레이저 용접 대 MIG 용접-다수의 비교 - DeZe 기술 공동, 주식회사

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1. 소개

레이저 용접 대 미그 용접 현대 제조에서 중추적 인 주제입니다, 연결 기술이 구조적 무결성에 직접적인 영향을 미칩니다, 생산 효율성, 장기 제품 신뢰성.

항공 우주 및 자동차에서 의료 기기 및 중장비까지, 용접은 대량 생산과 고정밀 제조의 중심에 있습니다..

이 기사는 포괄적 인 것을 제시하는 것을 목표로합니다, 다수의 비교 레이저 용접 대 MIG 용접.

그들의 작업 원칙을 조사합니다, 기술 성능, 소송 비용, 안전, 재료 호환성, 및 다양한 응용 프로그램에 대한 적합성.

2. MIG 용접이란? (가스 금속 아크 용접 – GMAW)?

미그 용접 a 연속적으로 소비 가능한 와이어 전극 용접 풀을 대기 오염으로부터 보호하기위한 불활성 또는 반 구간 차폐 가스.

작동 원리:

프로세스는 다음에 시작됩니다 전기 아크가 쳤다 와이어 전극과베이스 재료 사이.

3,000 ° C ~ 6,000 ° C에 달하는 아크의 열은 와이어와베이스 메탈을 모두 늘립니다., 용융 용접 풀 형성.

그만큼 차폐 가스, 일반적으로 Argon과 Co₂ 또는 순수한 아르곤의 혼합물, 산화를 방지하기 위해 주변 공기를 대체합니다, 다공성, 그리고 오염.

주요 시스템 구성 요소:

전원: 일반적으로 일정한 전압 (CV) 18-30 V 및 50–350의 출력 a.
와이어 피더: 전극을 제어 속도로 공급합니다 (2–20 m/i).
용접 총: 접점 팁을 포함하고 와이어와 차폐 가스를 모두 제공합니다..
가스 공급: ~ 15–20 l/min의 유량으로 차폐 가스를 제공합니다..

프로세스 속성:

필러 금속: 와이어 자체에 의해 제공됩니다, 증착에 기여합니다.
아크 안정성: 시작하고 유지하기 쉽습니다, 경험이 적은 용접기조차도.
적당: 용접에 이상적입니다 탄소강, 스테인레스 스틸, 그리고 알루미늄 두께의 범위 1 mm 에 25 mm.

MIG 용접의 장점

사용자 친화적 및 운영자 액세스 가능
높은 증착 속도와 더 빠른 용접 속도
비용 효율적인 장비 및 설정
재료와 두께의 다양성
최소한의 중단으로 연속 용접
허용 가능한 미적 마감 처리가 좋은 용접 강도
자동화 및 로봇 공학과의 높은 호환성
야외 및 현장 조건에서 강력한 성능

3. 레이저 용접이란??

레이저 용접 는 고정밀, 고 에너지 밀도 농축 레이저 빔을 사용하여 재료를 녹이고 결합하는 퓨전 프로세스.

Mig와는 달리, 물리적 접촉이나 필러 와이어가 필요하지 않습니다, 특수한 경우 필러 금속과 함께 사용할 수 있지만.

작동 원리:

에이 집중 레이저 빔, 종종 직경이 작습니다 0.1 mm, 공작물을 쳤다, 녹는 점 이상으로 빠르게 가열합니다.

전력 밀도는 10 ° w/cm²를 초과합니다, 레이저는 a 키 구멍 효과, 깊이 활성화, 최소 열 입력으로 좁은 용접.

응고는 매우 빠릅니다, 왜곡 및 잔류 응력 감소.

일반적으로 사용되는 레이저 유형:

파이버 레이저: 효율적이고 강력한, 힘으로 500 이것으로 10+ kW.
디스크 레이저: 우수한 빔 품질과 에너지 안정성.
CO₂ 레이저: 두꺼운 섹션에 사용되지만 반사 재료에는 덜 효율적입니다..

빔 전달 및 제어:

레이저 빔은 전달됩니다 광섬유 또는 거울, 안내 CNC 시스템 또는 로봇 팔.

고급 센서 및 피드백 시스템은 종종 통합됩니다 실시간 프로세스 모니터링 및 적응 형 제어.

프로세스 속성:

필러 금속: 선택 과목; 일반적으로 융합 과정.
용접 속도: 초과 할 수 있습니다 10 고속 설정의 m/min.
적당: 예외적입니다 얇은 게이지 스테인리스 스틸, 티탄, 니켈 합금, 그리고 비 유사 금속 - 공동체 항공우주, 자동차, 전자제품 산업.

레이저 용접의 장점

탁월한 정밀도 및 최소 열 영향 구역 (위험요소)
고속 및 고량량의 처리량 기능
깊은 침투 및 좁은 용접 구슬
우수한 용접 품질과 깨끗한 미학
높은 자동화 및 통합 잠재력
소비 가능한 사용량과 폐기물 감소
재료 및 관절 유형의 다양성

4. 레이저 용접 대 MIG 용접의 비교 기술 분석

핵심 기술 차이를 이해합니다 레이저 용접 대 미그 용접 용접 품질을 최적화하는 데 필수적입니다, 성능, 및 특정 산업 응용 분야에 대한 적합성.

이 섹션은 주요 기술 메트릭의 두 가지 기술을 비교합니다.열 입력, 용접 품질, 그리고 정밀도- 다양한 제조 시나리오에서 성능을 포괄적으로 볼 수 있도록.

열 입력 및 침투

미그 용접:

MIG 용접은 일반적으로 포함됩니다 더 높은 열 입력 상대적으로 넓은 아크와 느린 냉각 속도로 인해. 이 더 넓은 열 프로파일:

이어집니다 더 큰 열 영향 구역 (위험요소).
위험을 증가시킵니다 왜곡 그리고 잔류 응력, 특히 얇은 재료에서.
제공 적당한 침투, 일반적으로 최대 6–12 mm 현재 및 공동 설계에 따라 단일 패스로.

레이저 용접:

레이저 용접은 a 집중, 고 에너지 밀도 빔 그것은 a 열쇠구멍 효과, 작은 지역으로 강렬한 에너지를 전달합니다:

최대의 침투 깊이 25 mm 단일 패스에서 고출력 섬유 레이저로 달성 할 수 있습니다..
결과 최소한의 HAZ, 뒤틀림, 그리고 단단한 열 제어, 정밀 제조에 특히 중요합니다.
열 입력은 일반적으로입니다 3–10 배 더 낮습니다 동일한 침투를위한 MIG 용접보다, 야금 무결성 향상.

요약하면: MIG 용접은 큰 틈을 메우거나 재료를 구축하는 데 더 좋습니다., 레이저 용접은 깊은 곳에 이상적입니다, 좁은, 저분량 용접.

용접 품질 및 기계적 특성

미그 용접:

인장강도: 필러 재료 및 용접 매개 변수에 크게 의존합니다. 희석 및 다공성으로 인해 기본 금속보다 약간 낮습니다..
다공성과 스 패터: 가스 불일치 또는 오염으로 인한 일반적인 문제.
열영향부 (위험요소): 넓고 미세 구조적으로 변경 될 수 있습니다, 피로 수명을 줄일 수 있습니다.

레이저 용접:

우수한 융합 품질 공정이 최적화 될 때 최소 다공성으로.
더 높은 인장 강도 그리고 피로 저항 좁은 HAZ와 빠른 응고로 인해.
우수한 야금 제어, 특히 용접 할 때는 다른 경우 또는 반응성 금속 (예를 들어, 의, NI 합금).

정밀성과 제어

미그 용접:

수동 및 반자동 작동이 일반적입니다, 운영자 기술에 따라 위치 정확도.
다루는 능력이 제한적입니다 엄격한 공차 또는 미크론 수준의 간격.
불완전한 조인트 적합에 견딜 수 있습니다, 구조적 응용에 적합하게 만들기.

레이저 용접:

제안 미크론 수준 제어 용접 위치 및 침투 깊이.
완벽하게 통합됩니다 CNC 및 로봇 자동화, 반복 가능성을 활성화합니다, 고속 생산.
용접 할 수 있습니다 작은 갭 0.1 mm, 아니면 심지어 갭 고정밀 설정의 엉덩이 조인트.
충전제 와이어를 보충하지 않는 한 관절 간격이나 오정렬에 대한 용서 덜.

5. 레이저 용접 대 MIG 용접의 비용 고려 사항

이 섹션에서는, 초기 투자 전반에 걸쳐 두 프로세스의 재정적 영향을 조사합니다., 운영 비용, 그리고 투자 수익 (ROI).

초기투자

레이저 용접 시스템은 a 상당히 높은 선불 비용, 대체로:

정밀 레이저 소스 (섬유, co₂, 디스크 레이저).
빔 전달 광학 및 제어 시스템.
안전 인프라, 포함 레이저 인클로저 및 인터록.
CNC 또는 로봇 플랫폼과 통합.

비용 벤치 마크: 표준 산업용 레이저 용접 셀은 범위에이를 수 있습니다 $120,000 에게 $500,000, 전력 용량에 따라, 자동화 수준, 및 액세서리.

미그 용접, 대조적으로, 배포하는 것이 훨씬 경제적입니다:

기본 수동 MIG 설정은 시작할 수 있습니다 $2,000 에게 $10,000.
완전 자동화 된 MIG 셀조차도 거의 초과하지 않습니다 $80,000, 로봇 공학 및 비품 포함.

이러한 불균형은 MIG 용접이 훨씬 더 접근 가능하게 만듭니다 중소 기업 또는 자본이 제한된 프로젝트의 경우.

운영 및 유지 보수 비용

레이저 용접은 작동 폐기물을 줄일 수 있습니다, 그러나 유지 보수가 더 까다 롭습니다:

렌즈 청소 및 시신경 교체 일상적이고 비용이 많이 듭니다.
고 에너지 레이저 상당한 전기를 소비합니다, 특히 지속적인 운영에서.
운영자가 필요합니다 전문 교육 레이저 전원 설정을 관리합니다, 안전 절차, 및 시스템 진단.

대조적으로, MIG 용접 기능:

소모품 비용이 낮습니다, 쉽게 구할 수있는 와이어와 차폐 가스.
일상적인 유지 보수가 제한됩니다 토치 교체, 노즐 청소, 그리고 와이어 피드 조정.
광범위한 기술자 친숙 함, 인건비를 줄이고 교육 투자를 최소화합니다.

작동 스냅 샷:

레이저 광학 교체 비용이들 수 있습니다 $1,000- $ 5,000 사이클 당.
미그 소모품 일반적으로 실행됩니다 $0.10- 용접 미터 당 $ 0.30, 재료 및 가스 믹스에 따라.

투자 수익 (ROI)

레이저 용접이 제공됩니다 장기 가치 대량 및 정밀한 크리티컬 응용 분야에서:

높은 용접 속도와 최소 재 작업은 처리량을 향상시킵니다.
일관된 품질은 결함 관련 비용을 줄입니다.
완벽한 통합 자동 품질 관리 시스템 효율성을 극대화합니다.

에서 자동차 산업, 레이저 용접은 총 어셈블리 시간을 최대까지 줄일 수 있습니다. 60% 맞춤형 빈 응용 프로그램의 경우, 초기 비용이 더 높아집니다 1–2 년 대량 생산에서.

미그 용접, 그 동안에, 제공합니다 더 빠른 ROI 일반적인 제조를 위해:

다음에 이상적입니다. 저용량에서 미드 볼륨 생산 또는 수리 및 유지 보수 서비스.
최소 설정 시간과 유연한 비품 지원 단기 경제학.
ROI는 종종 실현됩니다 아래에 6 달 수동 또는 반자동 구성의 경우.

6. 재료 적합성 및 두께 범위

적절한 용접 기술을 선택하는 것은 재료의 유형과 두께에 크게 좌우됩니다..

레이저 용접 대 MIG 용접은 다양한 금속 및 두께 범주에서 다른 수준의 효과를 나타냅니다..

이 섹션에서는, 우리는 재료 호환성을 기반으로 성능을 평가합니다, 야금 감도, 및 구조적 요구 사항.

재료 호환성

레이저 용접

레이저 용접은 탁월합니다 반사율이 높고 열전도율이 높은 금속, 올바른 레이저 유형 및 매개 변수가 적용되면. 일반적으로 사용되는 재료에는 포함됩니다:

스테인레스강 (예를 들어, 304, 316, 2205 듀플렉스): 최소한 왜곡으로 뛰어난 결과.
알류미늄 합금 (예를 들어, 6061, 7075): 반사율이 높고 다공성 위험으로 인해 정확한 매개 변수 제어가 필요합니다..
티탄 합금: 항공 우주 및 의료용 용접 품질이 우수합니다.
니켈 기반 합금 (예를 들어, 인코넬): 레이저의 좁은 HAZ는 기계적 무결성을 보존하는 데 도움이됩니다.

레이저 용접은 특히 잘 적합합니다 비철 및 고성능 합금, 정밀 및 야금 제어가 필수적인 곳.

미그 용접

MIG 용접은 더 다재다능합니다 온화한 강, 탄소강, 그리고 알루미늄, 정밀도에 대한 강조가 적지 만 일반 제조에서 유연성이 높아짐. 일반적인 재료는 다음과 같습니다:

탄소강: 구조적 및 중대성 구성 요소에 이상적입니다.
알류미늄: 스풀 건 또는 푸시 풀 시스템 및 아르곤이 풍부한 가스가 필요합니다..
스테인레스 스틸: 달성 가능하지만 더 넓은 HAZ와 잠재적 산화.

MIG는 일반적으로 Mill Scale과 같은 표면 조건에 더 내성적입니다., 녹, 또는 기름, 에 적합하게 만드는 것 집 밖의, 수리하다, 그리고 무거운 제조 환경.

두께 범위 능력

레이저 용접

레이저 용접은 매우 효과적입니다 얇거나 중간 정도의 두께 범위. 일반적인 기능에는 다음이 포함됩니다:

얇은 부분 (0.2 mm 에 3 mm): 화상을 입지 않은 탁월한 침투.
적당한 섹션 (최대 8-10mm): 멀티 패스 또는 고출력 레이저가 필요합니다.
두꺼운 부분 (>10 mm): 특수 하이브리드 기술 또는 빔 진동으로 실현 가능합니다.

레이저 에너지는 고도로 집중되어 있기 때문입니다, 용접이 있습니다 깊고 좁은, 열 왜곡을 최소화하고 후 처리를 줄입니다.

미그 용접

MIG 용접은 더 넓은 범위의 재료 두께를 포함합니다, 특히 중간 내지 두꺼운 범주:

얇은 게이지 (<1 mm): 열 축적으로 인한 도전; 화상의 위험.
보통에서 두꺼운 재료 (2 mm 에 25 MM과 그 너머): 높은 증착 속도와 멀티 패스 기능은 큰 용접에 이상적입니다..

레이저 용접과 달리, 나 아이스크림 베팅 간격 브리징 그리고 취급 관절 적합의 변형, 특히 공차가 엄격하게 제어되지 않은 경우.

용접 비슷한 재료

그것이있을 때 비 유사 금속 결합, 레이저 용접은 상당한 이점을 제공합니다. 그것은 현지화 된 열 입력 금속 간 화합물의 형성을 최소화하고 같은 재료를 결합 할 수 있습니다.:

스테인레스 스틸 대 탄소강
티타늄에서 구리 또는 알루미늄 (인터레이어와 함께)
강철로 니켈 합금

미그 용접, 반면에, 용융 온도의 차이로 인해 다른 재료로 어려움을 겪고 있습니다., 열 팽창률, 및 야금 비 호환성.

특수 필러 와이어가 도움이 될 수 있습니다, 기계적 강도와 부식 저항이 손상 될 수 있습니다.

7. 산업용 애플리케이션