고출력 레이저 하이브리드 용접에 대한 간략한 논의

제조 산업에서 효율성, 편의성 및 자동화에 대한 요구가 시급해짐에 따라 레이저 기술이 주목받기 시작했으며, 다양한 분야에서 빠르게 활용되고 있습니다. 레이저 용접도 그중 하나입니다. 본 논문에서는 레이저 용접에서 레이저 하이브리드 용접의 기본 원리, 장점, 응용 산업 및 발전 전망에 대한 상세한 개요를 제공하고, 특히 후판 용접에서 레이저 하이브리드 용접의 우수성을 충분히 보여줍니다.

레이저 하이브리드 용접입니다레이저 용접레이저 빔과 아크를 결합하여 용접하는 방법입니다. 이러한 하이브리드 효과는 용접 속도, 용입 깊이 및 공정 안정성을 크게 향상시킵니다. 1980년대 후반부터 고출력 레이저의 지속적인 발전은 레이저 하이브리드 용접 기술의 발전을 촉진하여 재료 두께, 재료 반사율, 틈새 메우기 능력과 같은 문제를 더 이상 장애물로 여기지 않게 되었습니다. 이 기술은 중후판 재료 부품 용접에 성공적으로 적용되고 있습니다.

1. 레이저 하이브리드 용접 기술

1.1 특징레이저 하이브리드 용접

레이저 하이브리드 용접 공정에서는 레이저 빔과 아크가 공통의 용융 풀(사진 참조)에서 상호 작용하여 시너지 효과를 통해 깊고 좁은 용접부를 생성함으로써 생산성을 향상시킵니다.

레이저 아크 하이브리드 용접 공정 솔루션

1.2 기본 원칙레이저 하이브리드 용접

레이저 용접이 장비는 열영향부가 매우 좁고, 레이저 빔을 작은 영역에 집중시켜 좁고 깊은 용접을 생성할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 용접 속도를 높여 열 입력량을 줄이고 용접 비용을 절감할 수 있습니다. 다만, 부품의 열 변형 가능성이 있습니다.레이저 용접틈새 메우기 능력이 떨어지므로 공작물 조립 및 모서리 준비에 높은 정밀도가 요구됩니다.레이저 용접알루미늄, 구리, 금과 같이 반사율이 높은 재료의 경우에도 용접이 매우 어렵습니다. 반면 아크 용접은 우수한 간극 연결 능력과 높은 전기 효율을 가지고 있으며, 반사율이 높은 재료도 효과적으로 용접할 수 있습니다. 그러나 아크 용접 시 에너지 밀도가 낮아 공정 속도가 느려지고 용접 부위에 과도한 열이 발생하여 용접 부품의 열 변형을 초래합니다. 따라서 아크 용접은 다음과 같은 장점이 있습니다.고출력 레이저고효율 아크 용접과 동시에 고침투 용접을 위한 고강도 빔을 사용하여 시너지 효과를 내는 하이브리드 효과는 공정의 단점을 보완하고 장점을 극대화합니다.

용접 형성 패턴

1.3 레이저 하이브리드 용접 공정의 장점

단점레이저 용접레이저 용접은 틈새 메우기 능력이 부족하고 공작물 조립에 대한 요구 조건이 높으며, 아크 용접은 두꺼운 판재를 용접할 때 에너지 밀도가 낮고 용입 깊이가 얕아 용접 부위에 많은 열이 발생하여 용접 부품에 열 손상 및 변형을 유발하는 단점이 있습니다. 이러한 두 가지 용접 방식을 결합하면 서로 영향을 주고받으며 각각의 단점을 보완하여 레이저 용접의 깊은 용입과 아크 용접의 장점을 최대한 활용하여 낮은 열 입력, 적은 용접 변형, 빠른 용접 속도 및 높은 용접 강도를 얻을 수 있습니다.

레이저 하이브리드 용접 공정 다이어그램

2.1MAVEN 레이저 하이브리드 용접 구조

레이저 하이브리드 용접 산업 응용 및 개발

3.1 적용 산업 분야

고출력 레이저 기술의 발전과 함께 레이저 하이브리드 용접은 다양한 분야에서 널리 활용되고 있습니다. 높은 용접 효율, 넓은 틈새 허용 범위, 깊은 용접 침투 깊이 등의 장점을 지닌 레이저 하이브리드 용접은 중후판 용접에 최적의 선택입니다. 또한 대형 장비 제조 분야에서 기존 용접 방식을 대체할 수 있는 혁신적인 용접 기술로 주목받고 있습니다. 건설 기계, 교량, 컨테이너, 파이프라인, 선박, 철강 구조물, 중공업 등 다양한 산업 분야에 적용 가능합니다.

3.2 발전 추세

중국주요 생산업체입니다.레이저 장비2021년 우리나라 레이저 장비 산업 생산량은 20만 대를 넘어설 것으로 예상됩니다. 그중 레이저 용접 장비는 레이저 장비 시장의 약 27.3%를 차지하며 시장의 주류 장비 중 하나입니다. 레이저 하이브리드 용접은 새로운 유형의 레이저 용접 장비 중 하나입니다. 다양한 산업 분야에서 중후판 용접에 대한 수요가 지속적으로 증가함에 따라 레이저 하이브리드 용접 시장의 수요도 꾸준히 확대되고 있습니다. 기업들은 기술, 인재, 응용 분야 등에서 혁신을 거듭하며 대체재 개발을 추진하고 있습니다. 수입 고출력 레이저 하이브리드 용접 장비의 증가세와 더불어 국내 대체재 개발 추세도 가속화되고 있습니다.고출력 레이저 하이브리드 용접점점 더 분명해지고 있습니다.