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금속 박판재의 레이저빔 용접에 관한 지침

전문가 제언: ○ 최근 금속 박판재를 사용하여 제품의 경량화와 고성능화가 추구되면서 박판 이음부의 접합성능을 확보하기 위한 기술개발에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 용접 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 금속 박판재를 아크용접으로 맞대기 용접하면 모재가 용접열의 영향을 받아 변형, 기공 등과 같은 용접결함이 발생하기 쉬우므로 이를 억제하는 방법으로 고밀도 열원의 특성을 갖는 전자빔 용접과 레이저빔 용접이 사용된다.

○ 이 글에서 소개한 레이저빔 용접은 비접촉식이므로 박판재 용접 시 기계적 변형을 주지 않고, 입열량이 적은 관계로 열변형이 적으며, 이음부의 형상이 비교적 단순하며 용접속도가 기존의 아크용접에 비해 5~10배 빠르고 자동화에 유리하다. 특히 YAG 레이저빔 용접은 발진 파장이 1.06㎛인 빔을 광파이버를 이용하여 다른 장소로 보낼 수 있어 운용의 폭이 넓기 때문에 전기.전자공업을 비롯한 많은 분야에 보급되어 있는 용접 시공기술이다.

○ 레이저빔 용접은 빔의 직경이 작기 때문에 용접선 정렬의 엄밀한 관리가 요구되고 박판재의 간격에 따라 용접부의 품질에 문제가 발생하므로 용접 품질을 확보하기 위하여 최근에는 YAG 레이저와 GMAW 용접법을 복합적으로 사용하는 레이저.아크 하이브리드 용접법(Laser Focused Arc Welding)의 박판재 용접 시공조건을 최적화하는 기술개발이 이루어지고 있다.

○ 레이저.아크 하이브리드 용접으로 박판재를 겹치기 용접할 경우 간격 허용량은 용접모재의 판 두께 정도가 되며 레이저빔 용접에 비해 대폭적으로 확대할 수 있다. 그리고 용접비드의 폭이 레이저빔 용접에 비해 넓기 때문에 모재보다 높은 인장강도를 확보할 수 있으며, 피로강도 역시 레이저빔 용접에 비해 높은 값을 나타낸다. 또한 아연도금 박판재의 겹치기 용접에서 상하 박판재 사이의 틈이 없더라도 레이저.아크 하이브리드 용접은 레이저빔 용접에 비해 기공을 대폭적으로 억제할 수 있어서 건전한 용접이음부를 얻을 수 있다.

저자: Hartmut Zefferer
자료유형: 학술정보