초음파 중첩을 이용한 용접 보강, Shearography 검증(piezo effect, ultrasonic, weld seam, Non Contacting Detecti)

 

목차

 

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초음파 중첩(Ultrasonic wave superposition)을 이용한 용접 보강

 

 

초음파 파동 중첩과 레이저 빔 용접

 

• 연구 목적: 초음파 파동 중첩이 레이저 빔 용접의 속성을 어떻게 개선할 수 있는지 탐구하는 것입니다. 이 연구에서는 고강도 강철 합금에 대한 테스트가 포함되어 있습니다.
• Piezoshaker-System 사용: 실험에서는 팜테크에서 제공하는 isi-sys 이동식 Piezoshaker-System을 사용했습니다. 이 시스템은 2채널 Piezo앰플리파이어와 두 개의 PS-W-02 시리즈 Piezoshakers로 구성됩니다.
• 실험 설정: Piezoshakers는 레이저 광학에 단단히 연결되어 있으며, 레이저 빔으로부터 정의된 거리에서 구성 요소 표면에 대해 상대적으로 이동합니다. 이들은 공압 실린더를 사용하여 정의된 힘으로 구성 요소 표면에 압착됩니다.

 

 

초음파 파동 중첩의 영향

• Piezoshaker의 여러 자극 매개변수 연구: Piezoshaker에 의한 초음파 파동 중첩의 다양한 자극 매개변수의 영향이 연구되었습니다. 이는 용접 이음매의 속성뿐만 아니라 접합 영역 내 AlSi 코팅 입자의 분포에도 중요한 영향을 미칩니다.
• 실질적 개선: 이러한 초음파 파동 중첩은 용접 이음매의 미세 구조와 강도를 개선할 수 있으며, 균일한 용접 품질을 달성하는 데 도움이 됩니다.

 

 

응용 가능성

 

• 다른 용접 공정 및 재료에 적용: 이 연구는 특정 강철 합금에 초점을 맞추고 있지만, 이 기술은 다른 용접 공정 및 재료에도 적용 가능하다는 것을 시사합니다.

 

이 연구는 용접 기술의 발전에 중요한 기여를 하며, 더 효율적이고 강도가 높은 용접 이음매를 만드는 데 도움이 됩니다. 초음파 파동 중첩을 사용함으로써, 전통적인 용접 방법을 넘어서는 새로운 가능성을 탐구할 수 있습니다.

 

 

 

 

 

 

 

초음파 중첩 생성

 

피에조 효과와 Piezo Actuators

• 피에조 효과: 피에조 전기적 효과는 압력을 가하면 전기를 발생시키는 물질의 능력을 말합니다. 반대로, 전기적 신호를 받으면 기계적 움직임(진동)을 생성합니다.
• Piezo Actuators: 이러한 액추에이터는 높은 역학적 전기 파워(전류 및 전압)를 직접 기계적 에너지(힘과 변위)로 변환합니다.

 

Piezoshaker-System의 작동 원리

• 진동 생성: isi-sys의 Piezoshakers는 피에조 효과를 이용하여 진동 자극을 생성합니다. 고전압 신호로 구동되는 특수 개발된 피에조 앰플리파이어는 이 신호를 기계적 에너지로 변환하여 접촉 핀을 통해 구성 요소로 전달합니다.
• 정지 또는 이동 접촉: 이 시스템은 표면에 Piezoshaker를 결합하기 위한 두 가지 옵션을 제공합니다. 하나는 객체 표면에 고정된 위치를 위한 진공 어댑터이고, 다른 하나는 지속적인 압력으로 Piezoshakers를 표면에 압착하고 과정 중에 이동할 수 있는 공압 실린더입니다.

 

진동 자극 모니터링

• 신호 공급: 진동 신호는 PC나 랩탑을 통해 제어되는 함수 생성기에 의해 공급됩니다.
• 신호 매개변수 설정: 파형, 주파수, 진폭과 같은 신호 매개변수는 isi-Studio의 소프트웨어 모듈 isi-FGen을 통해 설정할 수 있습니다.
• 전력 모니터링: 연결된 Piezoshaker의 전기 입력 전력은 소프트웨어 모듈에 통합된 앰플리파이어 출력 전압과 출력 전류 모니터링 시스템에 의해 동시에 모니터링됩니다.

이러한 시스템은 용접, 접합 및 기타 제조 공정에서 품질과 효율성을 향상시키기 위해 사용될 수 있습니다. 특히, Piezoshaker-System은 용접 공정 중 진동을 통해 재료의 미세 구조를 조절하고, 이음매의 강도를 향상시키는 데 사용됩니다. 이는 고급 제조 기술 분야에서 중요한 혁신으로 간주될 수 있습니다.

 

 

 

비접촉 검사로 용접부 검사

 

위 그림은 초음파 파동 중첩이 레이저 빔 용접 시 용접 이음매의 품질에 미치는 영향을 설명하고 있습니다. 

초음파 파동 중첩의 영향

• 울트라소닉 파동 전파: Piezoshakers는 울트라소닉(초음파) 범위의 파동을 금속 시트로 전달합니다. 이러한 파동은 용접 금속을 통해 접합 영역으로 전파됩니다.
• 열 영향 구역에서의 물리적 효과: 용접 공정 중 초음파 파동 중첩으로 인해 열 영향 구역에서 다양한 물리적 효과가 발생합니다. 이는 용접 이음매 내에서 더 미세하고 균일한 분포를 이루며, 이는 용접 속성에 유익한 영향을 미칩니다.

 

재료에 대한 최적 조정

• 우수한 조정 능력: PS-W-02 시리즈의 Piezoshakers는 용접 지역의 표면에 대해 상대적으로 이동할 수 있어, 용접 이음매 전체에 걸쳐 일정한 효과를 유지할 수 있습니다.
• 다양한 재료 및 구성 요소에 적용 가능: 시스템은 광범위한 주파수 범위에서 제어될 수 있으므로 다양한 재료 및 구성 요소 형상에 최적으로 조정될 수 있습니다.

 

산업적 응용

• 레이저 빔 용접 시스템에 통합 가능: 이 시스템은 산업용 레이저 빔 용접 시스템에 사용되거나 기존 시스템에 통합될 수 있습니다.

 

 

해당 장비는 팜테크에서 독점 제공하고 있습니다. 장비, 용역에 관심이 있으시면 아래 홈페이지 링크로 문의 주시면 됩니다. 관련해서 다양한 오프라인 교육도 제공하고 있으니 아래 링크를 참조 하시면 됩니다.

 

https://famtech.co.kr/sub04/01_01.php

교육일정및신청(주)팜테크