레이저 용접레이저 가공 재료 가공 기술의 중요한 응용 분야 중 하나는 박판 재료 용접 및 저속 용접입니다. 용접 공정은 열전도형 용접으로, 레이저 광선이 공작물 표면을 가열하고 표면의 열이 열전도를 통해 내부로 확산됩니다. 레이저 펄스의 폭, 에너지, 최대 출력 및 반복 주파수와 같은 매개변수를 제어함으로써 공작물을 녹여 특정한 용융 풀을 형성할 수 있습니다. 기계 제조, 항공우주, 자동차 산업, 분말 야금, 생체의학 마이크로 전자 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
신에너지 자동차의 폭발적인 성장과 함께 고출력 배터리 생산이 확대되면서 레이저 용접 시장도 성장세를 보였습니다. 2018년 하반기부터 휴대용 레이저 용접기가 점차 인기를 얻으며 올해 상반기 레이저 용접 시장의 밝은 전망으로 떠올랐습니다. 현재의 기술 수준과 적용 시나리오를 고려할 때, 휴대용 레이저 용접기는 레이저 용접 시장에서 주목할 만한 성장 동력이 될 것으로 예상됩니다.휴대용 레이저 용접이는 기존의 TIG 용접기(아르곤 아크 용접기) 시장을 대체할 가능성이 매우 높습니다.
최근 몇 년 동안,파이버 레이저광섬유 레이저는 상당한 발전을 이루었으며, 주요 장점으로는 높은 광전 변환율, 빠른 열 방출, 우수한 유연성, 강력한 간섭 방지 능력, 저렴한 비용, 긴 수명, 조정 및 유지 보수가 필요 없는 편리성, 높은 안정성, 소형화 등이 있습니다. 이러한 이유로 광섬유 레이저를 사용하는 휴대용 레이저 용접 장비도 점차 발전하고 있습니다.
레이저 용접높은 조립 정밀도가 요구되는 공작물에서 용접 이음매는 결함 발생 가능성이 높습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 설계자는 특수 항공기용 레이저 용접 장비를 참고하여 스폿 회전 기능을 갖춘 휴대용 레이저 용접 장비를 개발했습니다. 레이저 빔이 "8"자형 또는 "0"자형으로 회전함으로써 공작물의 조립 정밀도를 낮추고 용접 깊이를 높일 수 있습니다. 일련의 최적화 및 개선을 거쳐 현재 시판되는 휴대용 레이저 용접 장비는 0.5~1.5kW의 출력을 가지며, 크기와 무게는 아르곤 아크 용접기와 유사하여 3mm 이하의 얇은 금속판을 용접할 수 있습니다. 레이저 용접 구조의 용접 강도 부족이라는 단점을 해결하기 위해 최근 장비 제조업체들은 레이저 용접에 자동 와이어 공급 장치를 통합하여 와이어 자동 공급이 가능한 휴대용 레이저 와이어 충진 용접 장비를 개발했으며, 이는 4m 이하의 얇은 금속판 용접에 필요한 요구 사항을 충족합니다. 이 용접 기술은 아르곤 아크 용접을 기본적으로 대체하고 능가하며, 고속, 저열 입력, 작은 변형, 저비용의 환경 보호 용접을 실현할 수 있고, 동일 조건에서 제조 비용이 아르곤 아크 용접보다 낮습니다.
휴대용 레이저 용접기는 작동 시 스캔 폭이 넓고 스폿 직경이 작아 한 점에서 다른 점으로 선 단위로 스캔하면서 용접 비드를 형성합니다. 기존의 냉간 용접기와 비교했을 때, 휴대용 레이저 용접기의 용접 속도는 훨씬 빠르며, 원샷 용접 공정 덕분에 긴 직선 이음매를 대량으로 용접하는 데 더욱 적합합니다.
휴대용 레이저 용접기는 공간을 적게 차지하며, 다양한 종류의 용접 헤드를 장착할 수 있습니다. 외부 용접, 내부 용접, 직각 용접, 좁은 모서리 용접, 넓은 점 용접 등 금속 부품의 다양한 용접 요구 사항에 따라 여러 종류의 용접 헤드를 선택할 수 있습니다. 용접 가능한 제품의 종류가 다양하고 제품 형상 제작도 더욱 유연합니다. 소규모 가공 및 대규모 용접이 아닌 작업을 하는 생산 작업장에는 휴대용 레이저 용접기가 최적의 선택입니다.
금속 재료마다 융점이 다르기 때문에 용접 재료의 종류에 따른 용접 매개변수 설정은 상대적으로 복잡하며, 용접 재료의 열물리적 특성은 온도 변화에 따라 각기 다른 양상을 보입니다. 또한 레이저 흡수율 역시 재료 종류에 따라 온도 변화에 따라 다르게 나타납니다. 용접 접합부의 용융 및 용접부 응고 중 열영향부의 구조적 변화, 휴대용 레이저 용접기의 접합 결함, 용접 참여 응력 및 열 변형 등 다양한 요인이 용접부에 영향을 미칩니다. 그러나 가장 중요한 것은 용접 재료의 물성 차이가 용접부의 거시적 및 미시적 특성에 미치는 영향입니다.
어떤 재료가 가능할까요?휴대용 레이저 용접기용접?
1. 스테인리스 스틸
스테인리스강은 열팽창 계수가 높아 용접 중 과열되기 쉽습니다. 열영향부가 조금만 커도 심각한 변형 문제가 발생할 수 있습니다. 하지만 휴대용 레이저 용접기는 용접 과정 전체에서 발생하는 열이 적습니다. 스테인리스강의 낮은 열전도율, 높은 에너지 흡수율 및 용융 효율과 결합하여, 용접 후 매끄럽고 아름다운 접합면을 얻을 수 있습니다.
2. 탄소강
일반 탄소강은 휴대용 레이저 용접기로 직접 용접할 수 있으며, 그 효과는 스테인리스강 용접과 유사하고 열영향부도 작습니다. 그러나 중탄소강 및 고탄소강을 용접할 경우 잔류 온도가 상대적으로 높기 때문에 용접 전 예열과 용접 후 열 보존을 통해 응력을 완화하고 균열을 방지해야 합니다. 이때 냉간 용접기를 사용할 수 있습니다. 냉간 용접기는 주철 용접 와이어를 사용하여 중탄소강 및 고탄소강을 저속으로 용접 또는 수리할 수 있습니다. 온도 제어 측면에서 냉간 용접기는 휴대용 레이저 용접보다 용접 후 잔류 열 발생을 더욱 효율적으로 관리할 수 있습니다.
3. 다이 스틸
이 제품은 다양한 종류의 금형강 용접에 적합하며 용접 효과가 매우 우수합니다.
4. 알루미늄 및 알루미늄 합금
알루미늄 및 알루미늄 합금은 반사율이 매우 높은 소재이며, 용접 시 용융 풀이나 용접 뿌리 부분에 기공이 발생할 수 있습니다. 기존 금속 소재에 비해 알루미늄 및 알루미늄 합금은 용접 매개변수에 대한 요구 조건이 더 높지만, 적절한 용접 매개변수를 선택하면 모재와 동일한 기계적 특성을 가진 용접부를 얻을 수 있습니다.
5. 구리 및 구리 합금
구리는 열전도율이 매우 높아 용접 시 불완전 용입이나 부분 용융이 발생하기 쉽습니다. 일반적으로 용접 과정에서 구리 소재를 가열하여 용접을 돕습니다. 하지만 여기서는 얇은 구리 소재에 대해 이야기하고 있습니다. 휴대용 레이저 용접은 집중된 에너지와 빠른 용접 속도 덕분에 구리의 높은 열전도율의 영향을 덜 받기 때문에 직접 용접이 가능합니다.
6. 서로 다른 재료 간의 용접
휴대용 레이저 용접기는 구리-니켈, 니켈-티타늄, 구리-티타늄, 티타늄-몰리브덴, 황동-구리, 저탄소강-구리 등 다양한 이종 금속 간의 용접이 가능합니다. 레이저 용접은 가스 종류나 온도와 같은 어떠한 조건에서도 수행할 수 있습니다.
휴대용 레이저 용접기는 현재 용접 업계에서 널리 사용되는 제품으로, 가격은 다소 비싸 보이지만 인건비를 크게 절감할 수 있다는 장점이 있습니다. 용접공의 인건비는 상대적으로 높은 편인데, 이 제품을 사용하면 용접공 채용의 어려움과 높은 인건비 문제를 해결할 수 있습니다. 또한, 휴대용 레이저 용접기는 긴 수명과 낮은 에너지 소비량으로 수많은 고객들로부터 만장일치로 호평을 받고 있습니다.
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게시 시간: 2022년 12월 3일
