[한국기술뉴스] 동아대학교 기계공학과 최정주교수 연구팀은 레이저 용접 시 기공 소멸의 성능을 향상시키는 레이저 용접 장치를 개발했다. 개발된 기술은 동아대학교 산학협력단을 통해 2019년 06월 05일 특허를 출원(출원번호 제1020190066871호)했다. 특허 명칭은 '레이저 용접 장치 및 이를 이용한 레이저 용접 방법’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

레이저용접은 고밀도로 집속된 레이저를 이용해 재료를 가열/융용 시켜 접합하는 용접 방법입니다. 재료의 변형이 적고 품질이 우수하며, 소재의 제약이 적어, 자동차나 철강 등 다양한 산업 분야에서 활용도가 높습니다. 하지만, 부분 용입을 이용해 용접하거나, 아연 도금 강판을 용접할 때 기공 발생량이 증가해 용접 결함을 발생시킨다는 문제가 있습니다. 이러한 문제를 개선하기 위해 다양한 개선책이 개발되었지만, 현장 적용이 어렵거나, 용접에 의한 열변형을 증가시킨다는 문제가 있습니다.

동아대학교 최정주 교수 연구팀은 초음파 에너지를 이용해 용접 중 기공을 제거할 수 있는 레이저 용접 장치를 개발했습니다.

용접 장치를 작동시키면 레이저 조사기는 레이저 빔을 방출하며, 초음파 발진기가 구동돼 초음파 진동을 합니다. 레이저 빔은 콜리메이터와 초점 렌즈, 빔 가이드 채널 등을 지나 용접 부위로 조사돼 재료를 용접합니다. 초음파 진동은 호온에 의해 증폭돼 공기를 매질로 용접 부위에 초음파 에너지를 전달합니다. 초음파 에너지는 용접 부위에 생성되는 기공을 소멸시킵니다.

개발된 용접 장치는 레이저 광학계와 초음파 증폭기를 같은 축 상에 구성 시켜 기공 소멸 성능을 향상했습니다. 현장에서 용접 중 발생하는 기공을 효율적으로 제거할 수 있어, 결함의 발생을 방지하고 고품질의 용접을 가능하게 할 것으로 기대됩니다.