3.2.1. 원리


<탄산가스레이저(연속대출력) 장치>

레이저 물질의 여기에 의해 유도 방출된 단색의 레이저 광을 공진기로 피드백 시켜 입상이 정렬된 평행광빔을 얻는다. 이 평행 레이저빔은 랜즈로 모재의 용접선에 집광시킨다. 여기법으로서는, 고체 레이저에서는 투명한 로드(rod) 중에 분산시킨 레이저 물질을 펄스상으로 광여기시킨다. 보통, 여기효율을 높이기 위해 플래시 램프(flash lamp)와 로드를 타원통 거울의 초점에 비치하여, 펄스 광의 빔을 얻는다.
탄산가스 레이저에서는 가압한 레이저 가스(CO2+N2+He) 중에서의 연속 글로 방전(glow discharge)에 의해 여기하여, 연속적으로 레이저 출력을 얻는다.

<표1> 주요 레이저의 특성

  파장,㎛ 발진동작 출 력 수 명 주된 적용분야
CO2레이저 10.6 연속 20kW   절단, 용접, 열처리, 구멍뚫기, 의료
TEA형펄스 (10MW, 10Hz)   마킹, 레이저레이더
Nd.YAG 1.06 연속 5kW   용접, 절단, 마킹, 트리
밍, 구멍뚫기, 의료
반복펄스 (10kW, 100Hz)  
Nd.YAG

제2고조파

 0.53 반복

Q스위치

 (5kW, 10kHz)   전자부품 가공(트리밍,
구멍뚫기 등)
(10MW, 10Hz)   레이저레이더, 마킹
Nd.Glass 1.06 단펄스증폭 10TW   핵융합, 스폿용접, 구멍
He-Ne 0.6328 연속 10mW 2만h 계측, 민생기기, 정보기기
Ar-ion 0.5145
0.448		 연속 10W 2천h 의료, 민생기기, 디스플레이
반도체 0.85
1.3
1.55		 연속
반복펄스		 100mW
10W(평균)		 10만h 광통신, 민생기기, 정보기기, 측거, 의료
Eximer XeCl 0.308 반복펄스 100W(평균)
(10MW,500Hz)		 103-106
shot		 광화학반응, 광에칭, 의료, 가공
KrF 0.249
ArF 0.193

<표2> 레이저의 응용분야

레이저가공시스템 응용분야
CO2 레이저 가공기 (4kW) TBW, 열처리, Cladding
CO2 레이저 가공기 (1.5kW) 절단
CO2 레이저 가공기 (700W) 정밀용접 및 정밀절단
Nd : YAG레이저가공기 (250W) 정밀용접 및 정밀절단
Nd : YAG레이저가공기 (60W) Laser Soldering, Microstructuring
Ar-Ion 레이저 (1W multiline UV) 미세 패턴제작 (압연롤,그라비아 인쇄용롤)
Ar-Ion 레이저 (7W visible) 레이저 에칭

3.2.2. CO2 레이저 빔 용접장치

<CO2 레이저 용접기(자동차 부품 용접용)>

[ 특 징 ]
- CO₂레이저를 이용한 용접 전용 시스템
- 전 시스템 자동 제어
- 360°회전 가능한 용접 헤드
- 고 정밀도의 용접 테이블
- CNC 및 AC 서보 시스템
- 용접공정 개선에 의한 생산성 향상
- PRC "Q" Mode

[ 제 품 사 양 ]
- CO₂레이저 발진기
- 작업 테이블(X, Y, Z 축)
- 용접 헤드 (360°회전)
- 자동 가스 공급 장치
- 자동 부품 공급 장치
- Air Cleaning 시스템
- 시스템 제어 장치
- 냉각기

3.2.3. Nd:YAG 레이저 용접장치

<Nd:YAG 레이저 용접기(로보트 레이저 가공기)>
[ 특 징 ]
- Nd:YAG 레이저를 이용한 절단,용접 시스템
- 광 파이버를 이용한 Time Share로 다중작업 (1st : 용접, 2st : 절단)
- Auto Focusing Head 및 Seam Tracking Sensor 부착
- 시스템 이상상태 및 안전 자동 감시 기능
- 로봇 스테이션을 이용한 대형 공작물 가공

[ 제 품 사 양 ]
- Nd:YAG 레이저 발진기
- 로보트 및 콘트롤러
- 빔 전송계 (절단, 용접)
- 냉각기
- 보조가스 공급 장치

3.2.4. 적용분야
레이저 용접은 일반적으로 기존 용접방식에 비해 정밀도가 높고, 용접속도 가 빠르며, 용접 대상물의 변형이 없고, 위험도가 낮고, 유해 가스 발생도 적다는 장점을 갖고 있다. 그 동안 경제성의 문제로 실용화가 지연되었으나 최근 들어 국내외적으로 레이저의 소형화가 진전되어 생산라인에 투입될 수 있는 기반 조건이 마련되고 있다.


자동차용 Axle-Housing용접
핵연료봉(Nuclear Fuel Lot)
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구조용 H형 강의 용접