• Title/Summary/Keyword: 레이저 용접

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Study on the Laser Hybrid Welding Technology for Shipbuilding (레이저 하이브리드 용접 기술의 조선 적용성 연구)

  • 김형식
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.22 no.2
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    • pp.19-22
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    • 2004
  • 레이저 용접 기술은 종래의 기법에 비해 용접변형을 최소화하면서 고속용접이 가능하기 때문에 여러 분야에서 다양하게 적용되고 있다. 주로 전자, 자동차 부품 등의 용접 분야에 적용이 되고 있으나 고출력 레이저의 안정화, 와이어 첨가 레이저 용접, 레이저 아크 하이브리드 응접, 레이저 플라즈마 하이브리드 용접 등의 다양한 기술이 개발되면서 중공업, 조선 산업 분야 등에서도 적용이 확대되고 있다.(중략)

Development of Weld Monitoring System in Aluminum Laser Welding for Car Body Application (자동차 차체 적용을 위한 알루미늄 레이저 용접에서 용접부 모니터링 시스템 개발)

  • Park, Young-Whan
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.111-111
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    • 2009
  • 전 세계적으로 환경 보호의 차원에서 자동차 업체는 자동차의 연비 향상을 위한 차체의 경량화가 큰 이슈로 대두되고 있다. 이를 위해 알루미늄과 같은 경량화 소재를 이용하여 차체 조립에 투입하고자 연구 중에 있다. 이와 같은 레이저 용접 공정이 현장에 적용되기 위해서는 용접부의 품질을 실시간으로 모니터링하고 품질을 판단하여야 생산성을 극대화 할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 알루미늄 AA5182 알루미늄 판재의 용가 와이어를 이용한 레이저 용접에서 용접부를 모니터링 할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이를 위하여 레이저는 4kW급 Nd:YAG 레이저를 사용하였고, 차체용 알루미늄 판재 AA5182 1.4t를 AA5356 와이어를 이용하여 용접을 수행하였다. 모니터링 센서로는 반응 범위가 190 mn~680 nm인 센서를 이용하였고, 용접 중 센서로부터 발생된 출력전류를, 신호 증폭기와 DAQ 보드를 통해 초당 10,000 samples/sec로 계측하였다. 다양한 용접조건을 이용하여 실험을 수행하였고 이를 정량적으로 분석하였다. 계측된 신호와 용접 품질은 비선형적 관계를 가지고 있으므로 본 연구에서는 용접 품질을 예측하는 방법으로 퍼지 패턴인식 알고리즘을 이용하는 방법과 계측 신호를 이용한 인장강도 예측모델을 이용하여 병렬로 품질평가를 할 수 있는 알고리즘을 구현하였다. 이를 위하여 계측된 신호와 용접 품질과의 관계를 이용하여 퍼지 규칙 베이스 정의하였고, 신경회로망 모델을 이용하여 인장강도 예측모델을 제시하였다. 또한 품질 평가 알고리즘을 기반으로 레이저 용접부의 품질평가가 가능한 GUI 프로그램을 구현하였다.

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A Study on Thermal Analysis of Dual Beam Laser Welding of Thin Metal Sheet (박판의 이중 빔 레이저 용접에서 열유동 해석에 관한 연구)

  • 김재웅
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.15 no.4
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    • pp.99-108
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    • 1997
  • Analytical model for the temperature distribution and the cooling rate of weld in dual beam laser welding is presented for investigating the possibility of controling the cooling rate. The model is based on the solutions to the problem of heat flow due to the distributed and line heat sources for preheating and welding respectively in plates with finite thickness. The effects of beam power, beam distribution parameter, interbeam distance, and welding speed on the resulting temperature distribution and cooling rate are presented. The cooling rates of dual beam laser weld at the weld centerline under the investigated conditions are reduced to as one third of those of welds which were produced by single beam laser. And it appeared that the cooling rate of dual beam laser weld is strongly dependent on the process parameters of preheating laser beam power and welding speed.

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Zircalor-4의 Nd:YAG 레이저 용접의 공정변수 연구

  • 이정원;김수성;정인하;양명승;고진현
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • pp.210-215
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    • 1998
  • 본 연구는 핫셀(Hot-cell)에서의 활용을 전제로 핵연료 봉단용접기술로 개발되고 있는 래이저(Laser) 용접기술을 핵연료봉 퍼복재인 Zircaloy-4에 적용하여 그 용접성에 대한 기초적 특성을 분석하고, 관련 용접변수들의 용접성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 사용된 용접기는 평균출력 150W급인 펄스형 Nd:YAG 레이저 용접기였으며, 보호가스 (shielding gas) 종류와 유량(flow rate), 용접속도(travel speed), 초점위치(focus position), 빔 파워(beam power), 시편의 표면거칠기(specimen surface roughness) 등의 용접변수가 용입 깊이와 용접비드 폭, 기계적 특성, 그리고 용접결함에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 용접변수로 범 파워 125W이상, 초점위치 2mm, 그리고 보호가스로는 He가스가 적절하였으며, 시편의 표면거칠기가 거칠수록 용입깊이가 깊었다. 본 연구를 통해 핵연료봉 피복재 Zircaloy-4의 레이저 용접시 신뢰성 있는 용접조건을 확립하기 위한 기초자료를 얻을 수 있었다.

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A study on laser welding characteristics of 1500MPa grade ultra high strength steel for automotive application (자동차용 1500MPa급 초고강도강의 레이저 용접 특성에 관한 연구)

  • Choi, Jin-Kang;Kim, Cheol-Hee;Rhee, Se-Hun
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.113-113
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    • 2009
  • 세계적으로 환경문제에 대한 관심이 커짐에 따라 연료 효율 향상과 매연을 줄이기 위해 차량 경량화 요구가 증가하는 동시에 안전 규제가 강화되고 있어 높은 강도를 가지는 소재의 적용이 증가하고 있다. 충돌 시 차량 구조를 유지시켜주는 범퍼나 B-필러와 같은 부품에 1500MPa급의 초고강도강이 적용되고 있으며 레이저 용접이 가지는 장점이 많이 알려지면서 그 사용이 증가하는 추세이다. 따라서 레이저 용접에 의한 초고강도강의 용접 특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 1500MPa급 초고강도강의 레이저 맞대기 용접을 실시하여 단면, 경도 측정, 인장시험을 통해 용접부 특성을 파악하였다. 파이버 레이저와 디스크 레이저를 사용하여 각각의 레이저빔 직경 변화에 따른 입열량 변화에 따라 용접성에 미치는 영향에 대해 알아보았다.

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Study on The Characteristics of Steel Surface Plasma Induced by $CO_2$ Laser ($CO_2$ 레이저 철판 용접시 발생되는 플라즈마 특성에 관한 연구)

  • 남기중;우미혜;김주관;박기영;이성품
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • pp.290-291
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    • 2002
  • 스틸 판재 4KW CO2 레이저 용접시 발생되는 플라즈마 특성 연구를 위하여 용접 품질에 중요한 요인이 되는 용접속도, 주입가스 양, 판재사이의 갭을 변화시키면서 실험을 하였다 발생된 분광학적 스펙트럼을 측정하였고 플라즈마광의 세기를 광파이버를 이용하여 측정하였다 플라즈마 패턴 특성을 알기 위하여 1000 frame/sec의 고속 디지털 카메라를 이용하여 플라즈마 영상을 측정하였다 그 결과, 용접속도가 빠를수록 상단에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 커졌으며, 주입가스의 양이 적을수록 플라즈마광의 세기가 강하게 측정되었다. 또한 판재 사이가 넓을수록 발생된 플라즈마가 판재 사이로 분출이 되면서 그 세기가 감소되는 현상을 보여주었다. 이러한 결과는 2차원 플라즈마 영상실험의 결과와 일치함을 보여주었다. 따라서 표면에서 발생되는 플라즈마 광의 세기는 레이저 용접시 중요한 요인이 되는 침투깊이를 추정하는데 중요한 정보가 되며 레이저 용접 품질에 대한 실시간 모니퍼링이 가능함을 확인하였다.

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Development of Optical Weld Monitoring in Nd:YAG Laser Welding (광학적 색수차를 이용한 Nd:YAG 레이저 용접 상태 감시 기술 개발)

  • 정진만;정태문;김철중
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • pp.95-98
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    • 1999
  • 본 논문에서는 Nd:YAG 레이저 용접 시 열 복사의 색수차를 이용한 광학적 감시 방법 및 실시간 자동 초점 제어에 관한 연구를 기술한다. 광학적 감시 및 제어를 위해 두 개의 파장을 선택하였고, 색수차를 최적화 하였다. 실시간 자동 초점 제어는 두 신호의 비를 감시하고 이 신호의 비를 이용하여 초점을 항상 유지하도록 함으로써 임의의 형태로 구부러진 시편의 용접이 가능하였다.

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