I. 레이저 종류에 따른 분류
1. 파이버 레이저 용접기
기술적 특징: 레이저 빔에 광섬유 전도를 활용하여 뛰어난 빔 품질(M²)을 자랑합니다.<1.5) and a photoelectric conversion rate of over 30%, consuming only 1/3 of the energy of traditional YAG lasers. The spot diameter can be precisely controlled between 0.1-0.6mm, with a weld depth-to-width ratio of up to 5:1 or more, making it particularly suitable for welding 0.1-5mm thin plates.
응용 장점:
컴팩트한 크기(CO2 레이저 부피의 1/5에 불과)와 광섬유를 통한 장거리 전송(최대 200m)으로 로봇 워크스테이션에 쉽게 통합할 수 있습니다.{2}
낮은 유지 비용(CO2 레이저 대비 연간 유지 관리 비용 60% 절감)으로 24시간 연속 안정적인 작동을 지원하여 자동차 부품, 3C 전자 제품 등의 대량 생산에 이상적입니다.
사례예: Haiwei Laser의 섬유 연속 용접기는 신 에너지 배터리 모듈 용접에서 용접 속도 200mm/min을 달성하고 용접 인장 강도는 모재의 95%에 달합니다.
2. CO2 레이저 용접기
기술적 특징: 10.6μm의 파장에서 방출되며, 비-금속 재료에 대한 흡수율이 높아 심용입 용접이 가능합니다(관입깊이 최대 20mm). 교차-흐름 CO2 레이저는 30kW 출력에 도달할 수 있으며 10mm 이상 두께의 판을 용접하는 데 적합합니다. 축방향 고속-흐름 유형은 정밀 용접을 위한 높은 빔 품질(TEM00 스폿 모드)이 뛰어납니다.
응용 프로그램 제한:
복잡한 수냉식 시스템이 필요한 대형 장비(10m² 초과 설치 공간)는 파이버 레이저보다 초기 투자 비용이 40% 더 높습니다.
High reflectivity of metal materials (e.g., aluminum reflectivity >90%), 흡수를 향상시키기 위해 표면 전처리가 필요하고 공정 복잡성이 증가합니다.
일반적인 시나리오: 자동차 백색체 拼焊(예: WISCO는 6mm 강판에 8kW 교차{3}}흐름 CO2 레이저를 사용함), 항공우주 티타늄 합금 구조 부품 용접.
3. 디스크 레이저 용접기
기술적 특징: 기존 막대 레이저보다 방열 면적이 10배 더 큰 디스크-형 이득 매질을 채택하여 24kW의 초고{2}}출력과 4mm·mrad 이하의 빔 품질(BPP)을 가능하게 합니다. 녹색 파장 모델(515nm)은 구리 용접의 스플래시 문제를 해결하여 용접 인장 강도를 30% 증가시킵니다.
애플리케이션 혁신:
신에너지 차량 배터리 팩 연결에 적용되는 기존 파이버 레이저보다 50% 빠른 구리 버스바 용접에서 3mm 관통력을 달성합니다.
의료용 카테터, MEMS 장치 등에 적합한 마이크로{0}}나노 정밀 용접을 위한 초단 펄스(피코초/펨토초) 처리를 지원합니다.
II. 용접 모드에 따른 분류
1. 연속 레이저 용접기
공정특성: 에너지 밀도 10⁶W/cm² 이상, 용접 깊이-대-폭 비율 최대 10:1, 중간-두꺼운 판(3~20mm)에 적합합니다. 자동차 차체 구조 용접의 속도는 기존 아크 용접보다 3배 빠른 5m/min에 달합니다.
기술적 한계: 알루미늄 합금 용접에서 입열량이 많아 기공이 발생하기 쉬우며(기공률 최대 5%) 필러 와이어 추가 또는 이중{1}}빔 기술을 통한 개선이 필요합니다.
2. 펄스 레이저 용접기
프로세스의 장점: 최대 전력 10⁸W, 펄스 폭 5{4}}20ms, 0.05-2mm 박판 스폿 용접에 적합합니다. 전자 부품 용접에서 열 영향부가 0.2mm 이하이면 칩 과열 손상을 방지할 수 있습니다.
효율성 병목 현상: 용접속도가 느리고(50-100spot/min) 연속식에 비해 장비비용이 20% 높으며 주로 의료기기, 보석류 등의 소량정밀가공에 사용됩니다.
III. 응용기능별 분류
1. 휴대용 레이저 용접기
유연성 디자인:
총 머리 무게<1.5kg, supporting 360° arbitrary-angle welding, ideal for on-site repair of large outdoor components (e.g., bridges, pressure vessels).
통합된 레이저 청소 기능(50-200W 전력)은 용접 전에 표면 산화물을 제거하여 다공성을 감소시킵니다.<1%.
기술 혁신: Han's Yueming의 3{0}}in{1}}휴대용 기계는 용접, 청소, 마킹 기능을 통합하고 터치스크린을 통한 매개변수 사전 설정을 통해 일반 작업자가 1시간 이내에 작업할 수 있도록 해줍니다.
2. 로봇 레이저 용접기
지능형 기능:
복잡한 곡면 용접 시 자동 용접 위치 인식 및 경로 적응 조정을 위한 비전 가이드 시스템(정확도 ±0.05mm)을 갖추고 있습니다.
실시간-데이터 모니터링은 품질 추적 및 공정 최적화를 위해 20개 이상의 매개변수(용접 전류, 온도 등)를 기록하여 수율을 99.5%까지 높입니다.
일반적인 응용: Tesla의 상하이 공장에서는 KUKA 로봇 레이저 용접기를 사용하여 Model 3 차체의 7,{1}} 지점을 완전 자동 용접하여 생산 주기를 대당 3분으로 단축했습니다.
IV. 특별 시나리오-전용 모델
1. 레이저 금형 브레이징 머신
정밀 수리:
스폿 직경 0.2-2mm, 용접 깊이 0.1-3mm, 금형의 사소한 결함(모래 구멍, 치핑) 수리, 수리 후 표면 거칠기 Ra 0.8μm 이하.
비{0}}접착 방식으로 열 영향 영역을 0.5mm 이하로 유지하여{1} 정밀 금형 변형(변형)을 방지합니다.<0.01mm).
재료 호환성: 금형강(S136, H13)과 베릴륨동, 적동 등을 지원하며, 수리된 금형은 신품 대비 80%의 수명을 유지합니다.
2. 센서 레이저 용접기
씰링 성능:
용접 폭 0.1-0.3mm 및 최대 1×10⁻⁹Pa·m²/s의 기밀성을 갖춘 펄스 레이저 밀폐 용접으로 수중 센서(수심 1,000m)에 대한 밀봉 요구 사항을 충족합니다.
공작물 온도 상승<5℃ during welding prevents performance drift of internal sensor components (e.g., MEMS chips).
프로세스 검증: 진미레이저의 WS 시리즈 장비는 모재대비 90%이상의 용접강도와 불량률을 실현합니다.<0.1% in temperature sensor welding.
V. 기술동향 및 선정제안
지능형 업그레이드: 차세대{0}}레이저 용접기는 일반적으로 AI 알고리즘을 통합합니다. 예를 들어 Trumpf의 TruDisk 레이저는 기계 학습을 통해 용융 풀 상태를 예측하고 전력 매개변수를 자동으로 조정하여 수동 디버깅 시간을 40% 단축합니다.
녹색 제조: 파이버 레이저는 CO2 레이저에 비해 에너지 소비가 60% 적고 보호 가스(He, N2)가 필요하지 않아 종합적인 운영 비용이 30% 절감됩니다.
주요 선택 포인트:
Thick plate welding (>5mm): 침투력과 비용의 균형을 위해 CO2 또는 디스크 레이저를 우선시합니다.
정밀가공(<0.5mm): 낮은 열 충격을 보장하기 위해 펄스 파이버 레이저 용접 기계가 선호됩니다.
자동화된 생산 라인: 비전 시스템을 갖춘 로봇 레이저 용접기는 전체-공정 무인 작업을 가능하게 하여 생산 안정성을 높입니다.