레이저 용접이란 무엇입니까?- 작업, 유형 및 응용

레이저 용접이란 무엇입니까?

레이저 빔 용접(LBW)은 레이저를 사용하여 금속 또는 열가소성 플라스틱 조각을 접합하는 데 사용되는 용접 기술입니다. 빔은 집중된 열원을 제공하여 좁고 깊은 용접 및 높은 용접 속도를 허용합니다. 열쇠 구멍 또는 침투 모드 용접을 기반으로 합니다.

레이저 용접은 전도 제한 용접과 열쇠 구멍 용접의 두 가지 근본적으로 다른 모드에서 작동합니다. 레이저 빔이 용접하는 재료와 상호 작용하는 모드는 작업물에 닿는 빔의 출력 밀도에 따라 달라집니다.

이 프로세스는 자동차 산업에서와 같이 자동화를 사용하는 대용량 애플리케이션에서 자주 사용됩니다. 높은 에너지 밀도로 인한 레이저 용접의 주요 장점은 부품의 넓은 영역에 영향을 주지 않고 접합부의 가장자리에 있는 영역을 녹일 수 있다는 것입니다.

레이저 용접은 아크 용접 프로세스에 비해 상대적으로 낮은 열 입력으로 높은 종횡비 용접을 생성하는 고출력 밀도 융합 용접 프로세스입니다. 또한, 레이저 용접은 "진공 상태에서" 수행할 수 있으며 근적외선 고체 레이저 빔의 광섬유 전달은 다른 접합 기술에 비해 향상된 유연성을 제공합니다.

레이저 빔 머신 장비

레이저 빔 용접의 주요 부품 또는 장비는 다음과 같습니다.

• 레이저 기계: 용접용 레이저를 생산하는데 사용되는 기계입니다. 레이저 기계의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.
• 전원: 레이저 빔을 생성하기 위해 레이저 기계에 고전압 전원이 인가됩니다.
• CAM: 레이저 기계가 컴퓨터와 통합되어 용접 공정을 수행하는 컴퓨터 지원 제조입니다. 레이저에 의한 용접 과정의 모든 제어 작업은 CAM에 의해 수행됩니다. 용접 프로세스의 속도를 훨씬 더 빠르게 합니다.
• 캐드: 이를 Computer-Aided Design이라고 합니다. 용접 작업을 설계하는 데 사용됩니다. 여기에서 컴퓨터는 공작물을 설계하고 용접이 수행되는 방법에 사용됩니다.
• 차폐 가스: w/p가 산화되는 것을 방지하기 위해 용접 과정에서 차폐 가스를 사용할 수 있습니다.

레이저 빔 용접은 어떻게 작동합니까?

레이저 용접은 용접을 형성하기 위해 레이저 빔을 사용하여 금속 또는 열가소성 수지를 함께 결합하는 데 사용되는 공정입니다. 이처럼 집중된 열원이기 때문에 얇은 재료에서는 분당 미터의 높은 용접 속도로 레이저 용접을 수행할 수 있고 두꺼운 재료에서는 사각 모서리 부품 사이에 좁고 깊은 용접을 생성할 수 있습니다.

레이저 빔 용접은 원자의 전자가 약간의 에너지를 받아 여기되는 원리로 작동합니다. 그리고 잠시 후 바닥 상태로 돌아오면 광자를 방출합니다.

이 방출된 광자의 농도는 방사선의 여기된 방출에 의해 증가되고 우리는 고에너지 집속된 레이저 빔을 얻습니다. 방사선의 유도 방출에 의한 광 증폭을 레이저라고 합니다.

처음에 용접기는 원하는 위치에 설정됩니다(결합할 두 금속 조각 사이). 나중에 설정하면 레이저 기계에 고전압 전원을 공급하여 작업을 수행합니다.

렌즈는 용접이 필요한 영역에 레이저의 초점을 맞추는 데 사용됩니다. CAM은 용접 과정에서 레이저와 공작물 테이블의 속도를 제어하는 ​​데 사용됩니다.

그것은 기계의 플래시 램프를 시작하고 가벼운 광자를 방출합니다. 광자의 에너지는 루비 결정의 원자에 의해 흡수되고 전자는 더 높은 에너지 수준으로 여기됩니다. 낮은 에너지 상태나 바닥 상태로 돌아가면 광자를 방출합니다.

이 가벼운 광자는 다시 원자의 전자를 자극하여 두 개의 광자를 생성합니다. 이 프로세스는 계속되고 여러 조각을 함께 용접하기 위해 원하는 위치에 사용되는 집중된 레이저 빔을 얻습니다.

사용되는 레이저 유형

1. 가스 레이저: 가스 혼합물을 레이저를 생성하는 레이저 매체로 사용합니다. 질소, 헬륨 및 이산화탄소와 같은 가스 혼합물이 레이저 매체로 사용됩니다.
2. 고체 레이저: 합성 루비 크리스탈(산화알루미늄의 크롬), 유리의 네오디뮴(Nd:유리), 이트륨 알루미늄 가닛의 네오디뮴(Nd-YAG, 가장 일반적으로 사용됨)과 같은 여러 고체 매체를 사용합니다.
3. 파이버 레이저: 이 유형의 레이저에서 레이저 매체는 광섬유 자체입니다.

레이저 빔 머신의 장점

레이저 빔의 정확한 제어는 사용자에게 TIG, MIG 및 스폿 용접에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다.

• 용접 강도: 레이저 용접은 폭이 좁고 깊이 대 너비 비율이 우수하고 강도가 높습니다.
• 열 영향 지역: 열영향부가 제한되어 있으며 급속 냉각으로 인해 주변 물질이 열처리되지 않습니다.
• 금속: 레이저는 탄소강, 고강도강, 스테인리스강, 티타늄, 알루미늄, 귀금속 및 이종 재료를 성공적으로 용접합니다.
• 정밀 작업: 작고 정밀하게 제어되는 레이저 빔은 소형 부품의 정확한 미세 용접을 가능하게 합니다.
• 변형: 부품의 변형이나 수축이 최소화됩니다.
• 연락처 없음: 재료와 레이저 헤드 사이에 물리적 접촉이 없습니다.
• 단면 용접: 레이저 용접은 한 쪽에서만 접근해야 하는 스폿 용접을 대체할 수 있습니다.
• 스크랩: 레이저 용접은 제어 가능하며 소량의 스크랩을 생성합니다.

레이저 빔 머신의 단점

• 용접 장비가 고가이므로 이 공정에 드는 비용이 많이 듭니다.
• 필러 재료가 필요하지만 이 과정에서 필러 재료를 사용하여 생산량이 한정적일 경우 상대적으로 비싸다.
• 용접 후 작업도 몇 가지 있습니다.
• 조인트는 빔 아래에서 측면으로 정확하게 위치해야 합니다.
• 조인트의 최종 위치는 빔 충돌 지점과 정확하게 정렬됩니다.
• 레이저 빔으로 용접할 수 있는 최대 접합 두께는 다소 제한적입니다.
• Al 및 Cu 합금과 같이 열전도율이 높고 반사율이 높은 재료는 레이저 용접성에 영향을 줄 수 있습니다.
• 중간에서 높은 출력의 레이저 용접을 수행하는 동안 용접 재현성을 보장하려면 적절한 플라즈마 제어 장치를 사용해야 합니다.
• 레이저는 에너지 변환 효율이 10% 미만인 경향이 있습니다.
• LBM의 빠른 응고 특성으로 인해 약간의 용접 다공성 및 취성이 예상될 수 있습니다.

레이저 빔 머신의 적용

• 자동차 산업에서 두각을 나타내고 있습니다. 그래서 대량 생산이 필요한 분야에서 사용됩니다.
• 고정밀 용접에 사용됩니다. 전극을 사용하지 않기 때문에 최종 용접은 가볍지만 강합니다.
• 레이저 용접은 보석상 제작에도 자주 사용됩니다.
• 그러나 레이저 빔 용접은 의료 산업에서 소규모로 금속을 결합하는 데 사용됩니다.