레이저는 특정 파장에서 생성된 집중된 광 에너지 빔입니다. 자연에서 빛은 매우 짧은 파장(X선 및 감마선)에서 매우 긴 파장(전파)에 이르기까지 다양한 파장 스펙트럼에 존재합니다. 인간은 약 430~690나노미터(nm)의 가시광선 또는 '백색광' 파장만 볼 수 있습니다. 레이저 빔은 특정 파장에서 광 에너지의 증폭된 농도입니다. 이는 코히어런트한 빛으로, 좁은 지점에 초점을 맞추고 먼 거리에는 좁은 빔을 사용할 수 있습니다. 레이저라는 단어는 자극 방출에 의한 광 증폭을 의미하는 약어입니다.
레이저 용접기 작업 원리
루비 결정 내부에서 레이저 빔이 생성됩니다. 루비 결정은 크롬이 분산된 알루미늄 산화물로 만들어집니다. 이는 약 1/2000의 수정, 이것은 천연 루비보다 적습니다. 은으로 코팅된 거울은 수정의 양쪽에 내부적으로 장착됩니다. 거울의 한쪽에는 작은 구멍이 있고, 이 구멍을 통해 빔이 나옵니다.
플래시 튜브는 제논 불활성 가스로 채워진 루비 크리스털 주위에 배치됩니다. 플래시는 초당 약 수천 번의 플래시 속도로 만들어진 특수 설계입니다.
전기 에너지는 빛 에너지로 변환되고, 이는 플래시 튜브에 의해 작동합니다.
커패시터는 전기 에너지를 저장하고 플래시 튜브에 고전압을 공급하여 적절히 작동하도록 설계되었습니다.
커패시터와 크세논에서 방출된 전기 에너지는 높은 에너지를 초당 1/1000의 속도로 흰색 섬광으로 변환합니다.
루비 결정의 크롬 원자는 들뜬 상태가 되어 높은 에너지를 얻게 됩니다. 이 과정에서 열이 발생하여 에너지의 일부가 손실되지만, 일부 빛 에너지는 거울에 반사되어 다시 크롬 원자를 들뜨게 합니다. 이때 크롬 원자는 추가 에너지를 모두 잃으면서 좁고 결맞은 광선을 형성합니다. 이 광선은 결정 거울의 한쪽 끝에 있는 작은 구멍을 통해 나옵니다.
이 좁은 빔은 광학 초점 렌즈로 초점을 맞춰 작업물에 작고 강렬한 레이저 빔을 생성합니다.
레이저 빔은 재료와 상호 작용할 때 변화합니다.
재료의 레이저 에너지 흡수는 파장, 재료 두께, 결정 구조, 재료 첨가제, 분자 구조 등과 같은 여러 요인에 따라 다릅니다. 이 공정은 이러한 재료 특성과 레이저의 이점을 활용하여 두 개의 플라스틱 재료, 즉 레이저 에너지를 전달하는 재료와 이를 흡수하는 재료 사이에 결합을 만듭니다.
레이저 빔이 플라스틱과 같은 재료에 부딪히면, 그것은 파장과 부딪히는 재료의 구성에 따라 투과되거나 반사되거나 흡수됩니다. 대부분의 재료는 이 세 가지 효과를 어느 정도 나타내지만, 비율은 다양합니다. 재료는 가시광선 스펙트럼에서 광학적으로 투명하고 적외선 레이저에는 매우 흡수성이 있거나, 우리 눈에는 불투명하지만 적외선 레이저에는 투명할 수 있습니다.
레이저 용접기 정비사
레이저 용접은 접합할 표면에 집중된 응집 광선을 충돌시켜 얻은 열을 사용하여 재료를 합체시키는 공정입니다.
이는 다음 단계를 거쳐 달성됩니다.
1. 레이저 빔과 공작물 재료의 상호작용.
2. 열전도 및 온도 상승
3. 용융 증기화 및 접합: 레이저 빔을 사용하여 용접할 때 전자기파는 기본 금속의 표면에 에너지 집중으로 충돌하여 표면 온도가 용융 증기가 되고 그 아래의 금속 용융물이 형성됩니다.
