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포토 다이오드를 이용한 6000계열 알루미늄 합금의 레이저 용접에서 키홀 및 플라즈마의 거동 해석
박영환(Y. W. Park),박현성(H. S. Park),이세헌(S. H. Rhee) 한국레이저가공학회 2004 한국레이저가공학회지 Vol.7 No.3
In automotive industry, light weight vehicle is one of issues because of the air pollution and the protection of environment. Therefore, automotive manufacturers have tried to apply light materials such as aluminum to car body. Aluminum welding using laser has some advantages high energy density and high productivity. It is very important to understand behavior of plasma and keyhole in order to improve weld quality and monitor the weld state.<BR> In this study, spectral analysis was carried out to verify the spectrum for plasma which is generated in laser welding of A 6000 aluminum alloy. Two photodiodes which cover the range of plasma wavelength was used to measure light emission during laser welding according to assist gas flow rate and welding speed. Analysis of relationship between sensor signals of welding variables and formation of keyhole and plasma is performed. To determine the level of significance, analysis of variation (ANOVA) was carried out.
고출력 파이버 레이저를 이용한 Cu-Al 이종소재 용접의 용접 특성 분석 및 공정 최적화
정기쁨(K. P. Jeong),이종중(J. J. Lee),정민찬(M. C. Jeong),조용준(Y. J. Cho),박영환(Y. W. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
에너지 절약과 환경 보호에 대한 필요성 증가로 인해 2 차 전지용 배터리의 보급이 빠르게 확산됨에 따라 구리 자체의 용접뿐만 아니라 구리-알루미늄 이종소재 간의 용접에 대한 필요성도 함께 증가하고 있다. 2 차 전지의 용접 품질에 문제가 발생할 경우 화재 발생과 같은 위험을 야기할 수 있어, 최적화를 통한 고품질 용접부를 확보하는 것이 중요하다. 그러나 구리의 용접은 소재의 열전도율이 높아 고밀도 열원이 필요하며 용융 시 산화에 의한 가스 흡수 가능성이 높아서 기공이 형성되기 쉽다는 어려움을 가진다. 또한 구리-알루미늄 이종소재 용접의 경우 두 소재의 물리적 특성 차이가 크고, 용접 후 생성되는 금속간 화합물(Intermetallic Compound, IMC)이 취성화 및 강도 저하를 일으킬 수 있어 용접 가능 공정 범위가 매우 작다고 알려져 있다. 따라서 본 연구는 구리-알루미늄 이종소재의 레이저 용접에 대한 용접 특성 분석 및 공정 최적화를 목적으로 한다. 고출력 파이버 레이저를 이용하여 두께 0.5 t 의 C1100, Al99.5 소재에 대해 용접을 수행한 후, 레이저 출력과 용접 속도 변화에 따른 비드 형상을 관찰하였다. EDS Mapping 을 통해 용융금속의 거동과 금속간 화합물을 관찰하고 그가 용접부 품질에 미치는 영향을 분석하였으며, 2차 전지 관점에서의 품질 신뢰성 획득을 위해 인장 시험을 비롯한 기계적 특성 평가를 수행하였다. Photodiode 와 Spectrometer 를 사용하여 용접부를 모니터링하고, 획득된 신호들 간의 상관관계를 분석한 후 신호 기반 품질 판단을 수행하였다.