KR20190002760A - 진동 용접 방법 - Google Patents

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Abstract

수직 및/또는 수평 방향으로의 용접 시 진동 운동에 의해, 용접 시 균열의 형성을 방지하는 더 작은 입자가 형성된다.

Description

진동 용접 방법{OSCILLATING WELDING METHOD}
본 발명은 용접 빔(welding beam)이 진동 운동하는 용접 방법에 관한 것이다.
금속 상 γ'에 대한 높은 함량을 갖는 니켈기-초합금의 레이저 살붙임 용접(laser deposition welding) 시에, 용융물의 응고 중에 이미 고온 균열(hot cracks)이 발생할 수 있다. 원형 세기 분포를 갖는 레이저의 빔 직경의 축소를 통해, 냉각율이 증가되고 응고 균열(solidification cracks)이 방지될 수 있다. 그러나 이에 의해 재료의 피착율(rate of deposition)이 낮아진다.
본 발명의 과제는 높은 냉각율과 동시에 높은 피착율을 달성할 수 있는 용접 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 방법에 의해 해결된다.
추가의 장점을 달성하기 위해, 임의로 서로 조합될 수 있는 추가의 바람직한 조치가 종속 청구항에 명시된다.
상기 방법은 용접 시에 간단하고 더 빠르게 균열 없는 미세 조직을 형성한다.
도 1은 레이저 및 파우더 공급부를 갖는 살붙임 용접 배열체를 개략 도시한다.
도면 및 상세한 설명은 단지 본 발명의 실시예만을 설명한다.
수평 및/또는 수직 방향으로의 진동 운동에 의해, 그리고 레이저 빔의 변경에 의해, 응고 선단(solidification front)이 항상 변경되기 때문에, 진동 응고 형태가 구현된다. 항상 변경되는 응고 기능으로 인해, 용융물의 응고 중에 입자 성장이 중단되고 격자(lattice)가 단결정으로 응고된다. 격자의 미립화 성능(fine-grained quality)를 통해, 남아있는 용접 잔류 응력이 결정 경계 상에 분포됨으로써, 용접 시임 내 또는 용접 비드 내에서 또는 그들 사이에서 균열이 방지된다.
용접 방법은 재용융 또는 살붙임 용접을 나타날 수 있다. 상기 두 방법에서, 용융물 및 응고 선단이 형성된다.
도면은 용접 방법, 특히 레이저 용접 방법의 장치(1)를 도시한다.
방법은 레이저 용접 방법으로 한정되는 것이 아니라, 전자 빔 용접 방법 및 플라즈마 용접 방법과 같은 여타 용접 방법 또는 다른 부가적인 제조 방법에 대해서도 유효하다.
터빈 블레이드에서 높은 γ'-함량을 갖는 니켈기 또는 코발트기 초합금 및 통상 어렵게 용접 가능한 합금을 나타내는 기판(4) 상에 재료가 용착된다. 용접 비드(6)가 살붙임 용접의 부분으로서 이미 형성되어 있다.
레이저의 예시적인 에너지 소스(13)로서의 레이저 빔이 기판(4) 상으로 향한 위치에 용융 풀(7, melt pool)이 존재한다. 예시적인 재료 공급부(10)로서의 파우더 노즐(powder nozzle)을 통해 파우더(8)가 용융된다.
레이저 빔은 특히 펄스화 되고, 재료(8)는 파우더 형태로 공급되나, 와이어로도 공급될 수 있다.
레이저 빔 또는 에너지 공급부(13)는 기판(4)의 표면(5)에 대해 수직인 방향(16)을 따라 왕복 운동될 수 있기 때문에, 용접 경로(7) 상에서의 레이저 빔 직경의 변경이 형성된다. 편향은 바람직하게는 1mm 내지 2mm 사이에 있다.
방향(16)에 대해 수직으로, 바람직하게는 용융 풀(7)에 대해 상대적인 파우더 공급부(10) 및 레이저 빔의 에너지 공급부(13)의 전진 운동에 대해 횡방향인 수평 운동(19)에 의해, 대안적으로 또는 추가로 진동 운동이 실행될 수 있다. 진동 운동의 편향은 바람직하게는 1mm 내지 2mm 사이에 있다.
용접될 면은 적어도 한 방향에서 4mm보다 크거나 같은 길이를 포함하는데, 즉, 바람직하게는, 서로 중첩될 수도 있는 복수의 용접 비드가 나란히 형성되거나 또는 용착된다.
수직 운동(16) 또는 수평 운동(19)은 재용융 또는 살붙임 용접 시에도 단독으로 사용될 수 있거나 서로 조합될 수 있고, 기판(4)에 대한 에너지 공급부(13)의 전진 운동에 중첩된다. 방향(19)으로 진동 운동할 때 방향(16)으로의 기판(4)의 평면 도시에서, 지그재그 운동, 사행 형태(meandering) 또는 사인 곡선 형태의 운동이 형성된다. 이는 방향(16)으로 진동 운동할 때 방향(16)에 대해 수평인 도시에도 유사하게 적용된다.
상기 해결책에 의해, 본 발명을 기초로 하여 개선된 재료 특성이 달성된다.

Claims (1)

  1. 용접 방법이며,
    용접을 위한 에너지 소스(13)가 기판(4)의 표면(5)에 대해 진동 운동하고,
    에너지 소스(13)는 기판(4)의 표면(5)에 대해 수평 및 수직으로 진동 운동함으로써 수평 진동 운동과 수직 진동 운동이 기판(4)에 대한 에너지 소스(13)와 재료 공급부(10)의 전진 운동에 동시에 중첩되며,
    재료 공급부(10)와 에너지 소스(13)를 포함하는 용접 노즐이 사용되는, 용접 방법.
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