다양한 재료에 대한 레이저 용접 성능 및 응용

레이저 용접은 높은 용접 속도, 집중된 열 입력, 정밀한 용접 제어 및 깨끗하고 매력적인 용접 이음새를 생성할 수 있는 가능성을 제공하기 때문에 금속 제조에 널리 사용됩니다. 이는 자동차 제조, 판금 제조, 전기 장비, 가전 제품, 하드웨어 생산 및 신에너지 응용 분야와 같은 산업에서 사용됩니다.

그러나 레이저 용접 결과는 용접되는 재료에 따라 크게 달라집니다 . 스테인레스강, 탄소강, 아연도금강판, 알루미늄 합금, 구리는 서로 다른 물리적 특성, 반사율, 열전도율, 표면 특성을 가지고 있습니다. 이러한 차이는 용접 안정성, 침투, 용접 외관, 변형 및 공정 요구 사항에 영향을 미칩니다.

정격 출력만을 기준으로 레이저 용접기를 선택하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 제조업체는 또한 재료, 두께, 조인트 설계, 용접 외관 요구 사항, 생산량 및 실제 적용 조건을 고려해야 합니다.

이 기사에서는 다양한 금속에 대한 레이저 용접의 특성, 일반적인 과제 및 적용을 비교하고 적합한 레이저 용접 장비를 선택하는 방법을 설명합니다.

1. 재료별 레이저 용접 성능 비교

금속마다 레이저 에너지에 다르게 반응합니다. 이러한 차이점을 이해하면 제조업체는 공정 타당성을 평가하고 적절한 장비를 선택하는 데 도움이 됩니다.

이 표는 일반적인 지침을 제공합니다. 실제 결과는 특정 합금, 재료 두께, 표면 상태, 접합 구조, 레이저 소스, 용접 헤드 및 공정 매개변수에 따라 달라집니다. 장비 선정이나 양산 전 샘플 테스트를 권장합니다.

2. 스테인레스 스틸 레이저 용접

스테인리스강은 레이저 용접 응용 분야에서 흔히 사용되는 재료입니다. 적절한 공정 설정을 통해 레이저 용접은 좁은 용접 이음새, 집중된 열 입력 및 매력적인 마감을 생성할 수 있습니다. 구조적 완전성과 우수한 외관이 모두 요구되는 제품에 특히 적합합니다.

일반적인 응용

스테인레스 스틸 레이저 용접은 다음 분야에서 널리 사용됩니다.

• 스테인레스 스틸 캐비닛 및 인클로저

• 주방 장비 및 상업용 케이터링 장비

• 산업용 판금 부품

• 의료기기 부품

• 하드웨어 제품 및 정밀 금속 부품

• 스테인레스 스틸 프레임 및 가공 구조물

주요 용접 고려 사항

스테인레스강은 일반적으로 레이저 용접에 적합하지만 최종 결과는 여전히 재료 두께, 접합부 맞춤, 표면 청결도 및 용접 매개변수에 따라 달라집니다.

얇은 스테인리스 강판의 경우 과도한 열 입력으로 인해 번스루(burn-through) 또는 뒤틀림이 발생할 수 있습니다. 눈에 보이는 용접 이음새의 경우 변색 및 표면 마감도 중요한 문제일 수 있습니다.

일관된 결과를 얻으려면 제조업체는 다음 사항에 주의를 기울여야 합니다.

1. 용접 매개변수: 재료 두께와 접합 구성에 따라 레이저 출력, 용접 속도 및 기타 관련 설정을 조정합니다.

2. 접합 준비: 공정 요구 사항 내에서 접합 간격과 맞춤을 유지합니다.

3. 표면상태 : 용접안정성에 영향을 미칠 수 있는 기름, 먼지, 기타 오염물질을 제거합니다.

4. 용접 모양: 용접의 앞면과 해당하는 경우 뒷면을 평가합니다.

5. 생산 일관성: 반복되는 용접 및 생산 배치 전반에 걸쳐 프로세스가 안정적으로 유지되는지 확인합니다.

외관 요구 사항이 높은 스테인리스 스틸 제품의 경우 샘플 테스트를 통해 휴대용 레이저 용접기, 자동 와이어 피드 레이저 용접기 또는 플랫폼 레이저 용접기가 가장 적합한 옵션인지 판단할 수 있습니다.

3. 탄소강 레이저 용접

탄소강은 가용성, 기계적 특성 및 광범위한 응용 분야로 인해 산업 제조에 널리 사용됩니다. 레이저 용접은 높은 용접 효율과 집중적인 열 입력을 제공하므로 많은 탄소강 부품에 적합합니다.

일반적인 응용

일반적인 응용 분야는 다음과 같습니다.

• 산업 설비 프레임

• 금속 캐비닛 및 인클로저

• 기계 부품

• 자동차 부품

• 판금 구조물

• 일반 금속 가공 제품

주요 용접 고려 사항

탄소강은 일반적으로 공정이 재료 및 조인트 설계와 일치할 때 효과적으로 레이저 용접될 수 있습니다. 그러나 과도한 에너지 입력은 얇은 시트에 번스루(burn-through)를 유발할 수 있으며, 부적절한 설정이나 잘못된 조인트 준비는 튀거나 뒤틀리거나 일관성 없는 침투를 초래할 수 있습니다.

주요 고려 사항은 다음과 같습니다.

• 재료 두께: 얇은 시트는 열 입력을 주의 깊게 제어해야 하는 반면, 두꺼운 재료는 다른 프로세스 설정이나 접합 설계가 필요할 수 있습니다.

• 용접 속도: 용접 속도는 침투, 용접 형성 및 생산성에 영향을 미칩니다.

• 접합 간격: 간격이 크거나 일관되지 않으면 안정적인 용접 형성이 어려울 수 있습니다.

• 표면 상태: 오일, 녹, 스케일 및 기타 오염 물질은 용접 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.

• 기계적 요구 사항: 용접은 필요한 강도 및 사용 조건에 따라 평가되어야 합니다.

대량 생산의 경우 개별 용접 품질뿐만 아니라 반복성, 주기 시간, 설비 또는 자동화와의 호환성에 대해서도 공정을 평가해야 합니다.

4. 아연도금 레이저 용접

아연 도금 강철은 일반적으로 전기 캐비닛, HVAC 장비, 자동차 부품 및 기타 판금 제품에 사용됩니다. 아연 코팅은 부식 방지 기능을 제공하지만 용접 중에 추가적인 문제를 야기하기도 합니다.

코팅이 가열되면 아연이 증발하여 용접 형성을 방해할 수 있습니다. 공정이 제대로 제어되지 않으면 다공성, 스패터, 불안정한 용접 이음새 등의 결함이 발생할 수 있습니다. 용접부 근처의 코팅도 손상될 수 있습니다.

일반적인 응용

• 전기 캐비닛 및 배전 인클로저

• HVAC 하우징 및 구성요소

• 자동차 판금 부품

• 금속 브래킷 및 지지대

• 산업용 판금 제품

주요 용접 고려 사항

주요 과제는 용접 품질과 아연 코팅 특성의 균형을 맞추는 것입니다.

제조업체는 다음 사항을 고려해야 합니다.

1. 코팅 상태: 코팅 두께 및 상태는 용접 동작에 영향을 줄 수 있습니다.

2. 조인트 설계 및 맞춤: 적절한 조인트 준비는 공정 안정성을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

3. 매개변수 최적화: 레이저 출력, 용접 속도 및 기타 프로세스 설정을 실제 재료 및 접합 구조에 대해 테스트해야 합니다.

4. 용접검사 : 제품의 품질 요구사항에 따라 기공, 스패터, 융착불량 등의 불량여부를 확인합니다.

5. 부식 방지: 용접 부위에 용접 후 추가적인 표면 처리나 부식 방지가 필요한지 평가합니다.

작업장 안전도 필수적입니다. 아연도금강을 가열하면 아연 함유 연기가 발생할 수 있습니다. 재료, 공정 및 작업장 위험 평가를 기반으로 적절한 국소 배기 환기 및 적절한 직업적 노출 통제를 구현해야 합니다.

아연 도금 강철 제품의 경우 실제 코팅된 재료로 테스트하는 것이 특히 중요합니다. 코팅되지 않은 강철에 대한 성공적인 용접이 반드시 동일한 설정이 아연 도금 강철에 잘 작동한다는 것을 의미하지는 않습니다.

5. 알루미늄 합금 레이저 용접

알루미늄 합금은 경량 구조, 내식성 및 구조적 성능이 중요한 곳에 널리 사용됩니다. 이는 신에너지 장비, 운송 부품, 알루미늄 인클로저 및 다양한 산업 제품에서 발견됩니다.

그러나 알루미늄 합금 레이저 용접은 알루미늄이 다른 강철과 다르게 레이저 에너지를 반사하고 열을 효율적으로 전도하기 때문에 세심한 공정 개발이 ​​필요합니다.

일반적인 응용

• 배터리 인클로저 및 신에너지 장비

• 알루미늄 프레임 및 구조 부품

• 운송 장비

• 산업용 알루미늄 하우징

• 알루미늄 판금 제품

• 경량 구조가 필요한 부품

주요 용접 고려 사항

알루미늄 합금 레이저 용접은 합금 구성, 재료 두께, 표면 산화, 접합 간격 및 공정 매개변수의 영향을 받을 수 있습니다.

일반적인 과제는 다음과 같습니다.

• 높은 반사율: 에너지 흡수 거동은 많은 강철 재료와 다릅니다.

• 높은 열 전도성: 열이 재료를 통해 빠르게 확산되어 용접 형성에 영향을 미칩니다.

• 다공성: 수소 및 표면 오염은 기공 형성에 기여할 수 있습니다.

• 균열 위험: 특정 알루미늄 합금 및 접합 상태는 고온 균열에 취약할 수 있습니다.

• 변형: 열 입력 및 고정이 제대로 제어되지 않으면 얇은 알루미늄 시트가 변형될 수 있습니다.

용접 결과를 개선하려면 제조업체는 정확한 합금과 두께를 식별하고, 일관된 표면 준비를 유지하고, 공정 매개변수를 최적화하고, 응용 분야의 기계적 및 외관 요구 사항에 대해 완성된 용접을 평가해야 합니다.

까다로운 용도에 사용되는 알루미늄 제품의 경우 대량 생산에 앞서 샘플 용접과 적절한 품질 검사가 특히 중요합니다.

6. 구리 및 구리 합금 레이저 용접

구리 및 구리 합금은 전기 및 열 전도성으로 인해 전기 및 전자 제조에 사용됩니다. 전도성 커넥터, 터미널, 전력 장비 및 안정적인 전기 연결이 필요한 기타 구성 요소에 일반적으로 사용됩니다.

그러나 구리는 레이저 용접에 특별한 어려움을 안겨줍니다. 높은 반사율과 높은 열 전도성으로 인해 다른 많은 금속보다 에너지 결합 및 열 관리가 더 까다로워질 수 있습니다.

일반적인 응용

• 전기 커넥터 및 단자

• 전도성 부품

• 전자 금속 부품

• 전력 장비 구성 요소

• 새로운 에너지 응용 분야에 사용되는 구리 부품

주요 용접 고려 사항

구리에 대한 레이저 용접의 적합성은 구리 등급, 두께, 접합 구성, 레이저 소스 및 필요한 용접 성능에 따라 달라집니다.

중요한 요소는 다음과 같습니다:

1. 에너지 흡수: 구리의 반사성은 안정적인 에너지 입력을 더욱 어렵게 만들 수 있습니다.

2. 열 분산: 높은 열 전도성은 용접부 주변의 열 분포에 영향을 미칩니다.

3. 접합 구조: 부품의 설계 및 장착은 용접 형성 및 반복성에 영향을 미칩니다.

4. 공정 안정성: 매개변수는 실제 구리 재료에 대해 검증되어야 합니다.

5. 품질 요구 사항: 전기 저항, 기계적 강도, 용접 외관 및 기타 응용 분야별 요구 사항을 평가해야 할 수 있습니다.

구리 용접은 재료 및 공정 조건에 민감할 수 있으므로 제조업체는 스테인리스강이나 탄소강용으로 개발된 매개변수에만 의존해서는 안 됩니다. 선택한 레이저 용접 시스템이 필요한 생산 및 품질 목표를 충족할 수 있는지 확인하려면 실제 테스트가 필요합니다.

7. 다양한 재료에 적합한 레이저 용접기를 선택하는 방법

재료와 용접 특성을 파악한 후 다음 단계는 공작물의 구조, 생산 방법 및 품질 요구 사항에 맞는 장비를 선택하는 것입니다.

다양한 레이저 용접 기계는 다양한 용도에 맞게 설계되었습니다. 가장 적합한 옵션은 레이저 출력 그 이상에 달려 있습니다.

7.1 휴대용 레이저 용접기

휴대용 레이저 용접기는 특히 제품의 모양이 다양하거나 용접 위치가 자주 변경되는 경우 다양한 유연한 용접 응용 분야에 적합합니다.

잠재적인 응용 분야에는 스테인리스강 제조, 탄소강 부품, 장비 인클로저, 금속 프레임 및 일반 판금 작업이 포함됩니다.

휴대용 시스템을 선택할 때 대상 재료 및 두께, 작업자 요구 사항, 용접 위치, 작업 주기 및 작업장 안전 장치와의 호환성을 평가하십시오.

7.2 자동 와이어피드 레이저 용접기

자동 와이어 공급 레이저 용접 기계는 용접 공정에 필러 와이어를 추가합니다. 접합 간격, 용접 형상 또는 용접 형성 요구 사항으로 인해 필러 재료가 유리할 때 유용할 수 있습니다.

이는 적합한 스테인리스강, 탄소강 및 기타 호환 가능한 금속 응용 분야에 고려될 수 있습니다. 그러나 필러 와이어 및 용접 매개변수의 선택은 기본 재료 및 필요한 용접 특성과 일치해야 합니다.

와이어 공급은 모든 접합 틈이나 용접 결함을 자동으로 해결하지 않습니다. 이 프로세스에는 여전히 적절한 접합 준비, 안정적인 와이어 전달 및 매개변수 검증이 필요합니다.

7.3 플랫폼 레이저 용접기

플랫폼 레이저 용접 기계는 플랫폼이나 고정 장치에 배치할 수 있는 공작물에 적합합니다. 일관된 위치 지정, 반복 가능한 용접 경로 및 제어된 처리 조건이 필요한 제품에 사용될 수 있습니다.

시스템 구성에 따라 플랫폼 장비는 정밀 판금 부품, 스테인레스 스틸 제품 및 용접 경로가 정의된 기타 금속 부품과 같은 응용 분야를 지원할 수 있습니다.

엄격한 외관 요구사항이 있는 제품의 경우 샘플 테스트를 통해 용접 이음새의 일관성, 표면 변색, 왜곡 및 해당되는 양면의 외관을 검사해야 합니다.

7.4 검류계 레이저 용접 기계

검류계 레이저 용접 기계는 스캐닝 시스템을 사용하여 프로그래밍된 경로를 따라 레이저 빔의 방향을 지정합니다. 반복되는 패턴, 상대적으로 작은 작업물 또는 빠른 스캐닝의 이점을 누리는 용접 경로와 관련된 응용 분야에 적합할 수 있습니다.

실제 적합성은 공작물 크기, 용접 형상, 재료, 두께, 기계의 광학 및 동작 구성에 따라 달라집니다.

제조업체는 선택한 시스템으로 필요한 용접 경로, 에너지 분포 및 품질 사양을 달성할 수 있는지 확인해야 합니다.

7.5 로봇식 레이저 용접 워크스테이션

로봇식 레이저 용접 워크스테이션은 반복 가능한 동작, 복잡한 용접 경로, 고정 장치와의 통합 또는 더 높은 수준의 생산 자동화가 필요한 응용 분야에 적합합니다.

이는 자동차 부품, 산업 장비, 금속 구조물 및 반복 가능한 생산 요구 사항이 있는 기타 제품에 대해 고려될 수 있습니다.

로봇 시스템을 평가할 때 다음을 고려하십시오.

• 공작물 크기 및 무게

• 용접 경로의 복잡성과 접근성

• 고정 장치 설계 및 위치 정확도

• 필요한 생산주기 시간

• 품질 검사 및 공정 모니터링

• 업스트림 및 다운스트림 작업과 통합

• 운전자 안전 및 보호 조치

대량 생산을 위해서는 용접기 단독이 아닌 전체 제조 공정을 토대로 장비를 선택해야 합니다.

8. 레이저 용접기를 구입하기 전에 샘플 용접 테스트가 중요한 이유

기계의 정격 출력과 사양으로는 특정 공작물의 용접 성능을 완전히 예측할 수 없습니다. 두 제품이 동일한 명목 재료를 사용하더라도 두께, 표면 상태, 접합 구조 및 품질 요구 사항의 차이로 인해 결과가 달라질 수 있습니다.

장비를 구매하기 전에 제조업체는 대표적인 공작물을 준비하고 실제 용접 프로세스를 평가해야 합니다.

주요 평가 포인트는 다음과 같습니다.

1. 용접 외관 용접
이음매의 일관성, 표면 변색, 스패터 및 기타 눈에 보이는 결함을 제품 요구 사항과 비교하여 확인합니다.

2. 관통 및 접합 품질
용접이 필수 관통 및 융합 기준을 충족하는지 확인하십시오. 필요한 경우 적절한 파괴 또는 비파괴 검사를 수행하십시오.

3. 변형 및 열 영향
열 입력이 인근 표면에 허용할 수 없는 왜곡이나 손상을 일으키는지 여부를 평가합니다.

4. 반복성
여러 샘플을 테스트하여 프로세스가 하나의 성공적인 용접만 생성하는 대신 일관된 결과를 유지할 수 있는지 확인합니다.

5. 생산 효율성
용접 속도, 로딩 및 언로딩 시간, 고정 장치 요구 사항, 실제 생산 시 잠재적인 주기 시간을 평가합니다.

6. 장비 호환성
휴대용 기계, 자동 와이어 공급 시스템, 플랫폼 기계, 검류계 시스템 또는 로봇 워크스테이션이 가장 적합한 구성인지 결정하십시오.

샘플 테스트는 제조업체가 프로세스 위험을 조기에 식별하고 장비 옵션을 비교하며 생산 요구 사항을 충족하지 않는 시스템을 구매할 가능성을 줄이는 데 도움이 됩니다.

9. 실제 응용 분야에 따라 레이저 용접 장비를 선택하십시오.

레이저 용접 성능은 재료 유형, 두께, 표면 상태, 접합 구조 및 프로세스 설정에 따라 다릅니다. 스테인레스강, 탄소강, 아연도금강, 알루미늄 합금, 구리에는 각각 고유한 공정 고려 사항이 있습니다. 따라서 올바른 장비를 선택하려면 공작물과 생산 요구 사항 모두에 대한 실질적인 평가가 필요합니다.

Guangdong Pudian Automation Technology Co., Ltd.(PDKJ)는 스폿 용접기, 레이저 용접기, 자동화 용접 장비 제조업체입니다. 제품 범위에는 휴대용 레이저 용접기, 자동 와이어 피드 레이저 용접기, 플랫폼 레이저 용접기, 검류계 레이저 용접 시스템 및 로봇식 레이저 용접 워크스테이션이 포함됩니다.

신제품이나 생산 라인을 위한 레이저 용접 장비를 평가하는 경우 무료 용접 공정 평가 및 무료 샘플 용접 테스트를 위해 공작물을 PDKJ에 보내십시오 . 실제 재료를 사용한 테스트는 구매 결정을 내리기 전에 용접 품질, 외관, 공정 적합성 및 장비 구성을 평가하는 데 도움이 됩니다.

연락처:https://www.pdkjwelder.com

이메일: pdkj@gd-pw.com

왓츠앱: +86 13631765713