휴대용 레이저 용접 시스템 개발에 대한 간략한 분석

약 10년 전, 국내 레이저 용접기에 사용되는 레이저 광원은 에너지 소비가 많고 크기가 큰 고체 광펌핑 레이저였습니다. "광 경로 변경의 어려움"이라는 단점을 해결하기 위해 광섬유 전송 방식의 레이저 용접기가 도입되었습니다. 그리고 해외 휴대용 광섬유 전송 장치에 영감을 받아 국내 제조업체들도 자체적인 휴대용 레이저 용접 시스템을 개발했습니다.

이것은 휴대용 레이저 용접기의 1.0 버전입니다. 광섬유 유연 전송 방식을 사용하여 용접 작업이 더욱 유연하고 편리해졌습니다.

그래서 사람들은 "TIG 용접기와 휴대용 레이저 용접기 1.0 버전 중 어느 것이 더 좋을까요?"라고 물을 수 있습니다. 이 두 가지는 작동 원리가 다른 별개의 장치입니다. 각각 고유한 용도가 있다고만 말할 수 있습니다.

TIG 용접기:

1. 두께 1mm 이상의 용접 재료에 적용 가능;

2. 저렴한 가격에 작은 크기;

3. 용접 강도가 높고 다양한 재료에 적합합니다.

4. 용접 부위가 크지만 보기에 아름답습니다.

하지만 단점도 있습니다.

1. 열영향 영역이 상당히 넓어 변형이 발생할 가능성이 높습니다.

2. 두께가 1mm 미만인 재료의 경우 용접 성능이 저하되기 쉽습니다.

3. 아크등과 폐연기는 인체에 ​​해롭습니다.

따라서 TIG 용접은 일정 수준의 용접 강도가 요구되는 중간 두께 재료 용접에 더 적합합니다.

휴대용 레이저 용접기 1.0 버전

1. 초점은 매우 작고 정밀했으며, 0.6mm에서 2mm 사이로 조절할 수 있었습니다.

2. 열영향 영역이 매우 작아서 변형을 일으키지 못했습니다.

3. 연마나 그와 유사한 후처리 작업이 필요하지 않습니다.

4. 연기가 발생하지 않습니다.

하지만 휴대용 레이저 용접 시스템 1.0 버전은 어쨌든 새로운 발명품이었기 때문에 가격이 비교적 높았고 에너지 소비량도 많았으며 크기도 컸습니다. 게다가 용접 깊이가 얕고 용접 강도도 그다지 높지 않았습니다.

따라서 휴대용 레이저 용접기 1.0 버전은 TIG 용접기의 단점을 극복했습니다. 낮은 용접 강도가 요구되는 얇은 판재 용접에 적합하며, 용접면이 깔끔하고 후가공이 필요 없습니다. 이러한 장점 덕분에 휴대용 레이저 용접기는 광고 및 연삭 공구 수리 분야에서 사용되기 시작했습니다. 그러나 높은 가격, 높은 에너지 소비, 그리고 큰 크기로 인해 널리 보급되고 적용되는 데에는 한계가 있었습니다.

하지만 2017년 후반에 들어서면서 국내 레이저 제조업체들이 호황을 누리며 고성능 파이버 레이저 소스가 널리 보급되었습니다. 레이커스(Raycus)와 같은 주요 레이저 제조업체들은 500W, 1000W, 2000W, 3000W의 중고출력 파이버 레이저 소스를 적극적으로 홍보했습니다. 파이버 레이저는 곧 레이저 시장에서 큰 점유율을 차지하며 고체 레이저를 점차 대체했습니다. 이에 따라 일부 레이저 장비 제조업체들은 500W 파이버 레이저를 레이저 소스로 사용하는 휴대용 레이저 용접기를 개발했습니다. 이것이 바로 휴대용 레이저 용접 시스템의 2.0 버전입니다.

1.0 버전과 비교하여 2.0 버전의 휴대용 레이저 용접기는 용접 효율과 가공 성능이 크게 향상되어 일정 강도가 요구되는 1.5mm 이하의 재료도 용접할 수 있게 되었습니다. 그러나 2.0 버전도 완벽하지는 않았습니다. 초고정밀 초점은 용접 제품의 정밀도를 요구합니다. 예를 들어 1mm 두께의 재료를 용접할 때 용접선의 크기가 0.2mm를 초과하면 용접 성능이 저하됩니다.

까다로운 용접선 요구 사항을 충족하기 위해 레이저 장비 제조업체는 이후 흔들림식 휴대용 레이저 용접기를 개발했습니다. 이것이 바로 3.0 버전입니다.

휴대용 레이저 용접기의 가장 큰 특징은 용접 초점이 고주파로 흔들린다는 점입니다. 이를 통해 용접 초점 크기를 6mm까지 정밀하게 조절할 수 있어, 용접선이 큰 제품도 용접할 수 있습니다. 또한, 3.0 버전은 2.0 버전보다 크기가 작아지고 가격도 저렴해져 출시 당시 큰 주목을 받았으며, 현재 시중에 판매되는 제품이 바로 이 3.0 버전입니다.

자세히 살펴보면 휴대용 레이저 용접 시스템 내부의 파이버 레이저 소스 아래에 냉각 장치가 있는 것을 알 수 있습니다. 이 냉각 장치는 파이버 레이저 소스의 과열을 방지하는 역할을 합니다. 과열은 용접 성능 저하와 수명 단축으로 이어지기 때문입니다. 휴대용 레이저 용접 시스템에 장착하려면 냉각 장치는 랙 마운트형이어야 합니다. S&A RMFL 시리즈 랙 마운트 칠러는 1kW에서 2kW까지의 휴대용 레이저 용접기에 맞게 특별히 설계되었습니다. 랙 마운트 설계로 칠러를 장비 레이아웃에 통합할 수 있어 공간 활용도를 크게 높여줍니다. 또한 RMFL 시리즈 랙 마운트 칠러는 이중 온도 제어 기능을 통해 레이저 헤드와 레이저를 독립적으로 효과적으로 냉각합니다. RMFL 시리즈 랙 마운트 칠러에 대한 자세한 정보는 https://www.teyuchiller.com/fiber-laser-chillers_c2 에서 확인할 수 있습니다.