레이저 용접 vs 아크 용접: 장단점 및 제작에 최적인 방법 선택하기

용접은 보통 부품 제작의 마지막 단계 중 하나라 팹 숍에서 가장 중요한 공정인 경우가 많습니다. 부품은 용접 전에 정밀한 형상으로 절단되고 다양한 형상으로 성형되는 데 수시간이 소요됩니다. 상당한 소재 비용, 시간, 인력이 투입되어 이제 용접 스테이션에 제시되는 이들은 가치 있는 구성품입니다. 하지만 어떤 용접 방식을 써야 할까요? 검증된 MIG/TIG 용접이 나을까요, 아니면 훨씬 새로운 공정인 레이저 용접을 도입해야 할까요? 결정 시 고려해야 할 요소는 무엇일까요? 아래에서 이 중요한 두 용접 공정의 차이점을 살펴보고 답을 드립니다.

용접 속도

사용하기 쉬운 레이저 용접기(빔 웰더라고도 함)는 매우 빠르고 조작이 간편합니다. 레이저 스팟 용접기는 조작이 단순하고 용접 속도가 빠르지만, 두꺼운 소재에 침투하기 어렵습니다. 비 MIG 용접 시스템의 조작은 상대적으로 어렵고 전문적이지만, 용접 속도는 비교적 빠르며 자동 레이저 용접기와 자동 MIG 용접의 속도 차이는 크지 않습니다. MIG 용접은 여전히 용융 와이어가 필요하므로 와이어 공급 속도에 의해서만 속도가 약간 느려집니다.

용접 침투 깊이

용접 침투 깊이는 성공적 용접의 핵심 요소입니다. 너무 깊게 뚫으면 반대편이 파열돼 스크랩과 약한 용접이 되고, 너무 얕으면 용접되는 구성품 간 접착력이 부족해 하중 시 파손됩니다. 레이저 용접기는 와이어 같은 추가 소재 없이 레이저로 소재를 녹여 접합하도록 설계됐습니다. 하지만 레이저 침투는 매우 얕아 얕은 침투 깊이를 허용하는 보충 소재와 용도가 필요합니다.

레이저 용접이 모든 용도에 부적합한 게 아니라, 대부분 용도에서 비용이 너무 높습니다. 하지만 적절한 용도를 찾으면 레이저 용접이 유일한 경제적 선택일 수 있습니다. 예: 2.0mm 스테인리스강 판을 용접하려면 최소 500W 광섬유 전송 레이저 용접기가 필요하고 가격은 약 10만 달러입니다.

따라서 두꺼운 소재에 깊은 침투가 필요하면 레이저 용접은 비용 효율적이지 않습니다.

용접 외관

용접은 빠르고 강하게 침투해야 할 뿐 아니라 외관도 좋아야 합니다. MIG 용접으로 '다이브 스택(stack of dimes)' 효과를 낼 수 있지만, 양산에서 그 품질을 일관되게 유지하기는 매우 어렵습니다. 레이저 용접기의 용접 외관은 비소모 전극 아크 용접(MIG/TIG)보다 훨씬 미려하며, 용접 품질에 영향을 주는 소모품(가스 제외)이 없습니다.

자동 레이저 용접기의 용접 외관은 자동 아크 용접기와 유사합니다. 얇은 소재는 접합부에 소재가 쌓이지 않아 레이저 용접이 더 보기 좋습니다. 용접 무결성 측면에서 레이저 용접기 출력이 충분하면 아크 용접과 견줄 만큼 견고하게 용접됩니다. 또한 레이저 용접기 열이 더 집중돼 열변형이 적어 얇은 벽체 용접에 유리합니다.

정밀도 측면에서 레이저 용접기 정밀도가 훨씬 높고, 레이저 용접 시스템의 반복성은 거의 검사할 필요가 없어 시간과 수고를 아껴줍니다.

용접 단순성

적절한 조건 하에서 레이저 용접 조작은 비소모 전극 아크 용접보다 훨씬 덜 어렵습니다. 사실 아크 용접은 고정밀 기계로 제작된 정밀 소모품이 필요하고 부품 고장이 잦지만, 레이저 용접은 적절한 조건에서 훨씬 수월하고 조작이 쉽습니다. 레이저 용접에서 오류가 생겨도 보통 큰 문제가 아니며 쉽게 수정됩니다.

요약

레이저 용접기는 형상이 일정한 구조를 유지하는 얇은 벽체 소재(예: 프레스 부품) 용접에 더 적합합니다. 두꺼운 소재 용접 시 용접 속도와 정밀도에 높은 요구가 없다면 아크 용접기가 더 비용 효율적일 수 있습니다.