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레이저를 이용한 보수용접기술

전문가 제언: ○ 고밀도 레이저 빔 에너지로 금속분말을 기지금속 표면에 용융시켜 육성하는 레이저 클래딩기술은 성질이 서로 다른 물질을 모재(substrate)의 표면에 코팅시키는 표면개질 기술로서 플라스마 육성이나 아크 육성에 비해 입열량과 열 변형이 적어 자동차산업, 발전설비, 항공우주산업 분야 및 방위산업 등의 고부가가치 부품의 제작과 보수작업에 폭넓게 적용할 수 있다.

○ LENS(Laser Engineered Net Shaping) 기술의 모체가 되는 레이저 클래딩 층의 내식성과 내마모성을 높이고 균열을 방지하기 위해서는 모재와의 희석률을 최소화해야 하며, 이를 위해서는 레이저 출력밀도, 레이저 빔과 모재표면과의 반응시간의 적절한 조합, 클래드 재료의 공급량과 이송속도 등과 같은 공정조건을 최적 선정하는 것이 중요하다.

○ 일반적으로 클래딩 용착부는 합금성분이 다량 함유되어 있어 일반 강재에 비해 경화능이 높고 냉각과정에서 균열이 발생할 확률이 높다. 용착부의 냉각속도(10,000℃/s 이상)가 매우 빠른 LENS 공정의 경우, 클래딩 용착금속에 미소균열이 발생하지 않도록 냉각속도를 관리하는데 주의가 요망된다.

○ 파손된 부품을 재생하는 보수용접의 경우 용접 예열온도를 포함하는 공정인자들을 엄선하여 보수작업에 임하는 것이 필수적이다. 국내의 자동차산업, 에너지설비, 항공우주산업용 기계류 부품의 품질을 높이고 대외 경쟁력의 확보를 위해서는 보수용접 시공절차서의 개발과 함께 첨단기법을 이용한 육성 및 클래딩 기술을 개발하는 것이 중요하다. 미국의 Sandia National Laboratories에서 정리한 손상된 부품의 보수와 재료의 클래딩을 위한 LENS 기술에 관한 분석 자료는 부가가치가 높은 부품을 재활용하고 제품의 수명을 연장시키는데 매우 유익한 자료로 활용할 수 있다.

저자: Robert P. Mudge
자료유형: 학술정보