1소개
레이저 용접 기술은 낮은 열 입출력, 밀도가 높고 미용적으로 쾌적한 용접 매듭, 높은 정밀 제어 및 쉬운 자동화 통합을 특징으로합니다.금속 제조 산업에서 빠르게 채택 할 수 있도록그러나 모든 재료가 레이저 용접에 적합하지는 않습니다. 열 전도성, 광 흡수 특성, 녹는점 차이, 합금 요소,및 표면 조건은 용접 품질에 영향을 줄 수 있습니다따라서 적용 가능한 재료 범위와 레이저 용접의 한계를 이해하는 것은 장비 선택, 프로세스 계획 및 생산 품질 통제에 중요합니다.
2적용 가능한 재료 범위
레이저 용접은 금속 물질의 여러 범주에 적합하며, 그 중 철류 물질은 가장 성숙한 응용 분야를 나타냅니다. 탄소 철강, 낮은 합금 철강,그리고 스테인리스 스틸은 레이저 빔을 잘 흡수합니다., 안정적인 용접 형성과 제어 가능한 침투 깊이 및 충분한 기계적 강도를 제공합니다. 니켈 기반 합금은 또한 낮은 균열 성향으로 용접 중에 안정적인 미세 구조를 보여줍니다.그리고 항공 우주 부품과 배터리 탭에 널리 사용됩니다.이 물질은 레이저에 가장 친화적인 것으로 간주됩니다.
알루미늄 및 알루미늄 합금 또한 철질 물질에 비해 더 높은 프로세스 난이도를 가지고 있지만 용접이 가능합니다. 알루미늄은 높은 반사성, 높은 열 전도성,그리고 낮은 녹는점따라서 용접 알루미늄은 일반적으로 더 높은 레이저 전력, 더 정확한 초점 위치 제어,그리고 최적화 된 보호 가스 선택과 공정 안정성 및 웰드 밀도를 보장도전 과제 에도 불구하고, 알루미늄 합금은 배터리 칸막이, 소비자 전자 장치 가구 및 항공 우주 구조물 에서 자주 사용 됩니다.
구리 및 구리 합금 은 더 높은 용접 난이도를 가진 물질입니다. 구리는 매우 높은 반사성과 열 전도성을 가지고 있습니다.초기 레이저 결합 효율이 낮고 융합 부족과 같은 빈번한 결함이 발생합니다.고전력 섬유 레이저, 녹색 레이저, 펄스 레이저 소스의 발달로구리 용접 성능이 향상되어 배터리 버스 바에서 점점 더 활용되고 있습니다., 전기 연결 장치, 단말기 및 정밀 전자 부품.
레이저 용접 은 금, 은, 플래티넘 과 같은 귀금속 에도 적합 하다. 이 재료 들 은 보석 제조 및 전기 접촉 제조 에 널리 사용 된다.비록 그들은 높은 열 전도성을 가지고 있지만펄스 레이저는 정밀 미세 용접에 일반적으로 사용되며 예외적인 용접 일관성과 표면 품질을 제공합니다.
3제한이 있는 재료
레이저 용접은 모든 재료에 적합하지 않습니다. 고 탄소 강철과 철강은 철강 시스템에 속하지만 탄소 함량이 더 높습니다. 빠른 난방 및 냉각 동안,그들은 단단하고 부서지기 쉬운 미세 구조를 형성하는 경향이 있습니다., 균열 또는 포러시티를 생성합니다. 이러한 재료는 가열 결함을 최소화하기 위해 사전 가열, 제어 냉각 또는 에너지 밀도를 줄여야합니다.
진크, 마그네슘 및 일부 마그네슘·알루미늄 합금 또한 프로세스 제한을 나타냅니다. 이러한 재료는 낮은 녹는점과 높은 증기 압력을 가지고 있으며, 포러스, 스프터,녹은 물로 가득한가열량 개선은 성능을 향상시킬 수 있지만 산업용 응용 프로그램은 상대적으로 제한되어 있습니다.
은, 니켈, 금 같은 표면 코팅이 있는 재료는 추가적인 도전 과제를 제시합니다. 코팅 층은 레이저 에너지 흡수를 변화시킵니다.부적절한 결합 또는 불일치한 녹음으로 이어집니다.또한, 다층 코팅은 열에 의해 열이 떨어질 수 있습니다. 수축을 향상시키기 위해 표면 썰매 또는 펄스 또는 녹색 레이저의 사용이 종종 필요합니다.
비금속 물질의 경우, 기존의 금속 레이저 용접 시스템은 플라스틱, 고무 또는 복합재에 적합하지 않습니다.플라스틱 용접은 특정 전송 용접 과정과 재료 결합이 필요합니다., 일반적으로 전통적인 금속 레이저 소스 대신 전용 레이저 플라스틱 용접 시스템을 적용합니다.
4다른 금속 용접
레이저 용접은 서로 다른 금속을 결합하는 데도 사용됩니다. 그러나 금속 호환성, 열 확장 불일치 및 녹는점 차이로 인해 상당한 제약이 있습니다.스테인레스 스틸 과 탄소 스틸 은 서로 용접 하는 것 이 더 쉽다, 알루미늄·무화강, 구리·무화강, 알루미늄· 구리 쌍은 부연한 금속 간 화합물을 형성하는 경향이 있으며 결합 강도를 감소시킵니다.산업 관행 은 종종 레이저 용조 를 채택 한다, 흔들림 스캔, 필러 와이어 추가 또는 결합 성능을 향상시키기 위해 최적화된 빔 경로. 실현 가능성은 기본 재료 자체보다 프로세스 전략에 더 달려 있습니다.
5- 프로세스 제한 및 영향을 미치는 요인
레이저 용접에 대한 재료의 적합성은 레이저 파장, 표면 흡수 특성, 합금 요소, 열 전도성,반사력, 표면 오염, 산화물 층, 이동 속도, 초점 위치 및 보호 가스재료 특성에 따라 장비의 신중한 선택과 매개 변수 조정이 필요합니다..
6결론
요약하자면, 레이저 용접 기계는 금속 가공에 광범위하게 적용될 수 있습니다.알루미늄과 구리 합금은 용접이 가능하지만 고급 프로세스 제어가 필요합니다.일부 고 탄소 물질, 코팅 된 금속 및 가벼운 합금에는 응용 제한이 있습니다.그리고 플라스틱이나 비금속 물질은 전통적인 금속 용접 원자보다는 전문 레이저 시스템을 필요로 합니다.고전력 섬유 레이저, 녹색 / 파란색 레이저 소스 및 초고속 레이저의 발전으로 적용 가능한 재료 범위는 계속 확대됩니다.그리고 현재 용접 병목은 더 많은 산업 부문에서 극복 될 것으로 예상됩니다..