Keynote speech


    - Welding the World Together_About the lastest technology and a global market 
    -
    발표자 : William A. Rice Jr.(American Welding Society President)
     


    발표자인 William A. Rice Jr.는 미국용접학회 회장이자, OKI Bering의 대표이사이다. 이 회사는 3대째 용접 관련 물품을 Trading 하는 업체로서, 용접 동향에 발 맞추어, 상품 준비 및 판매 전략을 세우고 있다. 최근의 용접 동향은 고도화, 고속화, 자동화의 개념으로 진행하고 있기 때문에, 이에 대응하여, 미국 내 용접 관련 업체뿐 만아니라, 미국 용접 학회 역시 업무 진행 방향을 수정하여 준비하고 있다.

    최근 들어 미국에서 문제가 되고 있는 것은 용접사의 부족 현상이다. 통계적으로 보면 2019년까지 미국 내 25만 정도의 용접사가 부족한 것으로 나타났다. 이런 현상은 미국뿐만 아니라, 유럽, 일본 등 선진국에서 나타나고 있으며, 이 부족 현상은 남미 및 아시아권에서 채워지고 있으나, 매우 부족한 실정이다. 이러한 현상에 대응하기 위해, 용접 자동화 등을 실시하고 있으나, 실제 조립 생산 라인이 아닌 곳, 즉 Field에서 용접 작업이 이루어지는 곳에서는 용접 자동화 진행이 늦어지고 있다. 이런 분야는 결국 용접사가 필요하기 때문에, 용접사 부족은 향후 매우 심각한 상황을 나타낼 것으로 생각된다. 미국 정부에서는 이를 인지하여 주지사가 직접 용접사 양성 분야에 대해 관심을 가지고 주정부 차원에서 적극적으로 지원을 하고 있다(Fig. 8 참고)
     

    이 문제에 대해 미국용접학회뿐만 아니라 용접 관련 업계에서 공동으로, 청소년 및 여성 대상 용접사 활성화 방안을 수립하여, 실시하고 있다. 용접사 활성화 방안에는 보이스카우트 활동 내 용접사 교육 이수 후 뱃지 수여, 가상 용접 교육 시뮬레이션 공급, 용접 교육용 만화책 발간, 용접 훈련 및 직업 선택을 위한 홈페이지 개설 등이 있다.
     

    용접 기술에 관한 박사 학위를 준비하고 있는 학생으로써, 본 내용은 안타깝지만 받아드릴 수 밖에 없는 현실인 것 같다. 우리 나라도 비록 조선 산업 등에서 용접사를 많이 배출하고 있지만, 이는 대기업에 해당되는 이야기로서, 일반 중소 업체에서는 용접사 확보에 매우 어려움을 겪고 있는 형편이다. 또한 우리나라도 소득 수준이 올라간다면 미국과 같은 현실이 되어, 용접 분야가 어려움을 겪게 될 수 있을 것으로 생각된다. 따라서, 한국도 이에 대한 장기적인 대응 방안이 필요할 것으로 생각된다.
     


      (2) 전시 발표
     


    - Evolutional Welding Process for galvanized steel sheet

    - 발표처 : Kobelco

     

    용융도금 강판에 CO2 용접을 할 경우, 내부 기공 및 스패터 발생으로 용접 품질 저하에 따른 재작업률이 높다. 이를 방지하기 위한 방법으로, 내부 기공 및 스패터 발생되는 현상을 고속 카메라 등을 이용하여 관찰하여, 이 현상을 제어하기 위해 용접 파워 출력(Pulsing) 제어와 용접 재료 내 화학성분 개선 등을 실시하였다. 여기서 눈여겨 볼 점은 기존의 연구는 파워 또는 용접 재료 하나만 변경하여 개선 효과 여부를 확인하는 형식으로 연구가 진행되어 왔으나, 최근의 경우, 고속 카메라와 같은 용접 가시화 기구 발달로 인해, 문제가 발생되는 현상을 관찰하여, 그 현상에 대한 원인을 제어하는데, 하나의 방법이 아니라, 복합적인 방법을 통해 제어하여 문제점을 해결한다는 것이다. 일본의 경우, 고속 카메라 등 용접 현상 가시화 기술이 발달하여, 이런 연구가 진행되고 있으나, 우리나라의 경우, 아직 이런 부분은 장비가 고가이고, 바로 상용화할 수 있는 역량이 부족하므로, 이런 기초 기술적 투자는 국책 연구소에서는 가능하지만, 용접 관련 일반 기업에서는 하기가 힘든 실정이다. 향후 이런 부분에 대한 투자가 많이 이루어졌으면 하는 바램이다.
     
     



      (3) 전시 발표


     - 2電極プラズマ溶接法による高速溶接化とその適応
       (2전극 플라즈마용접법에 의한 고속용접화와 그의 응용)

     
    - 발표처 : NSSW(Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd.)



    플라즈마 용접은 Fig.11의 (a)에 나타낸 바와 같이 수냉 토치에 의해 구속되어 고온의 에너지 밀도를 가진 아크를 만들어, Fig.11의 (a)와 같이 기존 TIG 아크에 비해 약 1.5-5배 정도의 고속 용접하고, 저변형의 외관 비드가 우수한 용접부를 얻을 수 있는 장점이 있어, 자동차, 조선, 전자 부품 등 여러 분야에 적용하고 있다.

     NSSW사는 이번 전시회에서 기존 플라즈마 용접법보다 2-3배 빠른 용접속도를 구현할 수 있는 2전극 플라즈마 용접법을 개발했다고 공개하였다. 기존 1전극 플라즈마 용접의 경우, 적정 용접 속도 이상의 속도에서는 Fig. 11의 (b)에 나타낸 바와 같이, 비드 양 끝단에 언더컷(Undercut)현상이 발생하는 현상이 나타나, 용접 속도 증가에 한계를 나타내었다.

    2전극 플라즈마 용접의 용접 원리에 대해 Fig.11의 (c)에 나타내었다. 선행 아크는 이면 비드를 형성하고, 후행 아크가 선행 아크가 형성시킨 언더컷 부분을 재용융하여 평활한 비드를 형성시킨다. 이 용접법을 적용할 경우, 기존 1전극 플라즈마 용접 대비 2-3배의 용접 속도 증가 효과를 나타내고 있다.

    따라서, 본 프로세스는 현재의 자동차 차체 부품 및 스테인리스 조관 등의 분야에서 고속 용접을 가능하게 하여, 제조 원가 절감 및 품질 향상 등을 실현시킬 수 있을 것으로 생각된다.
     



    3. 참관 후 느낀 점
     


    일본 용접 전시회와 일본 용접 학회가 같은 곳에서 이루어져, 학술과 현장 기술을 한번에 파악할 수 있어, 뜻깊었다. 일본 용접 기술 발단은 현상 관찰에서부터 진행된다는 사실을 다시금 느끼게 되었다. 특히 현상 관찰을 위한 용접 가시화 기술은 세계 최고인 것으로 생각된다. X레이 및 고속카메라를 이용하여 용접이 진행되는 용융풀(Weld pool)내 기공 생성 및 용융풀 유동 관찰, 또한 용융 이후 응고 되는 현상을 실시간으로 관찰할 수 있는 In-situ 현미경 등의 장비를 통해, 보다 정확한 현상 분석을 통해, 문제점을 도출하고, 그에 따른 해결 방법을 찾는 방향으로 학술 활동이 이루어지고, 이를 통해 제품 상용화까지 이루어지는 것이 인상적이었다. 이런 가시화 장비를 개발하기 위해서는 물리학 및 광학 등의 기초 과학이 매우 중요할 것으로 생각된다. 즉, 기초 과학에서부터 용접 현상 분석, 제품 상용화까지 하나의 프로세스와 같이 이루어져야, 고품질의 생산품을 개발할 수 있지 않나라는 생각이 든다.

    • 페이스북아이콘
    • 트위터 아이콘

    전체댓글 14

    [로그인]

    사용자 프로필 이미지
    |2019.11.28
    용접기법에 대해 알게 되어 감사드립니다.^^

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2015.01.19
    원자력 발전소 현장에 근무했을 당시 용접의 중요성에 대해 절실히 느꼈었습니다. 관련 국내 학회에는 참석해 보았지만, 국제 학회에 대한 정보가 없었는데 유익한 정보 감사합니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2015.01.15
    금속을 소재로하는 거의모든 산업분야에서 용접을 사용합니다. 기술과 소재의 첨단화는 용접기술의 첨단화를 유도하고 또한 요구하는군요. 일본의 용접기술에 대한 자세와 투자가 부럽습니다. 특히 FSW나 레이저 용접과 같은 차세대 용접기술관련 해서는 두려울 정도군요. 적어도 우리보다 10년이상 앞서는 분야-아니 정확하게 말하자면 얼마나 앞서 있는지 추측불가능한 분야가 용접과 같은 뿌리기술 이지요.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2015.01.15
    선진화된 용접기법에 대한 정보 감사합니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2014.03.28
    일본의 기술이 한발 앞서가고 있군요. 잘 보았습니다

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2014.03.28
    최신용접 기술정보 및 기술자료에 감사 합니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2014.03.28
    용접 관련 많은 도움이 될 것 같습니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2013.05.14
    아주 흥미롭습니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2013.01.10
    용접학회라~ 흥미로운 주제네요.ㅎ

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2013.01.10
    회원으로 처음가입 하였습니다. 세계의 용접기술을 접할 수 있어서 좋은 자료에 감사합니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2013.01.10
    용접 작업환경에 개선 기술에 대한 내용이 많이 있으면 좋을 것 같습니다.

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2012.04.25
    현재 현장에서 사용되는 토치와 일본산 토치 가다양하다는데 고정관념이 사라지는부분입니다 좋은자료 감사합니다^^

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2012.04.25
    좋은 글 감사합니다

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    사용자 프로필 이미지
    |2012.04.25
    선배님 건강하신가요? 회사에서 Metric 소식지가 왔는데, 희근선배님 이름을 보게되서 반가웠습니다. 연구실에 자주 못가서 죄송하네요. 조만간 또 뵈요^^

    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자
    댓글 입력란
    프로필 이미지
    0/500자

    서브 사이드

    서브 우측상단1