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박영도 연구실
동의대학교 신소재공학과
박영도 교수
기본 정보
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박영도 연구실

동의대학교 신소재공학과 박영도 교수

본 연구실은 고강도 강재와 경량 금속 소재의 용접·접합 공정을 중심으로 저항점용접, 레이저용접, 아크용접, 저항 엘리먼트 용접, 기계적 체결 및 하이브리드 접합 기술을 연구하며, 특히 초고장력강의 액상금속취화(LME) 메커니즘 규명, 자동차 차체용 이종소재 접합, 접합부 미세조직 및 기계적 특성 평가, 그리고 머신러닝 기반 용접 품질 예측과 비파괴 검사 시스템 개발을 통해 미래 모빌리티와 스마트 제조를 위한 재료·공정 융합 연구를 수행하고 있다.

대표 연구 분야
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고강도 강판의 저항점용접 및 액상금속취화(LME) 제어 thumbnail
고강도 강판의 저항점용접 및 액상금속취화(LME) 제어
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

49총합

5개년 연도별 피인용 수

850총합
주요 논문
3
논문 전체보기
1
article
|
hybrid
·
인용수 4
·
2025
Mechanism of interfacial Si enrichment in hindering Fe-Zn alloying and its morphological evolution during annealing in Zn-coated Si-bearing steels
Hyungkwon Park, Seong Hoon Kim, Jin-Jong Lee, Kihwan Kwon, Kyeong-Won Kim, Chang‐Hoon Lee, Yeong-Do Park, Taeho Lee
Journal of Material Science and Technology
• Mechanism of interfacial Si enrichment in hindering Fe-Zn alloying was studied. • Localized Si-enriched zone was found between the steel matrix and the Zn coating. • Si-enriched zone inhibited Zn diffusion while allowing limited Fe diffusion. • Shape of the Si-enriched region evolved with increasing annealing time. • Si-enriched regions formed dispersed particle shapes within coating middle. Retained austenite plays a significant role in third-generation advanced high-strength steels (AHSS 3. Gen.), renowned for their excellent combination of strength and ductility. Silicon (Si) is a key element in stabilizing retained austenite. However, it introduces challenges in galvannealing and welding processes in Zn-coated steels, such as inhibited Fe-Zn alloying and increased susceptibility to liquid metal embrittlement (LME). This study investigated the mechanism of Si enrichment at the Zn/steel interface and its role in suppressing Fe-Zn interdiffusion during annealing. Using advanced techniques such as high-resolution transmission electron microscopy and atomic probe tomography, and Thermo-Calc DICTRA simulations, we analyzed the diffusion behavior and microstructural evolution in Zn-coated steels with varying Si contents. Si, driven by its low solubility in liquid Zn and Fe-Zn intermetallic phases, accumulates at the interface, forming a Si-enriched region that significantly suppresses Zn diffusion while permitting limited Fe diffusion. Numerical simulations revealed that the Si-enriched layer forms via the drag effect of the Fe-Zn reaction line, progressively concentrating Si at the interface as Zn diffuses. As annealing progresses, the morphology of the Si-enriched region evolves from layered, cloud-like structures to droplets and elongated dendritic forms, driven by Zn penetration and Fe consumption. These findings provide novel insights into the role of Si enrichment in mitigating LME and optimizing the Zn-coated AHSS 3. Gen., paving the way for advancements in automotive material design.
https://doi.org/10.1016/j.jmst.2025.02.028
Materials science
Annealing (glass)
Metallurgy
Mechanism (biology)
Zinc
Chemical engineering
2
article
|
hybrid
·
인용수 0
·
2025
Microstructure and mechanical properties of laser-welded 30MnB5 via precise Al–Si coating geometry control
Hyun-Uk Jun, Jooyong Cheon, Yeong-Do Park, Young-Kuk Kim, Young-Kuk Kim, Young Do Kim, Young Do Kim, Changwook Ji
Journal of Materials Processing Technology
During the laser welding of Al–Si–coated 30MnB5 steel, the incorporation of molten coating constituents into the fusion zone (FZ) promotes δ-ferrite formation, Al segregation, and heterogeneous microstructures, undermining the reliability of hot-stamped tailor-welded blanks (TWBs). To address this challenge, the thickness and geometry of the remaining Al–Si coating were precisely tailored using femtosecond laser ablation, providing a controllable pathway for regulating Al incorporation into the molten pool. TWBs with systematically varied coating geometries were fabricated and examined to establish the link between coating control, solidification dynamics, and weld performance. EBSD analysis showed that suppression of Al segregation reduced δ-ferrite content by ~30–40% and promoted a more homogeneous martensitic matrix, while KAM results confirmed higher dislocation density and improved plastic accommodation in coating-minimized conditions. Mechanical testing further demonstrated that when the Al–Si coating was controlled to an Fe 2 SiAl 7 inhibition layer, the welded joints exhibited notable improvements in hardness and strength compared to the intact-coated samples. With progressive coating removal, the hardness of FZ exceeded 550 HV and the tensile strength approached 1.7 GPa, whereas fully de-coated joints achieved performance comparable to the base metal. These findings demonstrate that femtosecond laser tailoring of the Al–Si coating thickness and remaining layer structure is a scientifically grounded and scalable strategy for improving the weldability, microstructural uniformity, and mechanical integrity of advanced high-strength steels, offering new opportunities for the reliable production of hot-stamped automotive components. • Femtosecond laser ablation was used to selectively remove Al–Si coatings in TWB joints. • Coating geometry significantly influenced weld pool flow and interface morphology. • Al dilution regulated ferrite formation and martensitic transformation in the fusion zone. • Microstructure evolution was visualized via EBSD and phase-based CCT simulations. • Enhanced strength and ductility were achieved under controlled coating removal conditions.
https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2025.119109
Coating
Microstructure
Welding
Ultimate tensile strength
Laser
Femtosecond
3
article
|
인용수 29
·
2023
Liquid metal embrittlement in Zn-coated steel resistance spot welding: Critical electrode-contact and nugget growth for stress development and cracking
Arun Lalachan, Siva Prasad Murugan, Woosung Jin, Yeong-Do Park
IF 6.7 (2023)
Journal of Materials Processing Technology
https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2023.118009
Spot welding
Materials science
Liquid metal embrittlement
Welding
Electrode
Cracking
Metallurgy
Ultimate tensile strength
Embrittlement
Stress (linguistics)
최신 정부 과제
75
과제 전체보기
1
2025년 9월-2031년 12월
|479,475,000
저탄소 AL 합금 주조공정기술 및 고강도 SUS-AL 이종 용접부 구현을 위한 계면강도 100MPa 이상을 갖는 메탈라이징 공정기술 개발
'저탄소 AL 합금 주조공정기술 및 고강도 SUS-AL 이종 용접부 구현을 위한 계면강도 100MPa 이상을 갖는 메탈라이징 공정기술 개발'을 목표로 함.
리싸이클링
용탕청정화
AL 주조 기술
메탈라이징
아크 용접
2
주관|
2023년 5월-2024년 5월
|112,500,000
자동차 산업의 스마트 팩토리화를 위한 레이저 스캐닝 및 머신러닝 기반 저항 점 용접부 비파괴 품질 검사 시스템 개발
본 과제는 자동차 부품 및 차체의 조립 공정에 적용되는 저항 점 용접부의 품질 개선 및 검사 시스템 자동화를 위해 레이저 스캐닝과 머신러닝 기술을 융합한 비파괴 품질 검사 시스템을 개발하는 연구임. 이는 자동차 산업의 스마트 팩토리화를 위한 핵심 기술 확보를 목표로 함. 연구 목표는 용접부 크기 예측 정확도 90%, 전단인장강도 예측 정확도 85%, 파단 모드 예측 정확도 85%, 용접 품질 판단 신뢰도 95% 달성을 포함함. 핵심 연구 내용은 다양한 자동차용 강판 데이터베이스 구축, 저항 점 용접 시험편 제작 및 레이저 스캐닝 데이터 확보임. 이를 기반으로 용접 품질 관련 유효 인자 선정 및 자동 추출 기술, 너깃 크기, 전단인장강도, 파단 모드 예측 수식 및 알고리즘 개발이 진행됨. 또한, 머신러닝 기술을 적용하여 품질 예측 정확도를 향상시키고, 품질 불량 조건 분류 및 용접 조건 재설정 알고리즘을 개발하여 최종적으로 레이저 스캐닝 및 머신러닝 기반 저항 점 용접부 비파괴 검사 시스템을 개발하는 것임. 기대 효과는 세계 최초 기술 개발을 통한 기존 검사 방식 대체로 수백에서 수천억 원 규모의 품질 관리 비용 절감 및 매출 증대가 예상됨. 또한, 친환경 자동차 산업 수요에 대응하고, 국내 제조 산업의 경쟁력 강화와 용접·접합, 머신러닝, 프로그래밍 등 다양한 분야의 전문 인력 양성 및 고용 창출에 크게 기여할 것으로 전망됨.
자동차 산업의 스마트 팩토리
레이저 스캐닝 기술
저항 점 용접 품질 관리
비파괴 품질 검사
용접 조건 재설정
3
주관|
2021년 9월-2023년 9월
|253,334,000
자동차 저항 점 용접 품질 확보를 위한 머신러닝 기반의 품질 예측 및 관리 시스템 개발
본 과제는 자동차 생산 시 금속 부품을 접합하는 핵심 기술인 저항 점 용접의 품질을 높이기 위한 연구임. 머신러닝 기술을 활용하여 용접 품질을 실시간으로 예측하고 관리하는 시스템을 개발하는 데 목적이 있음. 연구 목표는 국내외 자동차 제조사 강판 및 다양한 용접부 데이터베이스를 구축하고, 최적 용접 조건 설정 및 용접부 품질(너깃 직경, 인장 강도, 파단 모드) 예측 알고리즘을 개발하는 데 있음. 더불어 머신러닝 및 인공지능을 적용한 98% 이상 신뢰성의 실시간 품질 판단 시스템 개발을 목표로 함. 핵심 연구 내용은 국내외 자동차 제조사 강판(강도, 두께, 코팅) 및 2~5겹 강판 조합, Hybrid 용접부 데이터베이스 구축임. 이 데이터를 활용하여 최적 용접 조건 및 품질 예측 알고리즘을 개발하고, 머신러닝 기반 실시간 모니터링 품질 판단 시스템을 구현하는 것임. 기대 효과는 미래 자동차 저항 점 용접 공정의 산업화를 견인하고, 현장 작업자에게 신뢰성 높은 피드백을 제공함. 경제적으로는 품질 판단 시간 및 비용 감소를 통해 자동차 제조 산업 및 중소 부품사 경쟁력을 강화하며, 미래형 친환경 자동차 산업 성장에 기여함. 사회적으로는 용접·접합 기술력 확보 및 관련 전문 인력의 고용 증대가 예상됨.
자동차 품질 관리
저항 점 용접
최적 용접 조건
용접 품질 예측 및 관리
머신러닝 및 인공지능
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2024알루미늄 제진 판재 및 강판의 이종소재 접합을 위한 저항 점용접 장치 및 방법1020240026129
공개2024플랜지 길이 단축을 위한 자동차 판재 용접방법1020240026125
거절2022저항 점 용접의 품질 평가 방법1020220116727
전체 특허

알루미늄 제진 판재 및 강판의 이종소재 접합을 위한 저항 점용접 장치 및 방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240026129

플랜지 길이 단축을 위한 자동차 판재 용접방법

상태
공개
출원연도
2024
출원번호
1020240026125

저항 점 용접의 품질 평가 방법

상태
거절
출원연도
2022
출원번호
1020220116727

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