레이저 용접과 기존 방법 비교:장점, 응용 분야 및 주요 차이점

용접 산업에서 가장 일반적인 4가지 기존 기술은 저항 용접, 아르곤 아크 용접, 플라즈마 아크 용접 및 전자빔 용접(EBW)입니다. 각 방법에는 고유한 틈새가 있지만 모두 레이저 용접이 극복할 수 있는 특정 한계를 공유합니다.

저항 용접 얇은 금속판을 접합하는 데는 탁월하지만 작업물이 변형되고 전극 유지 관리가 자주 필요합니다. 이 공정에는 직접 접촉이 필요하기 때문에 레이저 용접은 재료에 닿지 않고 동일한 얇은 부분을 접합할 수 있어 기존 용접이 어렵거나 불가능한 영역에 도달할 수 있습니다.

아르곤 아크 용접 더 느린 속도와 더 큰 열 입력을 제공하므로 왜곡 위험이 증가합니다. 플라즈마 아크 용접 더 집중적이고 더 깊은 아크를 생성하여 아르곤 아크를 개선하지만 여전히 레이저 융합의 정밀도와 속도에는 미치지 못합니다.

전자빔 용접에서는 전자 산란을 방지하기 위해 고진공 환경이 필요합니다. 챔버의 복잡성으로 인해 용접 형상이 제한되고 프로세스에서 자기소거 및 차폐가 필요한 자기 오프셋 및 X선 위험이 발생합니다. 반면, 레이저 용접은 대기압에서 작동하고 진공이나 자기소거가 필요 없으며 생산 라인에 직접 통합될 수 있어 자성 재료 및 신속한 제조에 이상적입니다.

알루미늄 합금 레이저 용접

알루미늄 합금은 이온화 에너지가 낮고 용접 안정성이 좋지 않아 레이저 융합 중에 기공과 균열이 발생하는 것으로 악명 높습니다. 고온 환경은 또한 산화알루미늄과 질화물을 생성하여 표면 오염의 원인이 됩니다.

효과적인 전략은 다음과 같습니다:

• 표면 준비 – 합금 표면을 연마하면 레이저 흡수가 증가합니다.
• 불활성 가스 차폐 – 아르곤이나 질소는 기공 형성을 방지합니다.
• 매개변수 최적화 – 출력, 속도 및 빔 프로필을 조정하면 용융 풀을 맞춤화하여 결함을 줄일 수 있습니다.
• 프로세스 변형 – 합금 구성에 따라 적절한 레이저 유형(섬유, CO2, Nd:YAG) 및 모드(연속 또는 펄스)를 선택합니다.

레이저 하이브리드 용접

일반적인 레이저 용접 과제 및 솔루션

레이저 용접은 높은 효율성, 정밀도 및 자동화 잠재력으로 인해 여러 분야에서 없어서는 안 될 요소입니다. 그러나 결함을 방지하려면 원칙을 숙지하는 것이 필수적입니다. 다음은 5가지 일반적인 문제와 입증된 해결 방법입니다.

1. 크래킹

열 균열(결정화 또는 액화)은 급속한 응고 수축으로 인해 발생합니다. 완화 기술에는 와이어 충전, 접합부 예열, 냉각 제어 등이 포함됩니다.

2. 다공성

갇힌 가스가 깊고 좁은 용융 풀에서 빠져나올 수 없을 때 기공이 형성됩니다. 철저한 표면 청소, 적절한 가스 흐름 방향, 낮은 전력 밀도로 다공성을 줄일 수 있습니다.

3. 스패터

스패터는 용접 외관을 저하시키고 렌즈를 손상시킬 수 있습니다. 레이저 에너지 밀도를 낮추고 빔 초점을 조정하면 스패터를 억제하는 데 도움이 됩니다.

4. 언더컷

빠른 용접 속도는 용융 금속 재분배를 방지하여 언더컷을 유발합니다. 힘과 속도를 관절 형상에 맞추고 적절한 간격을 확보하면 이러한 결함이 제거됩니다.

5. 접기

속도가 느리면 표면 장력이 금속을 붙잡을 수 없는 크고 넓은 용융 풀이 생성되어 처짐이 발생합니다. 에너지 밀도를 낮추거나 스캔 속도를 높이면 붕괴를 방지할 수 있습니다.

레이저 용접 키트

• 호스트 유닛 – 전원 공급 장치, 레이저 발생기, 광학 경로 및 제어 시스템으로 구성됩니다.
• 냉각 시스템 – 냉각수를 순환시킵니다. 냉각기 용량은 레이저 출력과 일치합니다.
• 모션 제어 – 세 가지 모드를 제공합니다:공작물 이동, 헤드 이동 또는 완전 자동화를 위한 두 가지 모드를 동시에 제공합니다.
• 고정물 – 공작물을 고정하여 반복 가능한 로딩과 정밀한 위치 지정이 가능하며 이는 대량 생산에 매우 중요합니다.
• 관찰 시스템 – 정확한 정렬 및 품질 검사를 위해 CCD 또는 현미경을 통한 실시간 현미경 모니터링

레이저 용접기 가격

가격은 구성과 기능에 따라 다릅니다.

• 3D 자동 레이저 용접기 – $4,000 ~ $8,000.
• 휴대용 광섬유 레이저 용접기(1,000~2,000W) – $3,000 ~ $5,000.
• 3-in-1 휴대용 광섬유 레이저 용접기 – $5,000 - $10,000, 하나의 기계에서 용접, 청소, 절단을 제공합니다.

레이저로 용접할 수 있는 재료는 무엇입니까?

레이저 용접기는 다재다능합니다:

• 스테인리스강, 탄소강, 알루미늄 – 필렛 및 스플라이스 용접
• 다중 모드 3-in-one 장치는 용접 외에도 레이저 절단 및 청소 기능을 제공합니다.
• 특수 모니터링 시스템을 통해 초보자도 3D 기계에서 스티치 및 접합 용접을 연습할 수 있습니다.

산업 및 응용 분야

레이저 용접은 다양한 분야에 걸쳐 채택됩니다.

• 제조, 항공우주, 조선, 자동차, 전자, IT, 배터리, 보석, 생물의학, 분말야금, 광통신, 센서, 하드웨어, 안경, 가전제품, 태양광, 전열, 정밀부품
• 자동차:엔진 부품, 개스킷, 씰, 고전압 계전기, 필터, 터보차저 등
• 전자제품:무접점 릴레이 밀봉, 커넥터, 모바일 장치 하우징, 광섬유 조인트 용접.
• 의료 기기:밀봉된 심박 조율기 및 임플란트
• 항공우주:구조 부품용 니켈 및 티타늄 합금 용접

초보자를 위한 홈 용접

아크용접은 높은 전류와 화재위험으로 인해 가정용으로 적합하지 않습니다. 가장 안전한 진입점은 고주파 가열을 사용하고 관리 가능한 강도를 제공하는 납땜 또는 연납땜입니다. 예산이 허락한다면 소형 레이저 또는 플라즈마 용접기는 가스나 고전압 아크 공정의 위험 없이 탁월한 품질과 속도를 제공합니다.

결론

레이저 용접이 기존 방법, 응용 분야, 가격 및 일반적인 과제와 비교되는 방식을 이해하면 요구 사항에 적합한 기술을 선택할 수 있습니다. 레이저 용접이 점차 주류로 자리잡으면서 최신 정보를 얻으면 모든 생산 환경에서 레이저 용접의 이점을 활용하는 데 도움이 됩니다.