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레이저를 이용한 알루미늄 합금과 스테인리스강의 용접
A Study on the Welding of Aluminum Alloy and Stainless Steel by Laser 원문보기

한국공작기계학회논문집 = Transactions of the Korean society of machine tool engineers, v.14 no.2, 2005년, pp.91 - 95  

이철구 (서울산업대학교 기계공학과) ,  채병대 (서울산업대학교 산업대학원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A feasibility study was performed to see the welding possibility of dissimilar thin-plat materials. These materials were welded for finding the optimum welding condition and evaluating the soundness of welding zone. The welding was attempted under the condition of laser power 500~600w, Pulse width 1...

주제어

#주파수   #레이저 용접   #피펄스   #용접조건  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 실험에 사용된 재료는 경량화, 강도성, 내부식성을 고려하여 A1-STS를 선택하게 되었다. 또한 공정의 최적화를 위하여 레이저 용접(3) 주사조건은 여러가지 변수들을 복합적으로 고려하여 설정하였다. 여기서 여러 실험 변수를 효과적으로 조절하면서 신뢰성 있는 결과를 얻기 위하여 많은 예비 실험을 행하였는데, 용접부에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 레이저 출력, 펄스폭, 주파수에 대한 실험을 실시하고 이에 대해 검토하였다.
  • 0ms, 주파수 11Hz이상에서 절단되기 시작하였다. 레이저 출력속 도는 각각 500W, 550W, 575W, 600W로 변화시켰으며, 주사 속도, 보호가스 유량, 초점위치는 각각 75cm/min, 10//min, 0mm로 고정시켰다.
  • 레이저빔을 이용하여 알루미늄(A1 2024)과 스테인리스강 (STS 304)의 박판 이종재료의 적절한 용접조건을 찾기 위해 레이저 출력, 펄스폭, 주파수를 변화시켜 겹치기 용접을 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
  • 또한 공정의 최적화를 위하여 레이저 용접(3) 주사조건은 여러가지 변수들을 복합적으로 고려하여 설정하였다. 여기서 여러 실험 변수를 효과적으로 조절하면서 신뢰성 있는 결과를 얻기 위하여 많은 예비 실험을 행하였는데, 용접부에 가장 큰 영향을 미치는 인자로 레이저 출력, 펄스폭, 주파수에 대한 실험을 실시하고 이에 대해 검토하였다.
  • 2는 Nd:YAG 레이저 용접기의 개략도를 나타낸 것이며, Nd:YAG 레이저 용접기의 사양은 Table 4와 같다. 용접부의 비드 형상 및 매크로 조직을 관찰하기 위해 시험편 의 단면을 절단하고 샌드페이퍼 #2000으로 폴리싱한 다음 질산 용액으로 최종에칭한 후에 비디오 현미경(Khan scope 3.7)으로 관찰하였다.

대상 데이터

  • 본 실험에 사용된 레이저 용접장치는 (주)빔텍의 Y400P-8 로 평균출력 400W, 첨두출력 20kW급인 펄스파형 제어형 Nd:YAG레이저 장치(1)로서 펄스 조사시간은 0.1 ~20ms, 여기램프 전압을 0~800W범위 내에서 변화 시킬 수 있다. Fig.
  • 용접조건은 박판 이종재료가 용접되는 조건에서부터 절단이 되기 시작하는 조건까지로 설정하였다. 본 실험에 사용된 레이저의 출력범위는 500-600W, 펄스 폭 2.0ms, 주파수 범위는 11 ~ 18Hz가 실험결과 양호했기 때문에 용접 변수로 위의 범위에서 용접을 수행하였다. 레이저 용접기의 과부하를 방지하기 위하여 펄스폭 2.
  • 본 실험에 사용된 재료는 경량화, 강도성, 내부식성을 고려하여 A1-STS를 선택하게 되었다. 또한 공정의 최적화를 위하여 레이저 용접(3) 주사조건은 여러가지 변수들을 복합적으로 고려하여 설정하였다.
  • 본 실험에 사용된 재료는 알루미늄 합금(A1 2024)과 스테인리스강(STS304)으로 KS B 0801-13호 소형 판상 시 험편 규격에 따라 시험편의 크기는 각각 125X25X0.6mm 이며, 용접면의 기름 등 불순물을 제거하기 위해 아세톤으로 세척하였다. Table 1과 Table 2는 각각 A1 2024와 STS 304의 화학적 조성비를 나타낸 것이며, Fig.
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참고문헌 (9)

  1. Dawes C., 1992, Laser Welding, ABINGTON, UK, pp. 17-50 

  2. Albright C., 1986, Laser Welding Machining and Materials Processing, IFS Ltd, UK, pp. 41-80 

  3. Bruck G. J., 1960, 'Dillution Control in Horizontal Laser Beam Welding of Dissimilar Metal,' International Congress on Applications of Lasers & Eletro- Optics, IFS Ltd, UK, pp. 187-493 

  4. Lee B. Y., 2003, Laser Materials processing, Samsung Books, Korea, pp. 25-39 

  5. Kim D. H., 1996, Laser Materials processing, Kyong mun sa, Korea, pp. 256-265 

  6. Kim J. D., Chang D. G., 1999, High density energy welding, Wonchang pub. Korea, pp. 129-310 

  7. Heyden J., Nisson K. and Magnusson C., 1990, 'Laser Welding of Zinc-Coated Steel,' Industrial Laser Annual Handbook, Pannwell pub., pp. 161-167 

  8. Steen W. M., 1991 'Laser Material Processing,' Springer- Verlag. New York, pp. 69-86 

  9. Ok C. H., Kang H. S., Park H. S., Jun T. O., 2004. 4, 'A Study on the surface modification of tool steel by YAG LASER,' Korean Society of Machine Tool Engineers, Vol.9 No.2, pp. 66-71 

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