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문제 정의
- 그러나 일정 시간이 경과되면 금속이 전체적으로 온도가 상승하므로 절단이 시작되는 시점보다는 상대적으로 적은 광 에너지가 요구된다. 본 논문에서는 이런 상황을 실험적으로 모사하였다. 레이저 절단 실험에는 6 kW급 고출력 광섬유 레이저 절단 시스템이 이용되었으며, 단계적 절단 속도 변화와 금속 후판의 절단 효율과의 상관관계를 조사하였다.
- 본 연구는 원자력기술개발사업 “해체공정 통합평가 및 원격 제어기술 개발” 과제의 일환으로 수행되었다.
- 본 연구에서는 단계적 절단 속도 변화를 통하여 절단 효율에 미치는 영향을 조사하였다. 상온상태에 있는 스테인리스강을 녹는점까지 가열하는 데에는 일시적으로 많은 열에너지가 필요하다.
- 스테인리스강의 녹는점은 ~1700K으로, 녹는점까지 도달하는 데에는 상당한 레이저 광 에너지 공급이 요구 된다 [3]. 본 연구에서는 절단 속도의 단계적 조절을 통하여 시편에 공급되는 레이저 광 에너지양 변화를 주어 절단 효율을 조사하였다. 구체적으로는 시편의 온도를 상온에서 ~1700 까지 일시적으로 상승시키는 데에는 많은 레이저 에너지가 필요하므로 시편 가장자리에서 일정 부분 까지는 저속으로 절단하여 절단 과정에서 시편의 온도가 전체적으로 상승하도록 유도하고, 그 이후 부분부터는 빠른 절단속도를 적용하였다.
- 원자력 시설물 내 대형 장치들은 다량의 스테인리스강, 탄소강, 인코넬 금속을 포함하고 있어서, 원자력 시설물 해체 기술에서 금속 절단 기술이 핵심적인 부분을 차지한다. 본 연구팀에서는 원자력 시설물 해체 기술 개발의 일환으로 고출력 광섬유 레이저를 이용하여 원자력 시설물 내 대형 장치들을 원격으로 해체할 수 있는 레이저 절단 기술을 개발하고 있다.
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