레이저 용접 결함: 균열, 스패터 및 언더컷 - 원인 및 수정 사항

레이저 용접은 기존 아크 공정이 따라올 수 없는 속도로 깊고 좁으며 왜곡이 적은 접합을 제공합니다. 그러나 MIG나 TIG보다 덜 관대합니다. 고에너지 빔은 열을 미세한 지점에 집중시키고 용융 풀은 빠르게 냉각되기 때문에 매개변수, 차폐 가스 또는 접합 준비의 사소한 오류가 신속하게 결함으로 나타납니다.

현대 제조 공장에서 거부되는 레이저 용접의 대부분은 세 가지 주요 결함으로 인해 발생합니다.균열, 스패터 및 언더컷.(참고: 네 번째 주요 결함인 다공성은 레이저 용접 이음새의 가스 기공에 대한 전용 가이드에서 별도로 다룹니다.)

이 문제 해결 가이드는 휴대용 및 자동 레이저 용접 시스템의 생산 관리자, 용접 감독자, 운영자가 작업 현장의 결함을 신속하게 식별하고 근본 원인을 수정하며 생산을 계속 진행하는 데 도움이 됩니다.

이 세 가지 결함으로 인해 제조 비용이 많이 드는 이유

• 재작업 및 폐기:최종 QC에서 발견된 결함은 비용이 많이 드는 재절단, 수동 연삭 및 재용접을 의미합니다.

• 실패한 구조 및 누출 테스트:균열과 깊은 언더컷은 유효 단면을 줄이고 중요한 응력 상승을 만들어 현장 고장으로 이어집니다.

• 미적 처벌:심한 스패터와 언더컷으로 인해 후처리를 우회할 수 있는 화장품 이음새가 손상됩니다.

최종 검사가 아닌 기계에서 결함을 포착하고 안정화하는 것이 실제 작업 현장 수익성이 보장되는 부분입니다.

1. 균열

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균열은 용접 비드 내부 또는 바로 옆에 있는 날카로운 불연속성으로 나타나며, 중심선을 따라, 용접 지단부에서 또는 열 영향부(HAZ) 내에서 발생합니다. 이는 응고 즉시 형성되거나 몇 시간/일 후에 형성될 수 있습니다(지연된 냉간 균열은 경화 가능한 탄소강에서 일반적입니다).

왜 이런 일이 발생하고 어떻게 해결하나요?

주된 원인은 레이저 용접에 내재된 극도의 냉각 속도입니다. 급속 응고는 중심선을 따라 저융점 불순물을 가두는 반면(열간 균열), 높은 구속력, 빠른 냉각 및 수소는 취약한 강철에서 저온 균열을 유발합니다.

매장 팁:균열이 연속이 아닌 간헐적으로 나타나는 경우 자재 배치 번호나 입고되는 시트 코팅을 확인하십시오. 주파수는 종종 기계 드리프트보다는 재료 화학의 변화를 추적합니다.

2. 스패터

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스패터는 용접 풀에서 격렬하게 분출되어 부품 표면에 떨어지거나 보호 커버 렌즈에 구워지는 용융 금속 방울로 구성됩니다. 가벼운 튀김은 때때로 관리가 가능합니다. 무겁고 연속적인 스패터는 심각하게 불안정한 열쇠 구멍 프로세스를 나타냅니다.

왜 이런 일이 발생하고 어떻게 해결하나요?

스패터는 열쇠 구멍이 너무 빨리 열리고 붕괴되거나 금속 증기압이 수영장 상단을 통해 터지는 것을 의미합니다.

매장 팁:설정 중에 일시적으로 튀는 현상이 최소화되는 것은 정상입니다. 생산 과정에서 꾸준히 증가하는 스패터는 일반적으로 광학 성능 저하(더러운 보호 유리) 또는 열 렌즈 이동을 나타냅니다.

3. 언더컷

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언더컷은 용접 토우에서 모재에 녹아 들어간 뚜렷한 홈 또는 가우징으로, 중앙 용접 비드가 오목한 모서리를 "자랑스럽게" 보이게 합니다. 이는 유효 하중 지지 단면을 대폭 줄이고 피로 파괴에 대한 전형적인 응력 집중 장치 역할을 합니다.

왜 이런 일이 발생하고 어떻게 해결하나요?

언더컷은 접합 가장자리의 에너지 입력이 사용 가능한 충진 재료를 압도할 때 발생합니다. 즉, 레이저는 주변 용융 풀이 다시 채워 재충전할 수 있는 것보다 더 빠르게 기본 재료를 기화하거나 변위시킵니다.

매장 팁:언더컷은 표준 용접 게이지를 사용하여 쉽게 측정됩니다. 솔기 전체의 깊이 측정: 국소적인 언더컷은 일반적으로 빔 정렬 불량을 나타내는 반면, 전체 런에 걸친 균일한 언더컷은 과도한 열 입력을 나타냅니다.

레이저 결함 수정을 위한 체계적인 프레임워크

라인에 갑자기 결함이 나타나면 여러 변수를 한 번에 변경하려는 충동을 억제하십시오. 다음의 체계적인 문제 해결 흐름을 따르십시오.

1. 입력 안정화:정확한 재료 등급, 두께, 표면 상태, 접합 유형 및 간격 일관성을 문서화합니다.

2. 한 번에 하나의 매개변수를 변경합니다.전력, 이동 속도, 초점, 가스 흐름 또는 흔들림 수정 -한 번의 변경, 한 번의 테스트 용접.

3. 스크랩 먼저 테스트:충전부를 만지기 전에 항상 정확히 일치하는 생산 재료를 사용하여 검증 쿠폰을 실행하십시오.

4. 작업 창을 기록하십시오:기록을 유지하세요. 매개변수는 보호 렌즈의 수명, 노즐 마모, 주변 조건 변화에 따라 자연스럽게 변합니다.

FAQ

Q: 동일한 레이저 용접 매개변수로 스패터와 언더컷을 동시에 생성할 수 있습니까?

답: 그렇습니다. 둘 다 근본적으로 열 입력 문제입니다. 이동 속도에 비해 과도한 힘은 단일 패스에서 접합 가장자리(언더컷)를 도려내면서 물방울(스패터)을 격렬하게 배출할 수 있습니다. 먼저 출력 대 속도 균형을 수정한 다음 남아 있는 결함을 평가하십시오.

Q: 레이저 균열을 방지하려면 필러 와이어가 항상 필요합니까?

A: 아니요. 야금학적으로 호환되는 재료로 단단하고 매우 깨끗한 접합부에서 자가(와이어 프리) 레이저 용접은 완벽한 구조용 용접을 생성합니다. 필러 와이어는 간격이 있는 접합부, 균열에 민감한 합금(예: 특정 스테인리스강 또는 고탄소강) 및 화학 조절기 역할을 하는 이종 금속 조합을 다룰 때 필수입니다.

Q: 결함이 기계/파라미터 또는 작업자에 의해 발생했는지 어떻게 알 수 있나요?

A: 제어된 격리 테스트를 실행하십시오. 사전 세척된 테스트 쿠폰에 대해 동일한 연산자, 정확히 동일한 매개변수를 사용하십시오. 깨끗하고 준비된 쿠폰에서 지속적으로 반복되는 결함은 기계, 광학 또는 매개변수 문제를 나타냅니다. 특정 조작자에 따른 결함(예: 휴대용 총 각도 드리프트)은 기술을 가리킵니다.

생산 부품에 결함 없는 레이저 용접 달성

대부분의 레이저 용접 결함은 최적화된 매개변수, 적절한 접합 준비 및 올바른 기술을 통해 완전히 예방할 수 있습니다. 그러나 "올바른" 설정은 전적으로 특정 합금, 접합 구성 및 생산량에 따라 달라집니다.

당사의 내부 응용 엔지니어링 팀은 정기적으로 고객 구성 요소에 대한 샘플 용접 시험을 실행하여 강력하고 생산 가능한 매개 변수 창을 설정합니다.(가스 기공에 대한 도움을 찾고 계십니까? 레이저 용접의 기공 문제 해결에 대한 가이드를 읽어보십시오.)

[무료 용접 테스트 요청]— 재료 사양, 두께 및 접합 세부 정보를 보내주십시오. 우리 팀은 귀하의 매장에 최적화된 매개변수 권장 사항과 샘플 평가 결과를 제공할 것입니다.