레이저 용접기

알아야 할 두 가지 유형의 레이저 용접 장치

레이저 용접 장치

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레이저 용접 장치
레이저 용접 장치

레이저-아크 하이브리드 용접 장치 및 공정 모드

레이저 하이브리드 용접 기술은 레이저와 다른 용접 방법을 결합한 하이브리드 용접 기술을 말합니다. 장점은 각 용접 방법의 장점을 최대한 활용하고 몇 가지 단점을 극복할 수 있다는 것입니다. 예를 들어, 레이저 용접의 가격 대 전력 비율이 너무 크기 때문에 두꺼운 판의 깊은 침투 및 고속 용접 시 고가의 고출력 레이저의 사용을 피하기 위해 저출력 레이저를 결합 할 수 있습니다. 복합 용접을 위한 기존의 가스 차폐 용접.

레이저 용접 장치

레이저-아크 하이브리드 용접 장비

레이저-아크 하이브리드 용접이 등장하자마자 많은 용접 작업자들의 주목을 받아 R&D 작업이 잇달아 진행됐다. 다양한 형태의 레이저 아크 하이브리드 용접 장비가 있습니다. 그림 3.1(a)는 레이저-MIG/MAG 하이브리드 용접 시스템을 보여줍니다. 하이브리드 용접 시스템은 다음과 같은 부분으로 구성됩니다.

  • 그림 1.1(b)와 같이 Laser-MIG/MAG 하이브리드 용접 헤드.
  • MIG/MAG 용접 시스템(전원 공급 장치, 와이어 공급 메커니즘 및 용접 와이어 릴 포함).
  • 레이저 및 그 광 안내, 초점 및 전송 시스템.
  • 용접 로봇과 그 컨트롤 박스.
  • 리모콘.

또한 보호 가스, 작업대, 제어 시스템 등이 있습니다.

Laser-MIG/MAG 하이브리드 용접 시스템 및 하이브리드 용접 헤드
그림 1.1 Laser-MIG/MAG 하이브리드 용접 시스템 및 하이브리드 용접 헤드

하이브리드 용접 하이브리드 용접 건으로도 알려진 헤드는 레이저 빔과 아크 열원을 결합하는 구성 요소로, 이를 통해 둘 사이의 상대 위치를 유연하게 조정할 수 있습니다(예: 광학 필라멘트 사이의 거리, 광학 필라멘트, 레이저 및 아크의 시퀀스 등), 두 열원의 효과적인 결합을 실현하는 것은 하이브리드 용접 장비의 핵심 구성 요소입니다.

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로봇에 쉽게 연결할 수 있는 일본 Mitsubishi Heavy Industries의 동축 복합 용접 토치, 오스트리아 Fronius의 복합 용접 토치 등 상용 복합 용접 토치가 시장에 출시되었으며[그림 1.2(a)], 독일 프라운호퍼 연구소의 연구 개발 "노즐 일체형"의 원리에 기초한 Laser-MIG 근축 하이브리드 용접 토치[그림 1.2(b)], 용접 토치는 파이프로 단단히 고정되고, 레이저 외부와 아크는 원형 수냉식 구리 슬리브로 보호됩니다. 레이저와 MIG 용접 토치 사이의 각도는 15 ℃ ~ 30 ℃이며 두 개의 열원을 최대에 가깝게 만들 수 있으므로 복합 용접 건의 부피를 줄이고 용접 건을보다 유연하게 사용할 수 있습니다. 3차원 자동 용접을 실현하기 쉽습니다.

Fronius and Fraunhofer Institute의 복합 용접 토치
그림 1.2 Fronius와 Fraunhofer Institute의 복합 용접 토치

In addition to the conventional hybrid welding system, the researchers also developed a synchronous modulation laser-arc hybrid welding system (HybSy). The system has the following characteristics: laser arc control mechatronics, the process synergy is further expanded, the welding speed is faster, the application range of processing materials is wider, and the three-dimensional processing ability is stronger. The test results show that when surfacing 6mm thick medium-strength steel plates, Under the same process conditions, HybSy is 40% higher than conventional hybrid welding penetration.Laser Welding Device

레이저-아크 하이브리드 용접 작업 모드

레이저-MIG 하이브리드 용접의 경우 두 열원의 다른 입열비에 따라 물리적 메커니즘과 프로세스 모드도 다릅니다. 하이브리드 용접에서 레이저 출력의 크기에 따라 레이저-아크 하이브리드 용접은 세 가지 범주로 분류할 수 있습니다. 100와트 레이저 아크 합성물, 1000와트 레이저 아크 합성물 및 10,000와트 레이저 아크 합성물.

100와트 레이저 아크 하이브리드 용접

주로 아크 용접의 특성을 나타내며 용접 과정에서 작은 구멍이 생성되지 않습니다. 저출력 레이저 에너지는 주로 아크를 안정화 압축하여 아크 에너지의 활용도를 높이는 역할을 하여 일반적인 MIG 용접에서 높은 용접 속도 조건에서 발생하는 아크 드리프트 현상을 방지하고 다음과 같은 결함의 발생을 억제할 수 있습니다. 험프 및 언더컷으로 용접 속도를 크게 향상시켜 박판의 고속 용접에 더 적합합니다. 이러한 종류의 하이브리드 용접 모드는 비용이 저렴하고 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다.

10,000와트 레이저 아크 하이브리드 용접

주로 레이저 깊은 용입 용접의 특성을 보여주고 용접은 더 큰 종횡비를 갖습니다. 10,000와트 고출력 CO의 조합으로 전위치 플렉시블 용접 구현이 어렵습니다.2 레이저 및 MIG 용접. 주요 적용 방향은 대형 평판의 맞춤형 용접 및 리브의 용접입니다. 장비에 대한 대규모 투자(천만 위안 이상)로 인해 일시적으로 대중화하고 대규모로 적용하기 어렵습니다.

1000와트 레이저-아크 하이브리드 용접

그것은 레이저 용접과 아크 용접의 특성을 모두 가지고 있으며 두 가지 장점을 최대한 활용할 수 있습니다. 주로 laser-MIG 복합 재료에 사용됩니다. 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 탄소강, 스테인리스강, 저합금 고강도강, 초고장력강 및 기타 재료에 적합합니다. 중판 및 후판 용접의 경우 킬로와트 수준의 레이저-아크 하이브리드 용접 장비에 대한 투자가 적당하고 다양한 용접 구조에 대한 적응성이 우수하고 적용 가능성이 넓습니다. 우리나라의 국가적 조건에 맞는 레이저 아크 하이브리드 열원 기술입니다.

레이저 브레이징 공정

레이저 브레이징은 레이저를 열원으로 사용하여 섬유 재료를 가열하여 용융시키는 브레이징 기술입니다. 레이저 브레이징의 주요 특징은 레이저의 높은 에너지 밀도를 사용하여 로컬 또는 작은 영역을 빠르게 가열하여 브레이징 프로세스를 완료하는 것입니다. 그림 1.3은 레이저 브레이징의 접합 형태와 와이어 공급 방법을 보여줍니다.

레이저 브레이징의 조인트 형태 및 와이어 공급 방법
그림 1.3 레이저 브레이징의 접합 형태 및 와이어 공급 방법

According to the different heating temperatures, laser welding is divided into soft soldering and brazing. Solder whose liquidus temperature is lower than 450℃ is called soft soldering, which is mainly used for the connection of printed circuit boards and electronic components; solder whose liquidus temperature is higher than 450℃ and lower than the melting point of the base metal for brazing, it is mainly used for the connection of structural steel and galvanized steel. Laser brazing also has advantages in the connection of non-ferrous metals. Most of the non-ferrous metals have higher reflectivity to the laser, and the thermal conductivity of the material is higher. Laser melting and welding require higher power. Laser brazing of silver, copper, nickel, gold, aluminum, and other non-ferrous metals has good results. The brazing seam structure is small and joint performance is good.Laser Welding Device

The brazing filler metal during laser fiber welding can be preset or wire feeding. The brazing heating temperature is low, and the requirement of laser power density is low, so the defocusing method is generally used for heating. In this way, the power density can be reduced, and the spot size and shape can be adjusted according to the size of the brazing seam. Laser brazing joints usually adopt two methods: crimping butt joint and lap joint. In the case of crimping butt joints, the feeding of the solder from the laser front end is conducive to the stability of the brazing process; in the case of lap joints, the feeding of the solder horizontally from the bottom of the side is conducive to the stability of the brazing process.Laser Welding Device

레이저 브레이징 단일 빔 또는 이중 빔을 사용할 수 있습니다. 이중 빔은 두 개의 독립적인 레이저 또는 레이저 빔 스플리터로 얻을 수 있습니다. 더블 빔 브레이징은 조사 시간과 위치를보다 유연하고 편리하게 제어할 수 있으며 브레이징 공정을 더 잘 제어할 수 있습니다. 이중 빔 레이저 브레이징의 레이저 조사 모드는 그림 1.4에 나와 있습니다.

듀얼 빔 레이저 브레이징의 다이어그램
그림 1.4 듀얼 빔 레이저 브레이징의 다이어그램

Double-beam laser 겹침의 경우 하나의 레이저 빔은 용접 와이어를 가열하여 녹이고 다른 하나의 레이저 빔은 가열하여 간격을 메워 모재의 온도를 높이고 섬유의 젖음과 퍼짐을 촉진하고 관절의 강도. 도킹의 경우 2개의 레이저빔을 중첩하여 조사하여 가열하여 솔더 가열의 효율성을 높일 뿐만 아니라 접합부 부근도 동시에 가열하여 습윤, 퍼짐, 바늘 재료의 균일한 분포.

레이저 브레이징의 주요 기술 매개변수는 다음과 같습니다.

  • 레이저 파워. 둘 다 CO2 레이저 및 YAG 레이저는 레이저 브레이징에 사용할 수 있으며 각각의 브레이징 시 특성은 레이저 융착과 동일합니다.
  • 스팟 직경. 레이저 브레이징은 일반적으로 초점이 흐려진 스폿을 사용하며 스폿의 크기는 브레이징 이음매의 너비에 따라 다릅니다.
  • 브레이징 속도. 실제 납땜 요구 사항에 따르면 레이저 출력에 따라 다릅니다. 레이저 출력이 클수록 브레이징 속도가 빨라집니다.
  • 와이어 공급 속도. 그 크기는 주로 납땜 이음매 충전 및 양호한 성형으로 간주됩니다. 와이어 이송 속도는 브레이징 속도와 일치해야 하며 와이어 이송 속도는 브레이징 속도를 높이면서 증가해야 합니다.

또한 레이저 입사각, 와이어 공급 각도, 땜납 모양 및 크기도 레이저 납땜의 처리 매개 변수입니다.

레이저 브레이징시 브레이징 용가재, 플럭스 및 차폐 가스의 선택은 기본적으로 기존 브레이징과 동일합니다. 대부분의 경우 플럭스와 차폐 가스 없이 레이저 브레이징을 수행할 수 있습니다.

레이저 브레이징의 핵심은 레이저 출력 분포를 합리적으로 제어하는 것입니다. 레이저 빔이 땜납에 수렴되고 땜납 온도가 너무 높아서 너무 빨리 녹습니다. 모재의 온도가 충분하지 않으면 솔더가 모재에 잘 젖지 않아 충진 효과에 영향을 미치고 납땜 이음매 형성이 악화됩니다. 레이저 빔은 모재에 집중됩니다. 솔더의 온도는 솔더의 유동성이나 활성을 감소시키기에 너무 낮을 수 있습니다. 모재가 과열되어 녹아서 땜납이 용융 풀에 직접 들어가 융합 용접을 형성할 수 있습니다. 형성된 취성상은 또한 납땜 조인트의 성능에 영향을 미칩니다.

레이저 납땜은 주로 전자 부품 및 인쇄 회로 기판 집적 회로의 연결에 사용됩니다. 레이저 방사는 집적 회로의 리드를 가열하는 데 사용되며 열은 땜납 또는 미리 설정된 땜납을 통해 기판으로 전달됩니다. 솔더링 온도에 도달하면 플럭스와 솔더가 녹고 기판과 리드가 젖어서 연결이 형성됩니다. YAG 레이저는 주로 집적 회로의 레이저 납땜에 사용됩니다.

반도체 레이저는 직접 변조 기능이 있는 직접 전자-광자 변환기입니다. 펄스 레이저와 연속 레이저의 변환은 출력을 조정하여 실현할 수 있습니다. 반도체 레이저의 출력 파장은 808nm로 YAG 레이저보다 짧기 때문에 땜납에 의한 레이저 흡수가 더 잘되고 가열 효율이 향상됩니다. 반도체 레이저 브레이징의 특징은 용접할 부품에 열적 영향이 없고 레이저 온도 필드가 리드 범위로 제한된다는 것입니다. 솔더의 유동성은 미세 피치 리드 사이의 솔더 브리징을 방지하여 효과적으로 제어할 수 있습니다.

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"Two Types of Laser Welding Device You Should Know"에 대한 하나의 생각

  1. Avatar of Sim Sim 말해보세요:

    잘 했어요

  2. Avatar of Dimitry Dimitry 말해보세요:

    좋은 기사, 레이저 용접기를 구입할 수 있습니까?

    1. Avatar of Sandy Sandy 말해보세요:

      네, 카탈로그를 보내드리겠습니다.

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