레이저 용접 균열: 원인과 해결책

레이저 용접 장비는 고에너지 레이저 펄스를 사용하여 대상 금속에 초점을 맞추고 녹여 공작물을 서로 용접합니다.

새로운 용접 기술은 긍정적인 효과가 있지만 올바르게 취급하지 않으면 고온 또는 저온 균열이 발생할 수 있습니다.

레이저 용접기에서 용접 균열의 원인은 무엇인가요?

야금학적 요인

레이저 용접 중 불균형한 급속 가열 및 냉각은 접합부에 복잡한 응력 상태를 만들어 균열을 유발하는 기계적 요인이 됩니다.

레이저 용접은 일련의 불균형한 공정으로 인해 부품이 고르지 않게 분포되고 빠른 응고 과정에서 균열에 대한 저항력이 낮은 경화된 구조로 이어집니다. 이는 균열 발생을 촉진하는 야금학적 요인으로 작용합니다.

기계적 요인

용접 과정에서 발생할 수 있는 균열에는 세 가지 유형이 있습니다. 레이저 용접기제품 균열, 액화 균열, 재가열 균열.

결정 균열은 용접의 매크로 영역에서 균일하지 않은 구성의 결과입니다.

용접의 중앙 영역은 액상 결정화가 마지막으로 발생하는 곳이며 용접 양쪽의 원주형 결정이 만나는 곳입니다.

안타깝게도 이 영역에는 녹는점이 낮은 불순물이 많이 축적되어 중심선 분리가 발생하여 결합 강도가 약해집니다.

특정 기계적 조건에서는 이 위치에서 균열이 발생할 수 있습니다.

따라서 균열이 발생하면 즉시 이를 파악하고 해결하는 것이 중요합니다.

그렇다면 레이저 용접기에서 용접 균열의 발생을 줄이기 위해 무엇을 할 수 있을까요?

두 가지 주요 조치가 있습니다:

레이저 용접기의 파라미터 변경

펄스 레이저 용접 중 열 균열의 주요 원인은 펄스 레이저 용접 후 용접이 응고되기 때문입니다. 레이저 용접 공정. 이 과정에서 용접은 가소성이 낮은 온도 범위를 통과하는데, 이를 취성 온도 영역이라고 합니다.

용접 금속의 결정화는 용접 금속이 수축하기 어렵기 때문에 발생하는 인장 응력의 영향을 받습니다.

이 인장 응력으로 인해 용접부에 탄성 소성 변형이 발생합니다.

용접 금속이 취성 온도 영역에 있고 소성 변형이 금속의 소성을 초과하면 균열이 생깁니다.

균열의 특성에 따라 재료의 합금 시스템을 합리적으로 개선합니다.

펄스 레이저 용접 중 냉간 균열의 원인은 냉각 과정에서 발생합니다. A 마르텐사이트 구조 이음새 근처에 용접 응력 및 미세 구조 응력이 발생합니다.

마르텐사이트 구조의 금속은 강도는 높지만 가소성이 낮고 잔류 스트레스 는 냉각 과정에서 용접 금속에 남아 있습니다.

페라이트계 또는 오스테나이트계 담금질 강의 경우, 응력 상태가 용접 조인트 는 용접 부위 근처에 종방향 압축 응력이 형성되는 것이 특징입니다. 이는 용접 중 이 영역에서 발생하는 마르텐사이트 변형으로 인해 발생합니다.

이러한 유형의 스트레스는 차가운 균열을 형성할 수 있습니다.

열 균열의 원인:

레이저 용접 중 열 균열의 발생은 용접 금속 및 주변 영역의 화학적 조성, 결정화 공정의 조건 및 특성, 화학적 및 물리적 미세 이질성의 정도, 변형의 크기 및 변형이 증가하는 속도 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.

현재 결정 균열의 형성 메커니즘은 다음과 같이 설명됩니다: 

플레이트 벤딩 머신의 응고 과정에서 레이저 용접기의 용접은 취성 온도 영역이라고 하는 가소성이 낮은 온도 범위를 거칩니다.

용접 금속의 결정화는 용접 금속이 수축하기 어렵기 때문에 발생하는 인장 응력의 영향을 받습니다.

인장 응력이 존재하면 용접부에 탄성-소성 변형이 발생합니다.

용접 금속이 취성 온도 영역에 있고 소성 변형이 금속의 소성을 초과하면 균열이 생깁니다.