레이저 용접이란 무엇입니까? 현재 개발 중입니다.레이저 용접 기술? 어떤 분야에서 할 수 있나요?레이저 용접 기술 레이저 용접은 무엇에 적용될까요?
간단히 말해서, 레이저 용접은 레이저 복사로 작업물의 표면을 가열하고, 표면의 열이 열전도를 통해 내부로 확산된 후, 레이저 펄스의 폭, 에너지, 피크 전력, 반복 주파수 등의 매개변수를 제어하여 작업물을 녹여 특정한 욕조를 형성함으로써 용접을 실현하는 것입니다.
레이저 용접은 필요한 열량을 최소화할 수 있으며, 열영향부의 금속조직 변화 범위가 작고, 열전도로 인한 변형도 가장 낮습니다.
비접촉 용접은 장비의 마모와 변형을 최소화할 수 있습니다. 레이저 빔은 광학 기기를 통해 초점, 정렬 및 유도가 용이합니다. 작업물로부터 적절한 거리에 배치할 수 있으며, 작업물 주변의 공구 또는 장애물 사이로 재유도할 수 있습니다.
레이저 빔은 매우 작은 영역에 집중될 수 있으며, 작고 간격이 좁은 부품도 용접할 수 있습니다. 용접 가능한 재료의 범위가 넓으며, 다양한 이종 재료도 서로 접합할 수 있습니다.
자동화로 고속 용접이 간편하며, 디지털 또는 컴퓨터 제어도 가능합니다. 얇거나 가는 와이어를 용접할 때 백멜팅 등의 문제가 발생하지 않습니다.
목차：
개발 현황 레이저 용접 기술
금속 레이저 용접 기술
구리 및 구리 합금의 효율적인 레이저 용접
알루미늄 합금 레이저 스윙 용접
현재 응용 프로그램 레이저 용접 기술 다양한 분야에서
의 응용 프로그램 레이저 용접 기술 자동차 제조 분야에서
의 개발 추세 레이저 용접 기술
개발 현황레이저 용접 기술：
레이저 용접 기술 레이저 기술의 발전과 함께 발전해 왔습니다. 최근 몇 년 동안 청색 레이저, 녹색 레이저, 펨토초 레이저와 같은 새로운 광원과 스윙 용접, 팔(조절할 수 있는 링모드) 링 디밍 스팟 용접과 같은 새로운 공정이 지속적으로 도입되어 산업 생산의 일부 용접 문제를 혁신적으로 해결했습니다. 이를 통해 레이저 용접은 산업 생산의 다양한 분야에서 빠르게 보급되고 발전할 수 있었습니다.
금속레이저 용접 기술：
레이저의 높은 에너지 밀도는 용접이 어려운 일부 금속 재료의 용접을 가능하게 하지만, 금, 은, 구리, 알루미늄 및 이종 금속 재료와 같이 반사율이 높은 재료의 용접에는 여전히 몇 가지 문제가 있습니다. 주요 이유는 다음과 같습니다.
1. 높은 반사율과 높은 열전도도를 지닌 레이저 용접은 더 높은 시동 전력을 요구합니다.
2. 고출력 레이저 용접 공정에서는 재료 표면 상태의 변화에 더 민감하게 반응하여 납땜 접합부/용접부의 형성 불량을 초래합니다.
3. 레이저 용접 속도가 빠르기 때문에 용접부 내부에 기공 등 용접 결함이 발생하기 쉽고, 특히 알루미늄 및 알루미늄 합금의 경우 용접 불량이 발생하기 쉽습니다.
구리 및 구리 합금의 효율적인 레이저 용접:
구리는 뛰어난 전기 및 열 전도성을 가지고 있어 전자 제품 및 전기 자동차 제조 분야에 널리 사용됩니다. 그중에서도 전기 모터, 배터리, 센서, 배선 하네스, 단자 등이 가장 널리 사용되는 제품입니다.
과거 금속 재료의 레이저 용접은 주로 적외선 레이저에 의존했습니다. 그러나 구리의 열전도도는 순철의 약 5배, 순알루미늄의 1.7배로 매우 높습니다. 적외선 레이저에 대한 구리의 흡수율은 낮습니다. 선형 용접에 적외선 레이저를 사용하면 공정 범위가 불안정하고 용융 깊이 변동이 가장 큽니다. 용접 비산, 용융 금속 비산, 기공, 용입 깊이 변동 등 여러 문제가 발생하기 쉽습니다.
따라서 고출력 단파장 레이저가 등장한 이후, 가시광선 레이저 용접과 복합 용접은 구리 및 구리 합금과 같은 고반사성 소재에 대한 이상적인 가공 방법이 되었습니다.
1. 그린 레이저 용접:
녹색 레이저는 파장이 500~560nm인 가시광선입니다. 파장 λ=515nm인 녹색광에 대한 구리의 흡수율은 최대 40%로, 1µm 부근의 적외선 흡수율보다 약 8배 높습니다. 또한 에너지 결합 효율이 더 높고, 표면 산화도에 대한 민감도도 감소합니다.
녹색 레이저를 사용하면 구리 심용융 용접의 역치 출력을 크게 낮출 수 있으며, 용접 표면의 멜트블로운과 스플래시 발생량이 적고 용접 속도의 영향을 거의 받지 않습니다. 빔 스캐닝, 빔 디포커스, 그리고 정확한 레이저 출력 변조를 증가시키면 용접 품질이 크게 향상될 수 있습니다. 용접 결함 수는 크게 감소하는 동시에 용접 표면이 더욱 균일하고 균일해집니다.
2.블루 레이저 용접:
파장이 짧을수록 광자 에너지가 높아져 레이저에 대한 재료의 흡수율을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 청색 레이저의 파장은 400nm~500nm입니다. 질화갈륨 재료를 기반으로 하는 반도체 레이저는 주파수를 추가로 두 배로 늘리지 않고도 450nm 파장의 레이저를 직접 생성할 수 있습니다. 구조가 간단하고 사용이 편리하며, 전기-광 변환 효율이 높고 흡수율이 높다는 장점이 있습니다.
산업 공정에 일반적으로 사용되는 파이버 레이저와 비교했을 때, 블루 레이저는 450nm에서 금속 재료, 특히 구리, 금 및 기타 고반사 금속 재료의 흡수율이 10~60% 증가합니다. 흡수율 증가는 더욱 두드러집니다. 구리 용접에 필요한 에너지 소비량은 적외선 레이저보다 84% 낮은 것으로 확인되었습니다. 즉, 적외선 레이저가 구리 용접에 10W의 레이저 전력이 필요한 반면, 블루 레이저는 약 1kW 또는 0.5kW의 전력만 필요합니다.
3. 이중 빔 복합 용접:
적외선-가시광선 이중 빔 복합 용접 공정이 사용됩니다. 저출력 가시광선 레이저를 통해, 적외선 레이저는 심용융 용접의 임계 출력이 낮을 때 구리의 강제 심용융 용접을 구현할 수 있으며, 용접 비산을 크게 줄일 수 있습니다. 장비 비용이 저렴하고 용접 품질이 우수하여 매우 뛰어난 장점과 우수한 응용 가능성을 가진 것으로 평가됩니다.
알루미늄 합금 레이저 스윙 용접:
알루미늄 합금을 기존의 단일 초점 레이저 빔으로 용접할 때 기공은 흔한 결함입니다. 알루미늄 합금에 기공이 형성되는 주요 원인은 다음과 같습니다.
1.용접조와 키홀은 격렬하게 진동하며 붕괴와 안정화가 쉽게 일어나며 기공이 형성됩니다.
2. 알루미늄 합금 내 수소의 용해도는 온도가 낮아짐에 따라 급격히 감소하여 응고 과정에서 과포화 수소가 석출되어 수소 기공을 형성합니다. 이러한 기공은 용접부에 응력 집중을 유발하여 응고 과정에서 용접부에 균열이 발생하게 합니다.
레이저 스윙 용접: 용접 과정에서 빛의 빔이 용접 방향을 따라 이동하며 원형, 8자형, 나선형 등 다양한 형태로 동시에 스윙합니다.
현재 빔 스윙은 고출력 레이저를 견딜 수 있는 검류계를 통해 주로 구현되고 있습니다. 레이저 스윙 용접의 빔 작용 면적이 증가함에 따라 키홀과 욕조의 면적이 증가하고 욕조 루트의 크기가 증가하여 키홀과 욕조의 안정성이 향상되고, 융착 불량 및 물림 모서리와 같은 결함이 크게 개선됩니다. 동시에, 스윙 빔에 의한 욕조 교반은 욕조의 대류를 가속화하여 욕조 내 기포의 탈출 속도를 높이고 기공률을 감소시킵니다.
현재 응용 프로그램레이저 용접 기술다양한 분야에서：
레이저는 절단보다 늦어도 용접에 사용되며, 금형, 광고 문자, 안경, 보석 등 여러 분야에서 매우 제한적으로 사용되고 있습니다. 최근 몇 년 동안 레이저 출력이 지속적으로 향상되었고, 더 중요한 것은 반도체 레이저와 파이버 레이저가 점차 레이저 용접 응용 시나리오를 개발하여 원래 레이저 용접의 기술적 병목 현상을 깨고 새로운 시장 공간을 개척하고 있다는 것입니다.
의 응용 프로그램레이저 용접 기술자동차 제조 분야에서：
차량 생산에서레이저 용접 기술 주로 두꺼운 강판의 레이저 용접, 자동차 조립 및 서브시스템 조립의 레이저 조립 용접, 차량 부품의 레이저 용접 및 기타 공정에 사용됩니다.레이저 용접 기술 유럽과 미국 일부 국가의 자동차 제조업체들이 비교적 일찍부터 레이저 용접 기술을 도입하기 시작했습니다. 1980년대에 시작된 이 기술은 아우디, 메르세데스-벤츠, 제너럴 모터스와 같은 유명 자동차 생산 브랜드들이 차량 제조에 레이저 용접 기술을 도입하기 시작하면서 자동차 제조 분야에서 레이저 용접 기술의 심층적인 응용 및 개발이 촉진되었습니다.
의 개발 추세레이저 용접 기술：
용접기술의 지속적인 발전과 획기적인 발전으로 그 독창성은 연구 개발 과정에서 더욱 입증되었습니다.레이저 용접 기술레이저 용접 기술은 금속 재료를 빠르고 효율적으로 용접할 수 있습니다. 레이저 빔이 생성되는 순간, 레이저 빔 자체의 높은 초점 특성으로 인해 레이저 빔에 매우 높은 출력 밀도가 생성되어 레이저 빔이 매우 짧은 시간에 많은 양의 열에너지를 방출할 수 있게 되므로 용접 효율을 크게 향상시키고 용접 품질을 보장합니다.
즉각적인 용접의 장점으로 인해레이저 용접 기술, 매우 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 실제 적용 과정에서레이저 용접 기술, 레이저 빔이 금속 재료의 표면을 직접 조사할 때 조사 영역 밖의 금속 재료 표면에 영향을 미치지 않으므로 용접 공정 중에 금속 재료 표면에 더 큰 손상을 일으키지 않으며 용접 공정이 완료된 후에는 관련 표면 처리가 필요 없으므로레이저 용접 기술 특히 다양한 정밀 부품의 표면을 가공하는 데 적합하므로, 더 어려운 용접 작업도 빠르게 수행할 수 있습니다.
또한, 기존의 용접기술규격에서는 일반적으로 모든 용접재료에 대한 재료요구사항은 동일하여야 하며,레이저 용접 기술, 용접재료의 재질에 큰 제한을 둘 필요가 없으므로, 서로 다른 재질의 용접재료라 할지라도,레이저 용접 기술 레이저 용접 기술을 사용하면 용접을 쉽게 할 수 있습니다. 레이저 용접 기술의 발전과 광범위한 적용은 기존 용접 기술의 문제점을 효과적으로 극복했을 뿐만 아니라 기존 용접 작업의 난이도를 낮췄다고 할 수 있습니다.
반세기 이상의 개발 후레이저 용접 기술기술 수준도 점점 완벽해졌고, 점점 더 많은 산업 분야에 널리 사용되고 있습니다.
항공우주, 전자계측, 기계제조, 철강야금, 자동차제조, 의료기기 및 기타 산업의 응용 분야에서레이저 용접 기술 점점 더 큰 역할을 하고 있습니다. 예를 들어 자동차 부품 생산에서레이저 용접 기술 차량의 피복된 부분을 가공하고 생산하는 데 사용될 수 있으며, 미국, 일본 등 선진국에서도 적용하고 있다.레이저 용접 기술 순수한 질소 환경에서 항공 부품을 생산합니다.