알루미나 세라믹 레이저 연결 공정에서 고온 머플로는 필러 "녹색 몸체"를 사전 처리하여 용접 공정을 견딜 수 있도록 하는 데 중요한 역할을 합니다. 압축된 필러 재료를 약 3시간 동안 1400°C의 온도로 가열함으로써, 머플로는 부서지기 쉬운 분말 스트립을 레이저의 강도를 견딜 수 있는 구조적으로 견고한 부품으로 변환합니다.
핵심 요점: 사전 소결은 단순히 건조 단계가 아니라 구조적 변환입니다. 필러를 경화시키는 멀라이트 상 형성을 시작하여 빠른 레이저 가열로 인한 파괴적인 열 충격에 대한 필요한 완충 작용을 만듭니다.
재료 변환 메커니즘
이 단계가 필수적인 이유를 이해하려면 머플로 주기 동안 필러 재료 내부에서 발생하는 물리적 변화를 살펴봐야 합니다.
상 변화 시작
머플로의 주요 기능은 필러 내에서 멀라이트 상의 초기 형성을 촉진하는 것입니다.
이것은 고온에서 발생하는 특정 결정학적 변화입니다. 재료를 원료 압축 상태에서 화학적으로 결합된 세라믹 구조로 전환합니다.
기계적 강도 향상
이 처리 전에 필러는 본질적으로 "녹색 몸체"입니다. 즉, 부서지기 쉽고 깨지기 쉬운 압축된 분말입니다.
1400°C의 열 처리는 이러한 스트립의 기계적 강도를 크게 증가시킵니다. 이를 통해 레이저 연결을 위해 취급하고 배치할 때 모양과 무결성을 유지할 수 있습니다.
공정 실패 방지
레이저 연결 공정은 빠르고 강렬한 에너지 전달을 포함합니다. 머플로가 제공하는 준비 없이는 공정이 즉시 실패할 가능성이 높습니다.
열 충격 완화
레이저 방사는 1초 미만의 시간 동안 극심한 열을 발생시킵니다.
필러가 원료 "녹색" 상태로 사용된다면, 이 갑작스러운 온도 급증은 열 충격을 일으킬 것입니다. 재료가 효과적으로 녹고 결합되기 전에 금이 가거나 부서지거나 분해될 가능성이 높습니다.
구조적 붕괴 방지
사전 소결 공정은 필러 스트립 내부에 단단한 골격을 만듭니다.
이 강성은 레이저 방사 초기 단계 동안 필러가 예측할 수 없이 붕괴되거나 변형되는 것을 방지합니다. 형상을 유지함으로써 필러는 연결 공정의 연속성과 신뢰성을 보장합니다.
절충점 이해
머플로는 품질에 필수적이지만, 관리해야 하는 제조 워크플로우에 특정 제약을 도입합니다.
배치 처리 대 연속 흐름
레이저는 빠르지만 머플로는 느립니다. 3시간의 유지 시간(램프 업 및 냉각 제외) 요구 사항은 병목 현상을 만듭니다.
이는 필러의 배치 처리가 필요하며, 더 빠른 레이저 조립 라인에 꾸준한 공급을 보장하기 위해 신중하게 일정을 잡아야 합니다.
에너지 소비
1400°C에 도달하고 유지하려면 상당한 에너지가 필요합니다.
알루미나 공정에 필요하지만, 저온 접합 방법에 비해 전반적인 운영 비용이 증가합니다. 그러나 최종 세라믹 연결의 우수한 결합 강도로 인해 절충점은 정당화됩니다.
목표에 맞는 올바른 선택
고온 머플로의 사용은 고품질 세라믹 레이저 연결의 전제 조건입니다.
- 주요 초점이 구조적 무결성이라면: 멀라이트 상 형성 및 기계적 강도가 충분히 보장되도록 머플로 주기가 1400°C까지 도달하도록 하십시오.
- 주요 초점이 공정 연속성이라면: 레이저 용접 중 중단의 주요 원인인 필러 균열을 제거하기 위해 사전 소결 단계를 우선시하십시오.
필러를 올바르게 사전 소결함으로써 깨지기 쉬운 변수를 안정적인 부품으로 변환하여 견고하고 반복 가능한 레이저 연결을 보장합니다.
요약 표:
| 매개변수/요인 | 요구 사항/공정 | 세라믹 연결에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 온도 | 1400°C | 화학적 결합을 위한 멀라이트 상 형성을 시작합니다. |
| 유지 시간 | ~3시간 | 깊은 열 침투 및 구조적 변환을 보장합니다. |
| 재료 상태 | 녹색 몸체에서 세라믹으로 | 레이저 강도를 견딜 수 있도록 기계적 강도를 증가시킵니다. |
| 위험 완화 | 열 충격 방지 | 빠른 레이저 가열 시 필러가 금이 가거나 부서지는 것을 방지합니다. |
| 구조적 목표 | 치수 안정성 | 필러 붕괴를 방지하여 연속적이고 안정적인 용접을 보장합니다. |
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참고문헌
- Bowei Luo, Yanfei Bao. Optimization on the diode laser joining process of Al2O3 liners. DOI: 10.54097/hset.v43i.7448
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