KR102034068B1 - 레이저 용접 시스템 및 레이저 빔에 의한 용접 방법 - Google Patents

레이저 용접 시스템 및 레이저 빔에 의한 용접 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 빔을 위한 소스(1), 상기 레이저 빔을 시준하도록 구성되는 콜리메이터(2), 용접될 작업편(4) 상의 집중점에 상기 시준된 레이저 빔을 집속하도록(focusing) 구성되는 집속 수단(3)을 포함하는 레이저 용접 시스템과 관련된 것이다. 균질한 용접 영역이 이루어지도록, 상기 콜리메이터(2)와 상기 집속 수단(3) 사이에 광학 구성요소(5)가 배치되고, 상기 광학 구성요소는 상기 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다. 대안적인 해결책에 따르면, 상기 광학 구성요소(5)는 상기 레이저 빔을 위한 소스(1)와 상기 콜리메이터(2) 사이에 배치된다.

Description

레이저 용접 시스템 및 레이저 빔에 의한 용접 방법{LASER WELDING SYSTEM AND METHOD FOR WELDING BY MEANS OF A LASER BEAM}
본 발명은 레이저 빔을 위한 소스, 레이저 빔을 시준하도록 구성되는 콜리메이터, 및 용접될 작업편 상의 집중점에 시준된 레이저 빔을 집속하도록(focusing) 구성되는 집속 수단을 포함하는 레이저 용접 시스템과 관련된 것이다. 또한, 본 발명은 상기 시스템에 상응하는 레이저 빔에 의한 용접 방법과도 관련된 것이다.
레이저 빔에 의한 용접 방법은 서로 다른 작업편을 같이 결합하는데 이용되는 용접 방법이다. 레이저 빔은 가늘고 길이가 있는(deep) 용접층(weld seams)이 이루어지도록 하는 집중 열 소스를 제공한다. 레이저 용접 공정은 흔히, 예를 들어 자동차 산업 같은 대량 생산과 연계된 응용 분야에서 이용된다.
이용되는 레이저 빔은 대체로 약 1 MW/cm2 범위의 출력 밀도를 가진다. 따라서, 레이저 빔의 집중 열에 의해 작은 영역들이 영향을 받는다. 용접 공정에서 더 적은 너비가 이용되기는 하나, 레이저 빔의 너비는 예를 들어 0.2 mm 내지 13 mm로 다양하다. 레이저 빔에 의해 방출된 열의 침투 깊이는 공급된 출력의 양에 비례하며, 집속 지점의 위치에도 의존한다. 집속 지점이 최적으로 배치될 때에 최대 침투가 달성된다.
응용 분야에 따라, 연속 또는 펄스 레이저 빔이 이용될 수 있다. 1000분의 1초 길이의 펄스가 예를 들어 면도날 같은 얇은 물체를 서로 용접하는데 이용되는 반면, 연속 레이저 시스템은 길이가 있는 용접층을 위해 이용된다.
레이저 용접 방법은 예를 들어 카본 스틸, 높은 품질의 스틸, 알루미늄, 티타늄 및 플라스틱을 용접할 수 있는 다채로운 공정이다. 용접 속도는 방출되는 출력의 양에 비례하나, 작업편의 두께와 종류에도 의존한다. 가스 레이저는 높은 성능을 가져서 특히 대량 생산 응용 분야에 적절하다.
공지된 레이저 용접 공정에서, 급격히 집속된 레이저 빔, 즉 플라스틱 물질을 녹이거나 용접하는데 이용되고 있는 개별 지점식(point-by-point)으로 집속된 레이저 빔에 의해, 플라스틱 플레이트, 필름 및 사출 성형된 부품이 용접된다. 프로그램 작동 가능한 레이저 빔의 빔 가이드 또는 작업편의 이동에 의해 용접층의 형성이 이루어진다.
그러나, 상기 빔 강도의 분포는 개별 지점식으로 집속된 레이저 빔을 이용한 2 차원 연결에 약점이 있는데, 이는 강도의 가우스 분포가 불균일한 융합(fusion)을 유발하기 때문이다.
도 1은 종래 기술에 따른 레이저 용접 시스템의 프로세싱 광학계에 의해 생성된 레이저 빔의 가우스 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다. 이러한 형태의 출력 분포에서 핫 스팟으로 알려진 중심 지점에 에너지의 대부분이, 약 90%가 존재한다. 이러한 형태의 레이저 빔은 오로지 개별 지점식 레이저 용접에만 이용 가능하다.
다시 말해서, 용접 지점 중 오직 일부분만이 강도에 기여하게 되며, 용접 지점의 위치가 매우 정확하게 결정되어야 하기 때문에 위와 같은 형태의 레이저 용접 공정은 특히 에러를 유발하기도 쉽다. 용접 지점이 부적절하게 위치되는 경우에, 에너지 입력이 불리하게 이루어진다. 추가로, 예를 들어 스프링 스틸이 용접되어야 한다면, 용접 지점의 부적절한 위치가 스프링 스틸 상의 용접 지점의 연소를 유발하는 위험도 있다.
본 발명은 균질한 용접 영역이 달성되도록 하는, 레이저 빔에 의한 용접 방법 및 레이저 용접 시스템을 개시하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 목적은 독립항에 개시된 대상물에 의해 달성된다. 종속항에 개시된 대상물은 바람직한 실시예들을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 용접 시스템은 레이저 빔을 위한 소스, 레이저 빔을 시준하도록 구성되는 콜리메이터, 및 용접될 작업편 상의 집중점에 시준된 레이저 빔을 집속하도록 구성되는 집속 수단을 포함하며, 단일의 광학 구성요소가 콜리메이터와 집속 수단 사이에 배치되고, 동시에 광학 구성요소와 콜리메이터 사이에 단일의 이중 초점 구성요소가 배치되고, 광학 구성요소는 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제 1 방향은 시준된 레이저 빔의 축과 실질적으로 수직을 이루며 진행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 용접될 작업편 상의 두 개 이상의 지점에 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되며, 상기 두 개 이상의 지점은 바람직하게는 일렬로 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 용접될 작업편 상의 하나 이상의 라인을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 용접될 작업편 상의 두 개 이상의 라인을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되고, 상기 두 개 이상의 라인은 일렬로 배치된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되는데, 상기 제 2 방향은 제 1 방향 및 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제 2 방향은 제 1 방향 및 시준된 레이저 빔의 축과 실질적으로 수직을 이루며 진행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 용접될 작업편 상의 입방형(cuboidal), 직사각형, 사다리꼴형, 타원형 또는 환형 패턴 중 하나 이상에 부합하게 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 마이크로 렌즈들의 배열체(arrangement)이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 회절성(diffractive) 광학 구성요소이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔에 의한 용접 방법은, 레이저 빔을 생성하는 단계, 콜리메이터로 레이저 빔을 시준하는 단계, 및 집속 수단으로 용접될 작업편 상의 집중점에 시준된 레이저 빔을 집속하는 단계를 포함하며, 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하기 위해, 시준된 레이저 빔은 콜리메이터와 집속 수단 사이에 배치된 단일의 광학 구성요소, 및 광학 구성요소와 콜리메이터 사이에 배치된 단일의 이중 초점 구성요소를 통과한다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시되는 구성에 기초하여 이하에서 더 상세하게 개시될 것이다. 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 유사하거나 대응되는 구성요소는 도면에서 동일한 참조 번호로 제공되었다.
도 1은 레이저 빔의 가우스 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 프로세싱 광학계를 통과한 이후의 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 프로세싱 광학계를 통과한 이후의 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 1 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다.
도 5는 도 4에 도시된 프로세싱 광학계를 통과한 이후의 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 2 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다.
도 7은 도 6에 도시된 프로세싱 광학계를 통과한 이후의 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 3 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다.
도 9는 도 8에 도시된 프로세싱 광학계를 통과한 이후의 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 용접 시스템의 프로세싱 광학계에 의해 생성된 레이저 빔의 출력 분포 프로파일을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 가우스 출력 분포와 비교하면, 중심에 위치되는 핫 스팟으로 출력이 집중되지 않을 뿐 아니라 더 넓은 영역에 걸쳐서 분포되기 때문에, 레이저 빔의 출력 분포가 더 균질하다는 것을 도 2로부터 명백하게 확인할 수 있다.
도 2에 도시된 레이저 빔의 중심 부분의 출력은 도 1에 도시된 레이저 빔의 대응 부분의 출력보다 더 적다. 그러나 대신에, 도 2에 도시된 레이저 빔의 에지에 위치되는 부분의 레이저 빔의 출력은 도 1에 도시된 레이저 빔의 대응 부분의 출력보다 더 크다. 이렇듯, 본 발명의 위와 같은 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 레이저 빔의 출력 분포는 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행하는 제 1 방향 X를 따라 확산된다.
도 2가 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행하는 제 1 방향 X를 따르는 레이저 빔의 출력 분포가 확산되는 것을 도시한다 하더라도, 본 발명은 시준된 레이저 빔의 축과 90°의 각도를 이루는 것으로 제한되지 아니하며, 오히려 광학 구성요소는 시준된 레이저 빔과 여느 목표 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다. 이는 광학 구성요소가 시준된 레이저 빔의 축과 대응 각도를 이루며 위치되게 함으로써, 예를 들어 시준된 레이저 빔의 축에 대해 광학 구성요소의 주 평면을 기울임으로써 달성될 수 있다.
추가로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 도 2에 도시된 레이저 빔의 출력 분포는 제 1 방향 및 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행하는 제 2 방향 Y를 따라 확산된다.
도 2가 제 1 방향 X와 제 2 방향 Y를 따라 레이저 빔의 출력 분포가 확산되는 것을 도시하고 있는데(여기서, 서로 수직을 이루는 제 1 방향 X와 제 2 방향 Y는 시준된 레이저 빔의 축과도 수직을 이룸), 이러한 유형의 사례는 본 발명의 바람직한 실시예이다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지는 아니하며, 제 1 방향 및 상기 축과 여느 목표 각도를 이루며 진행하는 제 2 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포가 확산되기도 한다.
도 3은 레이저 빔의 출력 분포가 오로지 X 방향을 따라서 확산되는 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있다. 그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 레이저 빔의 출력이 Y 방향을 따라서 동등하게 분포될 수도 있다. 본 발명은 구체적인 각도를 제한하지는 아니하며, 사실상 레이저 빔의 출력은 여느 목표 각도로도 분포될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학 구성요소는 용접될 작업편 상에서 일렬로 배치되는 두 개 이상의 지점에 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성된다. 예를 들어 도 3에서 확인할 수 있는 바와 같이, 레이저 빔의 출력 분포는 용접될 작업편 상의 하나 이상의 라인을 따라 확산될 수도 있다. 한편, 레이저 빔의 출력 분포는 용접될 작업편 상에서 일렬로 배치되는 두 개의 라인을 따라 확산될 수도 있다.
본 발명에 의해 위와 같은 형태의 균질한 용접 영역이 달성될 수 있는 방법이 이하에서 개시될 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 1 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다. 프로세싱 광학계는 레이저 빔을 위한 소스(1), 레이저 빔을 시준하는 콜리메이터(2), 및 용접될 작업편(4) 상에 시준된 레이저 빔을 집속하는 집속 수단(3), 예를 들어 렌즈를 포함한다.
레이저 빔의 출력 분포가 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 방향을 적어도 따라 확산될 수 있게 하는 광학 구성요소(5)는 콜리메이터(2)와 집속 수단(3) 사이에 배치된다.
도 4의 실시예에서, 집속 수단(3)과 콜리메이터(2)의 면에 실질적으로 평행하게 광학 구성요소(5)의 면이 진행하도록, 광학 구성요소(5)가 배치된다. 그러나, 광학 구성요소(5)의 면이 콜리메이터(2)와 집속 수단(3)의 면과 소정의 각도를 이루며 배치되도록, 광학 구성요소(5)는 경사질 수도 있다. 따라서, 시준된 레이저 빔의 축과 여느 목표 각도를 이루며 진행하는 방향을 따라 레이저 빔의 출력 분포가 확산될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소(5)는 마이크로 렌즈들의 배열체이다.
마이크로 렌즈는 밀리미터 범위로 크기가 감소되어야 하는 광학 시스템 및 측정 장치에서 사용된다. 한편, 소형 렌즈는 예를 들어 광 섬유의 커플링을 위한 광학 데이터의 전송에 관한 시스템에서, 또는 "플랫(flat)" 광학계로 알려진 기술 분야에서 사용된다. 이러한 경우에, 하나의 대형 렌즈 대신에 서로 옆으로 배치된 다수의 소형 렌즈가 사용되며, 이에 따라 더 짧은 촬상 거리가 달성된다. 원본과 이미지는 서로 더 가까워진다. 이는 광학 장치의 전체 뎁스(depth)가 크게 감소되게끔 한다. 현재, 위와 같은 플랫 광학 시스템은 이미 다양한 형태의 스캐너와 복사기에서 사용되고 있다. 원본 문서는 마이크로 렌즈로 스캐닝되고 광-민감성 드럼에 전송된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 광학 구성요소(5)는 마이크로 렌즈들의 배열체 대신에 회절성 광학 구성요소이다.
회절성 광학 구성요소는 여느 목표한 회절 효과가 대부분 생성될 수 있도록 소정의 미세 구조가 표시된 기판이다. 구체적인 미세 구조는 리소그래피 에칭법에 의해 형성된다. 회절성 광학 구성요소는 회절 격자 상에서의 회절에 의해 레이저 빔을 형상화하거나 레이저 빔을 다수의 부분적 빔으로 나누는데 이용된다. 예를 들어 ZnSe, ZnS 또는 GaAs 같은 서로 다른 물질이 이용될 수 있다.
콜리메이터(2)와 집속 수단(3) 사이에 배치되는 광학 구성요소(5)는, 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 시준된 레이저 빔의 출력 분포가 확산되게끔 한다. 도 5는 제 1 방향 Y를 따라 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 출력 분포가 확산되는 것을 도시하고 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 레이저 빔의 출력 분포는 제 1 방향과 제 2 방향(여기서, 제 2 방향은 제 1 방향 및 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행함)을 따라 확산될 수도 있다. 레이저 빔의 출력 분포는 확산될 작업편 상의 입방형, 직사각형, 사다리꼴형, 타원형 또는 환형 패턴 중 하나 이상에 부합되게 확산될 수 있다. 상응하는 패턴은 광학 구성요소의 상응하는 선택에 의해 이루어진다.
도 6은 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 2 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다.
프로세싱 광학계는 레이저 빔을 위한 소스(1), 레이저 빔을 시준하는 콜리메이터(2), 및 용접될 작업편(4) 상에 시준된 레이저 빔을 집속하는 집속 수단(3), 예를 들어 렌즈를 포함한다.
본 실시예에서, 광학 구성요소(5)는 레이저 빔을 위한 소스(1)와 콜리메이터(2) 사이에 배치된다. 도 7은 제 1 방향 Y를 따라 출력 분포가 확산되는 것을 도시하고 있다. 그러나, 출력 분포는 여느 목표 각도로 확산될 수도 있다.
도 8은 본 발명에 따른 레이저 용접 시스템의 제 3 실시예에 따른 프로세싱 광학계를 개략적으로 도시하고 있다.
프로세싱 광학계는 레이저 빔을 위한 소스(1), 레이저 빔을 시준하는 콜리메이터(2), 및 용접될 작업편(4) 상에 시준된 레이저 빔을 집속하는 집속 수단(3), 예를 들어 렌즈를 포함한다.
본 실시예에서, 제 2 실시예에서와 같이, 광학 구성요소(5)는 레이저 빔을 위한 소스(1)와 콜리메이터(2) 사이에 배치된다. 추가로, 이중 초점 구성요소(6)가 콜리메이터(2)와 집속 수단(3) 사이에 배치된다. 이와는 달리, 광학 구성요소(5)가 콜리메이터(2)와 집속 수단(3) 사이에 배치되고, 동시에 광학 구성요소(5)와 콜리메이터(2) 사이에 이중 초점 구성요소(6)가 배치될 수도 있다. 도 9는 이중 초점 구성요소에 의해 생성되는 두 개의 레이저 빔의 출력 분포가 제 1 방향 Y를 따라 확산되는 것을 도시하고 있다.
본 발명은 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 방향을 따라 출력 분포가 확산되게끔 하여 균질한 용접 영역이 달성되도록 한다. 이는 용접 지점이 부적절하게 위치되는 경우에도 에너지 입력이 더 유익하게 이루어지게끔 한다. 본 발명은 인박(stamping) 작동 동안의 라인 용접에 특히 적절하다.

Claims (16)

  1. 레이저 용접 시스템으로서,
    레이저 빔을 위한 소스(1);
    상기 레이저 빔을 시준하도록 구성되는 콜리메이터(2); 및
    용접될 작업편(4) 상의 집중점에 상기 시준된 레이저 빔을 집속하도록(focusing) 구성되는 집속 수단(3)
    을 포함하고,
    상기 콜리메이터(2)와 상기 집속 수단(3) 사이에 단일의 광학 구성요소(5)가 배치되고,
    상기 광학 구성요소(5)와 상기 콜리메이터(2) 사이에 단일의 이중 초점 구성요소(bifocal element, 6)가 배치되고,
    상기 광학 구성요소는 상기 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포(power distribution)를 확산하도록 구성되고,
    상기 단일의 이중 초점 구성요소(6)의 축은 상기 콜리메이터(2)의 축과 평행하게 배치되고,
    상기 레이저 빔의 출력 분포는, 시준된 레이저 빔의 축에 대해 상기 광학 구성요소(5)의 주 평면을 기울임으로써, 확산될 작업편 상의 패턴에 부합되게 확산될 수 있는,
    레이저 용접 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방향은 상기 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행하는,
    레이저 용접 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 용접될 상기 작업편(4) 상의 두 개 이상의 지점에 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되며, 상기 두 개 이상의 지점은 일렬로 배치되는,
    레이저 용접 시스템.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 용접될 상기 작업편(4) 상의 하나 이상의 라인을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되는,
    레이저 용접 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 용접될 상기 작업편(4) 상의 두 개 이상의 라인을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되며, 상기 두 개 이상의 라인은 일렬로 배치되는,
    레이저 용접 시스템.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 상기 제 1 방향 및 제 2 방향을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되며, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향 및 상기 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는,
    레이저 용접 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향 및 상기 시준된 레이저 빔의 축과 수직을 이루며 진행하는,
    레이저 용접 시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 상기 용접될 작업편(4) 상에 입방형(cuboidal), 직사각형, 사다리꼴형, 타원형 또는 환형 패턴 중 하나 이상에 부합하게 레이저 빔의 출력 분포를 확산하도록 구성되는,
    레이저 용접 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 마이크로 렌즈들의 배열체(arrangement)인,
    레이저 용접 시스템.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광학 구성요소(5)는 회절성(diffractive) 광학 구성요소인,
    레이저 용접 시스템.
  11. 레이저 빔에 의한 용접 방법으로서,
    레이저 빔을 생성하는 단계;
    콜리메이터(2)에 의해 상기 레이저 빔을 시준하는 단계; 및
    용접될 작업편(4) 상의 집중점에 집속 수단(3)에 의해 상기 시준된 레이저 빔을 집속하는 단계
    를 포함하고,
    상기 시준된 레이저 빔의 축과 소정의 각도를 이루며 진행하는 제 1 방향을 따라 상기 레이저 빔의 출력 분포를 확산하기 위해, 상기 시준된 레이저 빔이 상기 콜리메이터(2)와 상기 집속 수단(3) 사이에 배치된 단일의 광학 구성요소(5)를 통과하고, 및 상기 광학 구성요소(5)와 상기 콜리메이터(2) 사이에 배치된 단일의 이중 초점 구성요소(6)를 통과하고,
    상기 단일의 이중 초점 구성요소(6)의 축은 상기 콜리메이터(2)의 축과 평행하게 배치되고,
    상기 레이저 빔의 출력 분포는, 시준된 레이저 빔의 축에 대해 상기 광학 구성요소(5)의 주 평면을 기울임으로써, 확산될 작업편 상의 패턴에 부합되게 확산될 수 있는,
    레이저 빔에 의한 용접 방법.

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