레이저 빔 용접 대 플라즈마 아크 용접

레이저 빔 용접

레이저 빔 용접은 에너지 밀도가 높은 레이저 빔을 열원으로 사용하는 효율적이고 정밀한 용접 방법입니다. 레이저 빔 용접은 연속 또는 펄스 레이저 빔으로 수행할 수 있습니다. 레이저 용접의 원리는 열전도 용접과 레이저 심층 용접으로 나눌 수 있습니다. 전력밀도가 104~105 W/cm2 미만이면 열전도 용접입니다. 이때 침투 깊이가 얕고 용접 속도가 느립니다. 전력 밀도가 105~107 W/cm2보다 크면 열의 작용으로 금속 표면이 "구멍"으로 들어가 깊은 용입 용접을 형성합니다. 빠른 용접 속도와 큰 종횡비가 특징입니다.

레이저 빔 용접은 일반적으로 연속 레이저 빔을 사용하여 재료 연결을 완료합니다. 야금 물리적 프로세스는 전자빔 용접과 매우 유사합니다. 즉, 에너지 변환 메커니즘은 "열쇠 구멍" 구조에 의해 완성됩니다. 충분히 높은 출력 밀도의 레이저 조사에서 재료는 증발하고 작은 구멍을 형성합니다. 증기로 채워진 이 작은 구멍은 흑체처럼 입사 광선의 거의 모든 에너지를 흡수합니다. 캐비티의 평형 온도는 약 2500C입니다. 고온 캐비티의 외벽에서 열이 전달되어 캐비티를 둘러싼 금속이 녹습니다. 작은 구멍은 광선 아래에서 벽 재료의 지속적인 증발에 의해 생성된 고온 증기로 채워집니다. 작은 구멍의 4개의 벽은 용융 금속을 둘러싸고 액체 금속은 고체 물질을 둘러쌉니다. (대부분의 기존 용접 공정 및 레이저 전도 용접에서 에너지가 먼저 (피삭재 표면에 증착된 후 전사에 의해 내부로 이송됨) 구멍 벽 외부의 액체 흐름과 벽층의 표면 장력이 일정합니다. 구멍 공동에서 지속적으로 발생하는 증기 압력으로 동적 균형을 유지합니다. 광선은 지속적으로 작은 구멍으로 들어가고 작은 구멍 외부의 물질은 지속적으로 흐릅니다. 광선이 이동함에 따라 작은 구멍은 항상 안정적입니다. 즉, 작은 구멍과 구멍 벽을 둘러싸고 있는 용융 금속이 선행 빔의 전진 속도로 앞으로 이동합니다. 위의 모든 과정이 너무 빨리 일어나서 용접 속도가 쉽게 분당 몇 미터에 도달할 수 있습니다.

기능

1. 레이저 빔 용접은 레이저 빔을 에너지원으로 사용하여 용접 조인트에 충격을 가하는 융합 용접입니다.

2. 레이저 빔은 평면 광학 요소(예:거울)에 의해 안내될 수 있으며 빔은 반사 초점 요소 또는 렌즈를 사용하여 용접 이음매에 투영됩니다.

3. 레이저 빔 용접은 비접촉 용접입니다. 작동 중에는 압력이 필요하지 않지만 용융 풀의 산화를 방지하기 위해 불활성 가스가 필요합니다. 용가재가 가끔 사용됩니다.

4. 레이저 빔 용접을 MIG 용접과 결합하여 레이저 MIG 복합 용접을 형성하여 큰 용입 용접을 달성할 수 있으며, MIG 용접에 비해 열 입력이 크게 감소합니다.

응용 프로그램

레이저 용접기 기술은 자동차, 선박, 비행기, 고속철도 등 고정밀 제조 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 그것은 사람들의 삶의 질을 크게 향상시켰고, 또한 가전 산업을 정밀 공학의 시대로 이끌었습니다.

플라즈마 아크 용접

플라즈마 아크 용접은 플라즈마 아크 고에너지 밀도 빔을 용접 열원으로 사용하는 융합 용접 방법을 말합니다. 용접 중 이온 가스(이온 아크 형성)와 차폐 가스(용융 풀과 용접 이음매를 공기의 유해한 영향으로부터 보호하기 위해)는 순수한 아르곤입니다. 플라즈마 아크 용접에 사용되는 전극은 일반적으로 텅스텐 전극이며 때로는 금속(용접 와이어)을 채워야 하는 경우가 있습니다. 일반적으로 DC 양극 연결 방법이 채택됩니다(텅스텐 막대가 음극에 연결됨). 따라서 플라즈마 아크 용접은 본질적으로 압축 효과가 있는 텅스텐 가스 차폐 용접입니다.

플라즈마 아크 용접은 에너지 집중, 높은 생산성, 빠른 용접 속도, 작은 응력 변형, 안정적인 전기적 절연의 특성을 가지며 박판 및 상자 재료 용접에 적합합니다. 특히 다양한 내화물, 쉽게 산화되고 열에 민감한 금속에 적합합니다. 재료(예:텅스텐, 몰리브덴, 구리, 니켈, 티타늄 등).

가스는 아크의 가열에 의해 해리되고, 수냉식 노즐을 고속으로 통과할 때 압축되어 에너지 밀도와 해리도를 증가시켜 플라즈마 아크를 형성합니다. 안정성, 발열량 및 온도가 일반 아크보다 높기 때문에 용입 및 용접 속도가 더 큽니다. 플라즈마 아크를 형성하는 가스와 그 주변의 차폐 가스는 일반적으로 순수한 아르곤을 사용합니다. 다양한 공작물의 재료 특성에 따라 헬륨, 질소, 아르곤 또는 이 둘의 혼합물을 사용하는 것도 있습니다.

기능

1. 마이크로빔 플라즈마 아크 용접은 포일과 박판을 용접할 수 있습니다.

2. 작은 구멍 효과로 단면 용접 및 양면 자유 성형을 더 잘 실현할 수 있습니다.

3. 플라즈마 아크는 높은 에너지 밀도, 높은 아크 기둥 온도 및 강한 침투 능력을 가지고 있습니다. 경사 용접 없이 10-12mm 두께의 강철을 얻을 수 있습니다. 양면 성형으로 한번에 용접이 가능합니다. 용접 속도가 빠르고 생산성이 높으며 응력 변형이 적습니다.

4. 장비가 비교적 복잡하고 가스 소비량이 크며 그룹은 작업물의 클리어런스 및 청결에 대한 엄격한 요구 사항을 가지고 있으며 실내 용접에만 적합합니다.

응용 프로그램

플라즈마 용접은 산업 생산, 특히 구리 및 구리 합금, 티타늄 및 티타늄 합금, 합금강, 스테인리스 강, 몰리브덴 및 기타 항공 우주 및 기타 군사 및 첨단 산업 기술에 사용되는 티타늄과 같은 금속의 용접에 널리 사용됩니다. 합금 미사일 쉘, 항공기의 일부 얇은 벽 컨테이너 등