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심용입 용접

심용입 용접을 위해서는 제곱센티미터당 약 1메가와트의 매우 강한 출력밀도가 요구됩니다. 이럴 경우 레이저 빔은 금속을 용융시킬 뿐만 아니라 증기도 발생시킵니다.

Beim Tiefschweißen entsteht eine tiefe Dampfkapillare, das Keyhole.

증기가 아래 방향으로 흐르면 용융물에 압력을 가하며 이를 부분적으로 밀어냅니다. 이로 인해 공작물이 더 아래로 용융됩니다. 증기로 채워진 깊고 좁은 구멍, 즉 키홀(keyhole)로도 불리는 증기 모세관이 형성됩니다. 증기 모세관은 금속 용융물에 의해 둘러싸여 있습니다. 레이저 빔이 접합부 위로 이동하면, 증기 모세관이 그와 함께 공작물을 통과해 이동합니다. 금속 용융물은 증기 모세관을 둘러싸고 후면에서 응고됩니다. 이런 방식으로 균일한 조직을 갖는 깊고 좁은 용접심이 형성됩니다. 심 깊이는 심 폭보다 최대 10배 더 깊고 최대 25밀리미터에 달할 수 있습니다. 증기 모세관의 유동성 용융물로 형성된 벽에서는 레이저 빔이 다중으로 반사됩니다. 이때 용융물은 레이저 빔을 거의 완전하게 흡수하며 레이저 프로세스의 효율을 증대시킵니다. CO2 레이저로 용접이 이루어지는 경우에는 키홀 내 증기도 레이저 광을 흡수하고 부분적으로 이온화됩니다. 이로써 플라즈마가 형성되며, 이 플라즈마도 공작물에 전달합니다. 따라서 심용입 용접은 고효율 및 빠른 용접 속도를 특징으로 합니다. 빠른 속도로 인해 열 영향 구역이 작고 비틀림이 적습니다. 이 방법은 깊은 용접 깊이가 요구되거나 또는 복수의 소재 층을 한번에 용접해야 하는 경우에 사용됩니다.

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