레이저 용접이란 무엇이며, 장점과 단점은 무엇입니까?

레이저 용접

레이저 용접은 고출력의 응집성 단색 광자 흐름에 의해 집속된 레이저 빔을 열원으로 사용하는 용접 방식입니다. 이 용접 방식에는 일반적으로 연속 출력 레이저 용접과 펄스 출력 레이저 용접이 포함됩니다. 레이저 용접의 장점은 진공 상태에서 수행할 필요가 없다는 것이지만, 단점은 전자빔 용접만큼 용입 강도가 강하지 않다는 것입니다.
레이저 용접은 정밀한 에너지 제어를 통해 정밀한 마이크로 소자의 용접을 구현할 수 있습니다. 다양한 금속에 적용 가능하며, 특히 용접이 어려운 금속이나 이종 금속의 용접 문제를 해결하는 데 효과적입니다.
레이저 생성: 물질이 자극을 받으면 정확히 동일한 파장, 주파수, 방향을 가진 빛줄기가 생성됩니다.
레이저의 특성: 우수한 단색성, 우수한 지향성, 그리고 높은 에너지 밀도. 반사경에 의해 투과되거나 집속된 후, 레이저는 직경 0.01mm 미만, 최대 10⁻¹⁻W/cm²의 에너지 빔을 얻을 수 있으며, 이는 용접, 절단, 드릴링, 표면 처리 등의 열원으로 사용될 수 있습니다. 레이저를 생성하는 재료에는 고체, 반도체, 액체, 기체 등이 있습니다. 그중 이트륨 알루미늄 가넷(YAG) 고체 레이저와 CO₂ 가스 레이저는 용접 및 절단과 같은 산업 공정에 주로 사용됩니다.

레이저 용접의 주요 장점은 다음과 같습니다.

(1) 레이저는 광섬유나 프리즘과 같은 광학적 방법을 통해 휘어지고 투과될 수 있습니다. 레이저는 다른 용접 방법으로는 접근하기 어려운 미세 부품 및 기타 부품의 용접에 적합합니다. 또한 투명한 소재를 관통하여 용접할 수도 있습니다.

(2) 높은 에너지 밀도로 고속용접이 가능하고 열영향부와 용접변형이 작아 특히 열에 민감한 재료의 용접에 적합합니다.

(3) 레이저는 전자기장의 영향을 받지 않으며, X선을 발생시키지 않고, 진공보호가 필요 없으며, 대형 구조물의 용접에 사용할 수 있습니다.

(4) 절연층을 미리 벗기지 않고도 절연도체를 직접 용접할 수 있으며, 물리적 특성 차이가 큰 이종재료도 용접이 가능합니다.

레이저 용접의 주요 단점은 장비 가격이 비싸고, 에너지 변환율이 낮으며(5~20%), 용접 계면 가공, 조립, 위치 결정 등에 대한 요구 조건이 매우 높다는 것입니다. 현재 레이저 용접은 주로 전자 및 계측 산업의 마이크로 소자 용접, 실리콘 강판, 아연 도금 강판 등의 용접에 사용됩니다.