레이저 용접 기술로 알려진 정밀 결합 프로세스의 발전은 단계 변화이며 모든 부문에서 제조를 변화 시켰습니다. 기존 공정과 비교하여 산업용 레이저 용접 시스템은 다른 접근 방식으로 충족 할 수없는 정밀, 속도 및 품질 관리를 제공합니다. 섬유 레이저, 자동 제어 시스템 및 산업 4.0의 도입으로 LAR 시장은 여전히 증가하고 있습니다.
이 논문은 레이저 용접의 기본 원리, 레이저 용접 장치 선택, 레이저 용접 작업 방법, 레이저 용접의 유지 보수 요구 사항 및 산업의 레이저 용접 요구 사항에 중점을 두어 레이저 용접 시스템 전문가가 레이저 용접 프로세스를 가장 효율적이고 최적의 품질로 향상시킬 수 있습니다.
레이저 용접이란 무엇입니까?
레이저 용접 기초 이해
레이저 용접은 레이저 빔의 기술을 가장 잘 사용하여 강력하고 정확한 금속 이음새를 형성하는 결합 공정입니다. 금속 빔 용접 시스템은 레이저를 사용하여 작은 영역을 10,000 ° C 이상의 온도로 태워 표면을 녹여 결합합니다. 고전적인 절차와 달리,이 고급 용접 레이저 기술은 가열 된베이스 메탈의 덜 광범위한 영역으로 깊고 좁은 용접 솔기를 형성합니다.
레이저 용접 기계의 유형
이산화탄소 레이저 용접기
이산화탄소 레이저로 용접하는 기계는 두꺼운 재료의 결합에 적합한 10.6 µm의 파장으로 적외선 범위에서 작동합니다. 깊은 침투 응용 프로그램은 일반적인 장소이므로 이러한 시스템은 고 산업에 더 적합합니다. CO2 레이저 용접 장비는 금속에서 우수한 에너지 흡수를 유지하면서 고전력의 능력을 갖습니다.
고체 레이저 용접기
섬유 레이저 용접 시스템은 섬유 레이저 용접기 외에 선형 메트릭 영역 및 워크숍 공간, 예를 들어 약 1.06 미크론과 같은 몇 센티미터에서 작동합니다. 이 장치는 레이싱 빔의 특성이 우수하며 레이저 용접 기계의 정확도가 더 잘 수행되는 기술 목적으로 사용됩니다. 작은 크기와 펄스 프로그램을 주어진 방식으로 형성하는 능력을 통해 레이저 용접 작업에 대해 작은 값의 열 입력을 설정할 수 있습니다.
레이저 용접기의 구성 요소
공진기 시스템
공진기 공동은 레이저 배지, 가스 또는 결정이 저장되는 곳입니다. 또한 레이저 샷이 시작되는 지점이기도합니다. 이것은 레이저 출력의 기본 특성을 정의하는 기본 장치입니다.
광학 구성 요소
최근에 용접기는 강력한 광학 시스템 (예 : 렌즈, 미러 및 빔 전달 시스템을 통합하여 레이저 빔을 포지셔닝하고 집중합니다. 그들은 레이저 빔을 제어하고 배치 할 수있게합니다.
제어 및 지원 시스템
이러한 고급 레이저 용접 기계에는 냉각제, 전동 이동 및 안전 커버가 장착되어 있습니다. 공급 시스템은 섬유 광학 또는 관절 거울 암으로 구성되며 초점 광학은 에너지를 공작물 표면으로 만 지시합니다.
레이저 용접 공정은 어떻게 작동합니까?
레이저 빔 생성 공정
현재 레이저 용접 장치는 공진기 공동 내부에 강력한 레이저 빔의 생성으로 작동을 시작합니다. 레이저 용접 기계가 레이저 빔을 형성하는 작업에 관해서는, 고체 용접 레이저의 CO2 레이저 용접기 또는 결정 격자 구조의 가스 분자 일 수있는 레이싱 매체는 전기 에너지 또는 수석 에너지에 의해 여기됩니다. 보다 진보 된 레이저 용접 방법은 레이저 초점 또는 일련의 레이저로 일관된 빛을 생성하며, 1 MW/cm⊃2만큼 극도의 전력 밀도를 생성 할 수 있습니다. 산업용 레이저 용접 기계에서. 용접기 레이저 기계는 공급 된 전기 에너지를 효율적이고 정확하게 광 에너지로 변환합니다.
빔 초점 및 제어
향상된 레이저 빔 전달
정교한 레이저 용접 장치에는 용접 레이저 빔을 지시하는 데 도움이되는 쉽게 조절 가능한 미러 및 광섬유 케이블이 포함되어 있습니다. 고급 레이저 용접 기계는 광학 부품의 수냉식 시스템을 통합하여 장기간의 작업에 걸쳐 빔 프로파일의 안정성을 유지합니다.
레이저 포커스 정밀도를 향상시키는 시스템
레이저 용접 기계의 초점 헤드 내부에는 레이저 에너지를 특정 지점에서 혼합하고 집중 시키도록 설계된 일부 광학을 놓고이 지점은 일반적으로 직경이 약 0.2-0.6 밀리미터입니다. 고급 레이저 용접기 제어 시스템은 용접의 효과적인 침투를 위해 레이저의 초점 길이와 용접 빔의 각도를 다양하게합니다.
프로세스 매개 변수의 제어
용접 레이저 빔 용접 레이저 용접기 매개 변수에는 전력 밀도, 스팟 크기, 빔 모드 등이 포함됩니다. 최신 레이저 용접 기계에는 용접 품질 일관성을 위해 이러한 매개 변수를 실시간으로 모니터링 할 수있는 내장 시스템이 있습니다.
용접 수영장 형성
열 생성 기술
레이저 용접 기기의 집중된 빔이 공작물의 표면에 부딪 치면 재료가 녹는 점으로 빠르게 가열됩니다. 산업용 레이저 용접기를 사용하여 생성 된 강한 에너지 농도는 용접되는 재료의 기화 지점보다 온도를 생성합니다.
금속 퓨전 메커니즘
키홀 용접 효과로 깊은 침투 용접이 가능하며, 증기 압력은 재료의 구멍을 유지합니다. 따라서, 레이저 용접 장치가 용접 트랙을 따라 전진하는 동안, 녹은 풀 금속은 열쇠 구멍 영역 주위에 순환하고 좁은 용접을 강한 결합으로 동결시킨다.
응고 제어 프로세스
레이저 빔 용접에서, 냉각 속도 및 고화 패턴은 용접 구역에서 최적의 미세 구조 개발을 보장하기 위해 레이저 용접기의 펄스 형성 및 빔 조작 기능에 의해 제어된다.
레이저 용접의 장단점은 무엇입니까?
제조의 이점
높은 정밀성의 성능
레이저 용접기는 작동하는 빔 스팟이 0.2mm 정도 작을 수 있으므로 매우 정확한 용접을 만들 수 있습니다. 고품질 레이저 용접 시스템은 에너지를 집중시킵니다. 적은 열 효과 영역으로 부모 금속이 왜곡되지 않은 용접이 허용됩니다. 산업용 레이저 용접기는 일반 용접 방법으로 불가능한 깊고 좁은 침투 용접을 가질 수있게합니다.
생산 효율성
최신 레이저 용접 기계는 10m/분 이상의 용접 속도를 허용하며, 이전 공정에 비해 훨씬 우수합니다. 레이저 용접기의 제어 시스템을 사용하면 기계에 대한 작업자가 거의없는 상태에서 프로세스를 지속적으로 수행 할 수 있습니다. 현재 레이저 용접 기술은 이동식 멀티 축을 고려하여 정교한 용접 작업을 가능하게합니다.
품질 향상
레이저 빔 용접 공정은 스 패터가 거의없는 깨끗한 미적으로 큰 용접을 만듭니다. 레이저 용접 기계는 컴퓨터를 기계의 지배자에 넣어 고품질의 레이저 용접 작동을 반복적으로 가능하게합니다. 용접 레이저 기술은 공작물로 전달되는 열량을 관리하는 데 도움이됩니다.
프로세스의 한계
초기 투자 고려 사항
고급 레이저 용접 시스템은 장비 조달에 관한 한 자본 집약적입니다. 정밀 레이저 용접 장비에는 정기적 인 서비스 및 부품 교체가 필요합니다. 또한 레이저 용접 기계의 운영자를 훈련시키는 데 오랜 시간이 걸리는 것도 비싸다.
기술적 인 제약
산업용 레이저 용접기는 구리 및 알루미늄과 같은 반사성 재료와 관련하여 제한이 있습니다. 레이저 용접 장비, 특히 빔 전달 시스템을 오염시키지 않도록 상당한주의를 기울여야합니다. 일부 재료는 레이저 빔을 사용하여 용접을 위해 결합 할 수 없습니다. 공동 설계에 어려움이 있습니다.
운영 요구 사항
전문 등급 레이저 용접 장비는 레이저 모든 공작물이나 워크 피스이며 조인트의 정확도가 높아집니다. 레이저 용접기의 작동에는 고전력 레이저 사용으로 인해 엄격한 안전 요구 사항이 포함됩니다. 고전력 고급 레이저 용접 시스템도 민감하고 효과적으로 작동하려면 적절하게 관리되는 환경이 필요합니다.
성능 분석 비용
운영 비용
레이저 용접 장비는 전통적인 방법을 사용하는 것보다 에너지 효과가 있지만 전체 지출에 영향을 미치는 특수 유지 보수를 받아야합니다. 레이저 용접 장치는 소모품 부품과 운영에 소비 된 유틸리티로 인해 작동 비용이 있습니다. 레이저 용접기 기계는 최적의 기능을 위해 정기적으로 교정해야하지만 유지 보수 비용도 증가합니다.
생산 혜택
레이저 용접 메커니즘의 빠른 특징은 처리 시간에 엄청난 비용을 절감 할 수 있습니다. 즉, 각 부품 처리와 관련된 시간입니다. 산업용 레이저 용접기의 사용은 레이저가 정확한 열 제어를 제공하기 때문에 용접 후 추가 처리량을 낮추게합니다. 자동화 된 레이저 용접 기계와 생산성 증가로 인력이 크게 감소하고 있습니다.
장기 가치
레이저 빔 용접 비교 초기 투자는 높지만 생산성과 품질의 에스컬레이션은 비용 효율적입니다. 전문 레이저 용접기를 사용하면 재료의 사용을 최소화하고 제조 된 부품의 일관성을 향상시킵니다. 레이저 용접 기술은 다양한 제조 공정을 보완하여 수익을 향상시킵니다.
레이저 용접기에 가장 적합한 산업은 어디입니까?
자동차 응용 프로그램
차체 제조
자동차 레이저 용접 시스템의 출현으로 바디 패널의 고속 연속 용접을 허용함으로써 대량 생산 환경에서 자동차 몸체를 조립하는 전통적인 방법이 변경되었습니다. 최첨단 레이저 용접기 기계를 사용하면 아연 도금 강철로 만든 요소를 알루미늄 대응 물과 정확하게 결합 할 수 있습니다. 레이저 빔 용접 공정은 가시체 이음새와 구조 요소의 왜곡을 제거합니다.
파워 트레인 구성 요소
산업용 레이저 용접기는 함께 맞는 고정밀 변속기 기어 및 엔진 부품의 제조를 크게 촉진합니다. applomb를 사용하면 레이저 용접 장비는 열을 국소화하여 구동계의 민감한 열 제어 부분이 뒤틀리지 않도록합니다. 산업 클래스 레이저 용접 시스템은 파워 트레인에 가능한 높은 듀티 사이클 침투 용접을 수행합니다.
안전 시스템
예를 들어, 안전 에어백 시스템을위한 공압 에너지 제어 엉덩이 용접은 레이저 용접 장치가 내구성있는 조인트를 가져 오는 응용 분야 중 하나입니다. 레이저 용접 기술이라면 브레이크 시스템 어셈블리에서 우수성이 부족하지 않습니다. 고급 레이저 용접 시스템은 안전 벨트 시스템의 자동 제조를 가능하게합니다.
전자 제품 솔루션
회로 보드 어셈블리
기술 발전으로 정밀 레이저 용접 기계가 전자 회로 어셈블리 내의 미세한 조인트에 사용됩니다. 레이저 빔 용접의 침식 공정은 깨지기 쉬운 전자 부품의 비접촉 결합을 허용합니다. 과도하게 보상 된 응용 분야를위한 최상의 레이저 웨이브 용접기는 열 응력이 민감한 재료에 적용되지 않도록합니다.
배터리 제조
산업용 레이저 용접기는 배터리 셀 케이싱에 밀봉 된 씰을 만듭니다. 고급 레이저 용접 장비의 급격한 초점은 배터리를 만드는 섬세한 재료를 손상시키는 것을 방어합니다. 듀얼 레이저 용접기 시스템을 사용하면 배터리 팩 어셈블리를 신속하게 제조 할 수 있습니다.
소비자 전자 장치
레이저 용접 장비는 전화 및 태블릿 인클로저에 아름다운 용접을 제공 할 수 있습니다. 레이저 빔 용접 기계는 하우징 내에서 매우 작은 부품을 조립할 수 있습니다. 현재 세대 레이저 용접기는 전자 제품 제조에서 대량 생산과 일치하는 품질을 재현 할 수 있습니다.
항공 우주와의 통합
항공기 구성 요소
레이저 용접 기계를 포함하는 항공 우주 시스템은 강도가 높은 경량 합금에 합류하는 데 사용됩니다. 레이저 용접 기계의 정밀도는 항공기 어셈블리의 특성으로 인해 안전 중요한 표준을 통합합니다. 산업용 레이저 용접 기계는 터빈 부품 내에서 복잡한 형상으로 용접을 수행 할 수 있습니다.
우주 기술
고품질 레이저 용접 기계는 위성 의식 조립식에도 사용됩니다. 레이저 용접 제조 공정은 우주선의 인터페이스 부분에서 밀봉 된 커넥터의 형성을 보장합니다. 현대 기술의 추세에 따라 레이저 용접 기계는 항공 우주 지역의 가혹한 조건에서도 고품질 성능을 제공하는 데 사용됩니다.
유지 보수 작업
항공 우주 부품은 이러한 레이저 용접 기계를 사용하여 공동 레이저를 수리 할 수 있습니다. 레이저 용접 기계 기술은 또한 유지 보수 관행을 자동화하는 데 도움이됩니다. 인증 된 품질 수리로 장식 된 레이저 용접 기계에서 가스 텅스텐 아크 섬을 찾는 것이 일반적입니다.
레이저 용접 시스템 유지 보수를위한 필수 팁
광학 시스템의 일일 검사
의심 할 여지없이, 빔의 품질은 레이저 용접 장비의 광학 요소를 정기적으로 검사하여 결정됩니다. 보호 창, 렌즈, 거울 및 기타 요소는 오염, 긁힘 또는 코팅 손상을 검사해야합니다. 이러한 구성 요소는 특수 재료 및 청소 방법과 관련하여 청소해야합니다. 흠이없는 광학 경로는 레이저 빔의 최상의 전달을 제공하여 용접의 악화를 방지합니다. 레이저 용접의 품질은 크게 레이저 용접기의 광학 시스템의 청결에 달려 있습니다.
냉각 시스템 모니터링
작동의 일관성을 유지하려면 레이저 용접 기계에 통합 된 냉각 시스템이 항상 양호한 작동 순서를 유지하는 것이 중요합니다. 냉각제 수준, 유량 및 온도는 매일 점검해야합니다. 누출 검사, 압력 점검 및 냉각수 품질 평가와 같은 다른 점검은 매월 이루어집니다. 시스템 오염은 정기적 인 청소 또는 시스템 필터 변경을 통해 피해야합니다. 레이저 용접 장비의 냉각 기능은 빛의 최고 안정성과 구성 요소의 수명에 직접적인 영향을 미칩니다.
전원 공급 장치의 일상적인 교정
레이저 용접 기계의 전원 공급 장치 사용은 짝수 에너지 분포에 필요한 경우 제어하고 조정해야합니다. 또한 3 개월마다 전압의 안정성, 전류 조절 및 펄스 모드를 점검하십시오. 각 전력 등급은 이전 판독 값에 대해 기록하고 분석해야합니다. 산업용 레이저 용접 장비는 모든 용접마다 동일한 품질을 보장하기 위해 정확한 전력 교정이 필요합니다. 장비의 적시 교정은 용접 매개 변수의 변화를 피합니다.
빔 전달 시스템의 유지 보수
레이저 빔 용접 전달 시스템의 다양한 구성 요소, 예를 들어 광섬유 및 관절 암이 손상되었거나 잘못 배치되었는지 확인하십시오. 매월, 빔의 특성과 초점 위치를 점검하십시오. 제조업체 권장 사항에 따라 Executive Beam Delivery Components 서비스. 레이저 용접 장비의 경우 빔이 제대로 작동하려면 똑바로 유지되어야합니다.
가스 시스템 검증을 지원합니다
적절한 용접 보호를 허용하기 위해 레이저 용접기 보조 가스 시스템의 적절한 기능을 확인하십시오. 가스 압력과 유량 및 노즐의 상태를 매일 모니터링하십시오. 필터를 변경하고 전달 라인이 정기적으로 정리되어 있는지 확인하십시오. 가스 정제 및 소비율에 대한 지침을 유지하십시오. 용접 레이저의 보조 가스 시스템은 용접의 품질에 영향을 미치며 동시에 용접 영역이 산화로부터 보호됩니다.
## 가장 적합한 레이저 용접 시스템을 선택하는 방법
전력 및 빔 품질 요구 사항 평가
레이저 용접 기계의 전력 요구 사항을 작업 재료 및 두께의 함수로 정의하는 것이 필수적입니다. 효과적인 산업용 용접기는 2kW ~ 20kW 범위에서 발견되며, 고전력 시스템은 레이저 빔의 깊이 침투를 가능하게합니다. 레이저 용접 장비의 용접 품질 MAL2; 팩터는 또한 빔에 초점을 맞추는 능력을 결정합니다.
올바른 파장 기술을 선택하십시오
재료의 흡수 특성에 따라 레이저 용접 할 때 다른 장치를 사용하십시오. 섬유 레이저 용접기 (1.06µm)는 금속에 효과적입니다. 특히 알루미늄 및 구리와 같은 반사 금속으로 작업하기가 더 어려워집니다. 이와 비교하여, CO2 레이저 용접 시스템 (10.6µm)은 비금속 및 인공 유기물에 더 바람직하다.
자동화 및 제어 측면을 고려하십시오
레이저 용접을위한 현대 시스템은 위에서 언급 한 모든 자동 통합을 허용합니다. 레이저 용접기 기계의 제어 인터페이스는 필요한 프로그래밍이 가능해야합니다. 프로세스의 과정에서 모니터링 기능과 품질 관리 기능을 갖춘 전문 레이저 용접 장비를 요구하는 것을 잊지 마십시오.
총 소유 비용을 분석하십시오
다음을 포함하여 완전한 레이저 용접 장치 투자를 평가하십시오.
초기 장비 비용 및 설치
운영 비용 (에너지, 가스, 소모품)
유지 보수 요구 사항 및 서비스 계약
운영자 교육 및 인증 요구
시설 수정 및 안전 요구 사항
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자주 묻는 질문 (FAQ)
Q : 아크를 사용하여 레이저 용접과 용접의 차이점에 대해 더 많은 빛을 비출 수 있습니까?
레이저 용접기는 레이저 빔에 집중하여 특정 지점에서 열을 생성하여 좁고 깊은 용접을 생성하여 주변 결합에 대한 왜곡을 줄입니다. 반면에, 아크 용접은 항상 더 큰 열 영역을 제공하고 필러 와이어의 사용이 관련되어 있습니다.
Q : 용접 애플리케이션에 적합한 레이저 전력을 결정할 때 어떤 요소를 고려해야합니까?
레이저 빔 용접과 관련하여 전력 선택은 결합 할 재료의 두께 및 유형과 필요한 용접 침투에 영향을받습니다. 얇은 시트는 일반적으로 2mm 미만이며 일반적으로 1 2kW 범위의 입력 전력이 필요하며 5mm 이상인 두꺼운 재료의 레이저 용접 시스템에는 4 20kW 시스템이 필요합니다.
Q : 레이저 용접 기계로 어떤 재료를 사용할 수 있습니까?
산업용 레이저 용접 시스템은 강, 알루미늄, 티타늄 및 니켈 기반 시스템을 포함하여 대부분의 금속을 용접 할 수 있습니다. 또한 현대식 레이저 용접기는 올바른 매개 변수를 설정하면 다른 금속을 결합합니다.
Q : 레이저 용접 장비로 생산 된 용접 품질의 변형이있는 이유는 무엇입니까?
가장 빈번한 원인은 더러운 광학, 사용자 misfocus, 비정질 보조 가스 흐름 및 레이저 용접 기계의 소모품 고갈입니다. 레이저 용접기를 잘 관리하면 매번 안정적으로 수행해야합니다.
Q : 레이저 용접 기계를 사용할 때 어떤 예방 조치를 취해야합니까?
모든 유형의 레이저 휘발을 수행 할 때는 워크 스테이션이 폐쇄 된 작업장, 적절한 재료 및 피팅, 환기 및 레이저 용접기 사용을위한 안전 관행을 준수하는 훈련 된 직원을 갖춘 특수 레이저 보호 안경을 제공해야합니다.
Q : 다른 간격으로 레이저 용접 장비의 광학 부품 다이어그램을 어떻게 청소합니까?
레이저 용접 기계의 광학을 매일 먼지와 먼지를 확인하십시오. 먼지가 많은 덮개 창을 일주일에 한 번 닦아내고 월간 전체 광학 시스템의 유지 보수를 수행하십시오. 레이저 용접기 내의 구성 요소 교체와 관련하여 레이저 용접기 제조업체의 권장 사항을 따르십시오.
Q : 레이저 빔 용접의 어떤 기능적 측면을 추적해야합니까?
전력, 초점 위치, 이동 속도, 가스 흐름 지원 및 레이저 용접 장치의 각도를 살펴보십시오. 새로운 레이저 용접 시스템의 대부분은 이러한 매개 변수를 실시간으로 모니터링 할 수 있습니다.
