기존 용접 방법에 비해 레이저 용접의 장점에는 더 나은 용접 강도, 더 작은 열 영향 영역, 더 높은 정밀도, 최소 왜곡, 유사하거나 다른 금속을 용접할 수 있는 능력이 포함됩니다.

 

레이저 용접 시뮬레이션에는 레이저 열유속, 용융 금속의 증발 압력, 차폐 가스 효과, 용융 풀의 반동 압력, 키홀 레이저의 다중 반사 등의 물리적 모델이 포함되므로 WELD 모듈은 관련된 모든 물리적 현상을 실제적으로 포착하도록 개발되었습니다. 프로세스 시뮬레이션.

 

 

1. 융착 용접 2. 융착 용접 + 보호 가스 3. 융착 용접 + 보호 가스 + 반동 압력 4. 융착 용접 + 보호 가스 + 반동 압력 + 레이저 다중 반사

 

완전 침투 레이저 용접 실험

한국과학기술원 KAIST와 독일 연방재료시험연구소 BAM은 16KW 레이저를 사용해 10mm 강판에 완전 침투 레이저 용접 테스트를 진행했다. CCD 카메라의 도움으로 완전 침투 레이저 용접 중 용융 풀의 상단과 하단의 동적 변화를 포착할 수 있습니다.

 

공정은 FLOW-3D WELD를 사용하여 시뮬레이션되었으며, 시뮬레이션 결과는 실험 결과와 잘 일치했습니다.

용융지의 상단과 하단 길이에 대한 시뮬레이션 결과는 7.8mm와 15mm이고, 실험 결과는 7mm와 13mm이다.

 

레이저 용접 블로우홀 사례 연구

General Motors와 Shanghai Jiao Tong University는 키홀 용접에서 다공성 생성에 대한 용접 속도 및 용접 각도와 같은 공정 매개변수의 영향을 이해하기 위해 공동으로 상세한 연구를 수행했습니다.

 

 

 

알루미늄 조인트 프로파일의 레이저 용접 기공은 용융 풀의 유체 역학으로 인해 발생하며 이로 인해 균열이 발생할 수 있으며, 최적화된 공정 매개변수를 사용하면 이러한 기공을 줄일 수 있습니다.

 

 

단면 기공 분포 시뮬레이션(왼쪽)과 실험(오른쪽)

 

FLOW-3D WELD를 사용하여 연구원들은 증발 및 반동 압력, 용융 풀 역학, 표면 장력 및 프레넬 반사를 포함한 모든 중요한 물리적 현상을 설명합니다.

 

연구 결과에 따르면 레이저 출력, 용접 속도 및 용접 각도를 높이면 다공성을 줄일 수 있는 것으로 나타났습니다.