용접 지식 백과사전: 분류에 대한 간략한 설명
레이저 용접의 용접 공정
산업 생산에서 레이저 용접은 항공우주 분야에 오랫동안 적용되어 왔습니다.고정밀 용접레이저 용접은 특수 재료 용접을 비롯한 다양한 분야에서 사용되어 왔습니다. 산업 발전과 기술 진보에 따라 레이저 용접은 이제 일반 재료 용접에도 점점 더 많이 활용되고 있습니다. 오늘은 레이저 용접의 분류에 대해 알아보겠습니다. 레이저 용접은 고에너지 밀도의 레이저 빔을 열원으로 사용하여 재료를 접합하는 효율적이고 정밀한 용접 방법입니다. 빠른 용접 속도, 작은 변형, 낮은 용접 환경 요구 조건, 높은 출력 밀도, 자기장의 영향 없음, 전도성 재료에 대한 제한 없음, 진공 작업 조건 불필요, 용접 과정 중 X선 발생 없음 등 많은 장점을 가지고 있습니다.
레이저 용접은 다양한 관점에서 분류할 수 있습니다.
- 레이저 출력 에너지 모드에 따른 분류:
- 연속 레이저 용접: 용접 과정에서 연속적이고 끊김 없는 용접 형상이 형성됩니다.
- 펄스 레이저 용접용접 부위 표면에 가해지는 에너지 입력이 간헐적이기 때문에, 각 펄스 광점은 용접 공작물 표면에 작용하여 원형 용접점을 형성합니다. 레이저 매개변수를 다르게 설정하면 다양한 용접 형상을 얻을 수 있습니다.
- 집속 레이저 스팟의 출력 밀도에 따른 분류:
- 레이저 열전도 용접: 출력 밀도가 비교적 낮으며, 일반적으로 10⁵W/cm² 미만입니다. 레이저는 용접 대상물의 표면에 에너지를 전달하여 금속 표면을 녹는점과 끓는점 사이의 온도로 가열합니다. 열은 열전도를 통해 금속 내부로 전달되어 용접부를 형성하는데, 이는 불활성 텅스텐 용접과 유사합니다.가스(TIG) 용접.
- 레이저 심부 침투 용접(키홀 용접): 금속 표면에 작용하는 레이저 출력 밀도가 10⁵ W/cm²보다 클 때, 고출력 레이저 빔이 금속 표면에 작용하여 국부적인 용융을 일으키고 "키홀"을 형성합니다. 레이저 빔은 이 "키홀"을 통해 용융 풀 내부로 침투하여 용접부를 형성합니다.
- 제어 모드별 분류:
- 수동 레이저 용접기
- 자동 레이저 용접기
- 갈보 레이저 용접기
- 레이저 유형별 분류:
- YAG 레이저 용접기
- 반도체 레이저 용접기
- 파이버 레이저 용접기
1. 플라잉 레이저 용접
플라잉 레이저 용접은 원격 용접, 검류계 및 매니퓰레이터의 장점을 결합하고 전문 그래픽 처리 소프트웨어를 탑재하여 3차원 공간에서 순간적인 다중 궤적 용접을 구현합니다.
주요 응용 분야:
이 기술은 자동차 차체, 시트, 일반 자동차 부품 등의 제품에 적용됩니다. 재료 측면에서는 강판, 냉간압연판, 알루미늄 합금과 같은 다양한 일반 재료는 물론 복합 재료 및 마그네슘-알루미늄 합금과 같은 합금 재료에도 사용할 수 있습니다.
★ 장점:
- 모든 용접 형태와 호환 가능
- 모든 용접 방향에 적합합니다.
- 사용자 정의 용접/스폿 분포
- 최적화된 응력 분포
- 고속 점 용접, 심 용접, 겹침 용접, 맞대기 용접, 필렛 용접 및 오버랩 용접이 가능합니다.
- 용접 헤드와 로봇 간의 실시간 동기화를 통해 레이저 용접 공정을 가속화합니다.
- 더 작은 바닥 공간 요구 사항
- 유지보수 및 물류 비용 절감
2. 나선형 레이저 용접
이는 용접 헤드에 특수 흔들림 모듈을 장착하여 구현하는 이중 쐐기형 레이저 진동 방식의 레이저 용접 방법입니다. 이를 통해 용접 헤드가 움직이는 동안 집중된 광점이 나선형 용접을 형성할 수 있습니다.
주요 응용 분야:
힌지 용접, 열교환기, 튜브 열교환기, 석유 및 천연가스 산업의 후관 용접, 플랜지 용접, 알루미늄 합금 용접 등
★ 장점:
- 더 넓은 용접
- 매우 높은 공정 반복성/공정 안정성
- 더 나은 용접 형성
- 용접 후처리 과정이 간소화되고 용접된 공작물의 표면이 더욱 매끄러워집니다.
- 뛰어난 알루미늄 합금 용접 능력
3. 레이저 브레이징
레이저 브레이징은 모재보다 녹는점이 낮은 용가재를 사용하는 접합 방식입니다. 브레이징 용가재는 자체 녹는점보다 높지만 모재의 녹는점보다 낮은 온도로 가열됩니다. 액체 상태의 브레이징 용가재는 모재를 적시고 접합 틈을 메우며 모재와 확산되어 용접 부위를 접합합니다.
주요 응용 분야:
지붕과 측벽 연결부, 문 등 알루미늄 차체 프레임 구조의 용접.
★ 장점:
- 레이저 용접 특유의 결함인 기공, 균열, 과도한 제품 틈새 등을 줄여줍니다.
- 용접 강도를 향상시키고 완벽한 용접 비드를 얻을 수 있습니다.
- 브레이징 과정에서는 브레이징 필러 금속만 녹고, 모재는 녹지 않습니다.
- 브레이징 접합부의 변형이 적고, 매끄럽고 미려한 외관을 가지며, 정밀 용접 및 다양한 재질로 제작된 복잡한 부품에 적합합니다.
- 열영향부가 작고 압축 강도가 높음
4. 레이저 와이어 충전 용접
레이저 와이어 충전 용접은 모재와 동일하거나 유사한 재질의 용가재를 사용하는 방법입니다. 모재와 브레이징 용가재를 녹인 후 응고시켜 용접부를 형성합니다.
주요 응용 분야:
차량의 차체 구조 부품 전체 및 자동차 부품의 용접.
★ 장점:
- 순수 레이저 용접의 결함인 기공 및 균열 등을 줄여줍니다.
- 용접 제품의 합격률을 향상시키고 용접 제품 간의 간격을 약간 더 넓게 허용합니다.
- 용접 과정에서 모재가 녹고, 용접 강도는 모재보다 높아집니다.
5. 진동 브레이징
이 장비는 ALO3를 통해 빔 형상 제어 및 용접 추적 기능을 동일 장비에 통합합니다. 용접봉은 기계식 센서로 사용할 수 있습니다.
주요 응용 분야:
레이저 브레이징은 주로 루프 커버와 트렁크 리드를 비롯한 자동차 부품의 브레이징 등 백색 차체에 적용됩니다. 부품의 형상 변동과 고정 장치의 오차는 레이저 브레이징의 난이도를 크게 높여 레이저 용접 공정의 디버깅을 매우 어렵게 만듭니다. 그러나 진동 브레이징은 용접 방향을 효과적으로 자체 조정할 수 있습니다. 용접 추적 및 자동 초점 거리 보정 기능을 통해 레이저 빔을 쉽게 유도하고 초점을 맞출 수 있으며, 방향 전환이 용이하고 자동화 수준이 높아 빠른 용접 속도와 높은 효율성을 제공함으로써 용접 품질을 유지합니다.
★ 장점:
- 용접 추적을 통해 공작물의 용접 궤적을 실시간으로 파악합니다.
- 다양한 공작물 편차에 따라 XYZ 삼방향의 용접 궤적을 적응적으로 조정하여 우수한 용접 품질을 얻습니다.
- 제품 용접의 일관성을 향상시킵니다.
6. 3점 브레이징
렌즈에 이중 스팟 모듈이 추가되었습니다. 용접 시, 브레이징 광학 장치의 삼중 스팟 모듈이 하나의 빔을 세 개의 빔으로 분산시켜 용융 아연 도금 강판을 브레이징하는 데 필요한 솔루션을 제공하고 균열 없이 더욱 평평한 용접부를 만듭니다.
주요 응용 분야:
알루미늄 합금 백색 차체 브레이징, 루프 커버 및 트렁크 리드 레이저 브레이징, 자동차 부품 브레이징 등
★ 장점:
- 더욱 안정적이고 신뢰할 수 있는 브레이징 공정
- 더 빠른 속도
- 더 높은 강도
- 용융 아연 도금 강판 용접부의 외관 품질 향상
- 온라인 청소 프로세스
- 동적 에너지 조정
7. 다중 파장 하이브리드 용접
다중 파장 하이브리드 용접이 기술은 롄잉 레이저(Lianying Laser)가 개발한 혁신적인 용접 공정입니다. 서로 다른 파장의 레이저 빔 두 개를 중첩시켜 두 빔의 축이 공간적으로 일치하도록 합니다. 주 파장 레이저는 주로 용접에 사용되고, 보조 파장 레이저는 용접 와이어와 모재를 예열하고 용접 풀의 용융 금속 냉각 속도를 줄이는 데 사용됩니다. 특히 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 구리 합금 등에 적합합니다.
★ 장점:
- 모공 속 내용물을 줄여줍니다.
- 용접 비드의 안정성을 향상시키고 용접 효율을 높입니다.
- 열응력을 효과적으로 완화하고, 균열을 줄이며, 용접 강도를 향상시키고, 비교적 균일한 외관의 용접 비드를 얻을 수 있습니다.
결론적으로, 현재 레이저 산업 전반에서 해외 기술과 장비가 여전히 선두를 달리고 있습니다. 레이저 본체와 광학 가공 헤드부터 냉각기, 전력계, 용접 중 모니터링, 용접 후 검사, TCP 교정기 등의 보조 장비에 이르기까지 모든 면에서 해외 기술 및 장비가 종합적으로 앞서 있습니다. 국내 기업들은 따라잡기 위해 부단히 노력하고 있습니다. 특히 레이저 용접 응용 분야에서는 중국이 국제 선진 수준에 상당히 근접했으며, 여러 우수 기업들이 등장하여 뛰어난 성과를 거두고 있습니다.
게시 시간: 2025년 9월 5일
