레이저 용접은 정밀도와 효율성을 제공하는 고급 제조 기술입니다. 그러나 구리의 경우 금속 고유의 특성으로 인해 이 공정에는 어려움이 따릅니다. 실온에서 근적외선 레이저에 대한 구리의 낮은 흡수율, 높은 열 전도성 및 변동하는 흡수율은 심각한 장애물을 나타냅니다. 이 블로그 게시물에서는 구리 레이저 용접과 관련된 어려움, 이러한 문제로 인해 발생하는 결함, 그리고 라세르차이나 엔지니어에게 이러한 문제를 해결하는 방법을 알려줍니다.
높은 열전도율과 빠른 열 방출
401W/(m*K)의 구리의 뛰어난 열 전도성은 빠른 열 방출을 촉진할 뿐만 아니라 레이저 용접 공정을 복잡하게 만듭니다. 이는 레이저 빔이 구리에 적용될 때 용접 깊이에 영향을 주기보다는 냉각에 많은 에너지가 손실된다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 1000W의 입력으로 구리는 400W를 소비할 수 있으며, 강철은 600W를 유지하는 데 비해 용접에는 920W만 남습니다. 비슷한 용융 깊이를 달성하기 위해 구리는 알루미늄에 필요한 레이저 출력의 두 배 이상, 강철의 레이저 출력보다 XNUMX배 이상 필요합니다. 열전도율이 높으면 거시적 수준에서는 융착 부족 및 외관이 거칠어지고, 미시적 수준에서는 성능 저하와 함께 열 영향부가 커지는 등 다양한 용접 결함이 발생합니다. 엔지니어들은 아크 용접과 같은 저밀도 용접 공정에는 예열이 필요한 경우가 많지만, 레이저 용접과 같은 고밀도 공정에서는 안정성을 유지하기 위해 더 높은 출력이 필요하다고 제안합니다.
높은 반사율과 낮은 흡수율
적외선 레이저 광에 대한 구리의 높은 반사율과 낮은 흡수율은 또 다른 장애물을 제시합니다. 특히 1030-1080nm 파장 범위에서 파이버 레이저를 널리 사용하면 입사 레이저의 약 3%만이 실온에서 구리에 흡수됩니다. 이러한 낮은 효율성으로 인해 효과적인 용접을 위해서는 더 높은 출력의 레이저가 필요하며, 용접 공정 중 불안정성을 악화시킵니다. 이를 극복하기 위한 전략에는 레이저 매개변수를 최적화하고 구리와 더 유리하게 상호작용할 수 있는 다양한 파장을 탐색하는 것이 포함됩니다.
가변 흡수율
구리의 흡수율은 용접 공정 중에 크게 달라지므로 레이저 용접이 더욱 복잡해집니다. 실온에서 고체 구리의 초기 흡수율은 약 3%이며, 8K에서 약 1250%까지 천천히 증가합니다. 이는 단지 5% 증가에 불과합니다. 그러나 1250~1350K의 좁은 온도 범위에서는 흡수율이 약 15%로 뛰고, 열전도도는 330W/(mK)에서 약 160W/(mK)로 급격히 감소합니다. 이러한 급격한 변화로 인해 열 축적이 크게 증가하여 스패터 및 기공과 같은 결함이 발생합니다. 엔지니어들은 이러한 변동을 관리하고 용접 품질을 향상시키기 위해서는 실시간 제어의 중요성을 강조합니다.
결론
구리 레이저 용접은 고품질 접합을 보장하기 위해 전문적인 접근 방식이 필요한 뚜렷한 과제를 제시합니다. 높은 열 전도성, 높은 반사율 및 흡수율의 상당한 변동으로 인해 더 높은 레이저 출력을 사용하고 용접 매개변수를 주의 깊게 제어해야 합니다. 이러한 과제를 이해하고 엔지니어가 제공한 솔루션을 구현함으로써 제조업체는 구리 레이저 용접과 관련된 장애물을 극복하고 안정적이고 효율적인 결과를 얻을 수 있습니다. 기술이 발전함에 따라 레이저 장비 및 기술의 추가 최적화를 통해 다양한 산업 응용 분야에서 구리 용접의 기능이 지속적으로 향상될 것입니다.
레이저 솔루션 문의
20년이 넘는 레이저 전문 지식과 개별 구성요소부터 완전한 기계까지 포괄하는 포괄적인 제품 범위를 갖춘 이 회사는 모든 레이저 관련 요구 사항을 해결하기 위한 최고의 파트너입니다.
