KR20210114598A - A laser-arc hybrid welding method - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a laser-arc hybrid welding method for spring steel developed by optimizing the welding parameters and groove size of the weld joint of each layer (pass) of multi-layer welding through an orthogonal design test method. According to the present invention, the laser-arc hybrid welding method is based on the rule of influence of laser-arc coupling properties and laser-arc hybrid welding parameters.

Description

레이저 아크 하이브리드 용접 방법{A LASER-ARC HYBRID WELDING METHOD} A LASER-ARC HYBRID WELDING METHOD

본 발명은 금속, 기계, 선박, 자동차, 파이프 라인, 석유 화학, 해양 장비, 압력 용기, 군수 산업 등의 기술 분야의 스프링 강재에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접 기술에 관한 것으로, 재료 용접(연결) 기술 분야에 해당한다.The present invention relates to a laser-arc hybrid welding technology for spring steel in technical fields such as metal, machinery, ships, automobiles, pipelines, petrochemicals, marine equipment, pressure vessels, military industries, and the like, and material welding (connection) technology pertains to the field.

스프링 강은 고강도, 인성 및 우수한 종합 특성을 가지며 산업 분야에서 널리 사용된다. 잘 알려진 바와 같이, 금속 구조 재료의 광범위한 적용은 자체 성능 특성뿐만 아니라 용접 (연결) 기술의 발전에 좌우된다.Spring steel has high strength, toughness and good overall properties, and is widely used in industrial fields. As is well known, the wide application of metal structural materials depends not only on their performance characteristics, but also on advances in welding (connection) technology.

레이저 아크 하이브리드 용접(laser-arc hybrid welding)은 고품질 및 고효율의 새로운 용접 기술이다. 이것은 레이저 및 아크의 특성을 사용하여 하이브리드 용접 열원을 형성하고, 높은 에너지 밀도, 낮은 열 입력, 큰 용융 깊이, 높은 용접 속도, 작은 변형 및 높은 조립 간격 적응성의 이점을 가져서 용접 품질, 생산 효율 및 제품 품질의 개선을 촉진한다. 그리고 이 기술은 중간 두께 및 높은 두께의 용접 플레이트에서 우수한 특성을 가진다. 따라서, 레이저 아크 커플링 특성(laser-arc coupling characteristics) 및 레이저-아크 하이브리드 용접 파라미터들(laser-arc hybrid welding parameters)의 영향 규칙에 기초하여, 스프링 강을 위한 레이저-아크 하이브리드 용접 방법을 개발하는 것은 중요한 실용적 가치와 금속, 기계류, 선박, 자동차, 파이프 라인, 석유 화학, 해양 장비, 압력 용기, 군사 산업 등 분야에서 광범위한 응용 전망을 가진다.Laser-arc hybrid welding is a new welding technology with high quality and high efficiency. It uses the characteristics of laser and arc to form a hybrid welding heat source, and has the advantages of high energy density, low heat input, large melting depth, high welding speed, small deformation and high assembly gap adaptability, so as to improve welding quality, production efficiency and product quality. promote quality improvement; And this technology has excellent properties in medium- and high-thickness welded plates. Therefore, based on the rules of influence of laser-arc coupling characteristics and laser-arc hybrid welding parameters, the development of a laser-arc hybrid welding method for spring steel It has important practical value and wide application prospects in metals, machinery, ships, automobiles, pipelines, petrochemicals, marine equipment, pressure vessels, military industries, etc.

본 발명의 목적은 스프링 강을 위한 레이저-아크 하이브리드 용접 방법을 제공하는 것으로, 전통적인 용접 방법으로 스프링 강의 용접에 존재하는 문제를 해결하는 것 및 레이저-아크 커플링 효과에 기초하여 용접 열 입력, 용융 깊이 및 용융 폭, 용접 결함, 용접 점 형성, 조인트의 미세 구조 및 기계적 특성 등에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접 파라미터에 의한 영향 규칙에 대한 체계적인 연구를 수행하는 것 및 상기를 기초로 하여 직교 설계 시험 방법을 통해 다층 용접의 각 층(패스, pass)의 용접 조인트의 용접 파라미터 및 용접 그루브 크기를 최적화하는 것을 제공하는 것이다. 제1 패스 용접 조인트의 최적화 목적은 용융 깊이를 증가시키고, 부적절한 침투, 기공(air pore) 등과 같은 용접 결함을 피하고, 용접 조인트의 구조, 특성 및 후면 형성을 개선하는 것이다. 다층 용접의 후속 용접 조인트의 최적화 목적은 용접 증착량을 증가시키고, 불완전한 융합, 언더컷 등과 같은 용접 결함을 피하고, 용접 조인트의 구조, 특성 및 표면 형성을 개선하는 것이다. 용접 그루브 크기의 최적화 목적은 절단된 에지 높이 및 그루브 각도를 최적화 및 층(패스) 수의 감소, 용접 증착량 및 열 입력을 감소시킴으로써 용접 품질 및 용접 생산 효율을 개선하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a laser-arc hybrid welding method for spring steel, which solves the problems existing in the welding of spring steel with a traditional welding method, and based on the laser-arc coupling effect, welding heat input, melting To conduct a systematic study on the influence rules by laser-arc hybrid welding parameters on depth and melt width, weld defects, weld spot formation, microstructure and mechanical properties of joints, etc., and based on the above, an orthogonal design test method It is to provide for optimizing the welding parameters and welding groove size of the weld joint of each layer (pass, pass) of the multi-layer welding through. The purpose of optimizing the first pass weld joint is to increase the melt depth, avoid weld defects such as improper penetration, air pores, etc., and improve the structure, properties and backside formation of the weld joint. The purpose of optimization of the subsequent weld joint of multi-layer welding is to increase the amount of weld deposition, avoid weld defects such as incomplete fusion, undercut, etc., and improve the structure, properties and surface formation of the weld joint. The purpose of optimizing the weld groove size is to improve the weld quality and weld production efficiency by optimizing the cut edge height and groove angle and reducing the number of layers (passes), reducing the amount of weld deposition and heat input.

상기한 본 발명의 목적들은 목적들은 후술하는 기술적 방법으로 달성될 수 있다:The above objects of the present invention can be achieved by the following technical methods:

스프링 강의 레이저 아크 하이브리드 용접 방법은 다음과 같은 공정 단계를 포함한다: The laser arc hybrid welding method of spring steel includes the following process steps:

그루브 가공(groove processing): 그루브 각도는 θ = 28-32 °이고, 절단 된 에지 높이는 h = 5-8mm인 Y-형 그루브 맞대기 조인트(Y-shaped groove butt joint) 형태로 스프링 각도 조인트를 형성하고, 용접 품질 및 용접 생산 효율은 절단된 에지 높이를 증가시키고 그루브 각도를 감소시키며, 층(패스) 수, 용접 증착량 및 열 입력을 감소시킴으로써 개선되고;Groove processing: forming a spring angle joint in the form of a Y-shaped groove butt joint with the groove angle θ = 28-32 °, and the cut edge height h = 5-8 mm, , weld quality and weld production efficiency are improved by increasing the cut edge height, reducing the groove angle, and reducing the number of layers (passes), weld deposition amount and heat input;

용접 공정(Welding process): 절단 에지 간격이 a≤1.0mm, 레이저 파워 0-6kW, 디포커스 양(defocus amount) (-1) - (-3mm), 레이저 아크 거리 1-3mm, 용접 전류 230-290A 및 용접 속도 0.4 - 1.2m / min의 레이저 아크 하이브리드 다층 용접 공정을 채택하고;Welding process: cutting edge spacing a≤1.0mm, laser power 0-6kW, defocus amount (-1) - (-3mm), laser arc distance 1-3mm, welding current 230- Adopt laser arc hybrid multi-layer welding process of 290A and welding speed 0.4-1.2m/min;

H, O, N 등의 용접된 조인트에 대한 구조 및 특성에 대한 및 악영향을 방지하고, 용접된 조인트의 형성과 용접 품질을 향상시키기 위하여 레이저-아크 하이브리드 용접 동안 용접 영역을 보호하기 위해 아르곤(Ar) 가스 또는 활성 가스 (85-80 % Ar + 15-20 % CO2)를 채택한다.Argon (Ar) to protect the weld area during laser-arc hybrid welding in order to prevent adverse effects and adverse effects on the structure and properties of H, O, N, etc. on the welded joint, and to improve the formation and weld quality of the welded joint. ) gas or active gas (85-80% Ar + 15-20% CO2).

본 발명은 주로 아래의 장점을 가진다:The present invention mainly has the following advantages:

(1) 본 발명의 스프링 강용 레이저-아크 하이브리드 용접 기술은 종래의 용접 방법(수중 아크 용접, 가스 차폐 아크 용접 등)과 비교하여, 낮은 열 입력, 큰 용융 깊이, 작은 변형, 높은 용접 속도 등의 장점을 가진다. 그리고, 용접 조인트 영역, 열 영향 구역의 폭 및 유해 가스 및 연기 분진의 배출을 줄여 용접 품질을 개선하고 용접 효율을 개선하며 생산 비용을 줄이고 제품 품질을 개선하며 환경 오염을 완화시킨다.(1) The laser-arc hybrid welding technology for spring steel of the present invention has low heat input, large melting depth, small deformation, high welding speed, etc., compared with conventional welding methods (submerged arc welding, gas shielded arc welding, etc.) have an advantage And, by reducing the weld joint area, the width of the heat-affected zone and the emission of harmful gases and smoke dust, the welding quality is improved, the welding efficiency is improved, the production cost is reduced, the product quality is improved, and the environmental pollution is alleviated.

(2) 두께가 16mm 인 스프링 강판의 용접을 예로 들어 설명한다. 기존의 가스 차폐 아크 용접 방법에는 용접 조인트의 4 층(패스)이 일반적으로 필요하지만 레이저 아크 하이브리드 용접 기술은 용접 조인트의 3 층 (패스)만 필요하다. 기존의 가스 차폐 아크 용접과 비교하여 레이저 아크 하이브리드 용접은 열 입력이 30 % 감소하여 잔류 응력, 용접 변형 및 균열 발생 경향을 감소시켜 용접 품질을 향상시킨다. 용접 조인트 면적이 60 % 감소하고 용접 조인트 층(패스) 수가 3 층(패스)으로 감소하여 용접 증착 량, 연마 작업량 및 유해 가스 및 연기 분진의 배출이 크게 감소하여 용접 비용을 줄이고 환경 오염을 완화시킨다. 용접된 조인트 면적 및 열 영향 구역 폭은 각각 60 % 및 50 % 감소하며, 이는 조인트의 기계적 특성을 개선하는데 유리하다. 용접 속도가 80 % 증가하고 용접 층 (패스) 수가 감소되어 용접 생산 효율이 크게 향상된다.(2) Welding of a spring steel plate having a thickness of 16 mm will be described as an example. Conventional gas shielded arc welding methods typically require 4 layers (passes) of the weld joint, whereas laser arc hybrid welding technology requires only 3 layers (passes) of the weld joint. Compared with traditional gas shielded arc welding, laser arc hybrid welding reduces heat input by 30%, reducing residual stress, welding deformation and tendency to crack, improving welding quality. The weld joint area is reduced by 60%, and the number of weld joint layers (passes) is reduced to three layers (passes), which greatly reduces the amount of welding deposition, abrasive work, and the emission of harmful gases and smoke dust, reducing welding costs and alleviating environmental pollution. . The welded joint area and heat affected zone width are reduced by 60% and 50%, respectively, which is advantageous for improving the mechanical properties of the joint. The welding speed is increased by 80% and the number of welding layers (passes) is reduced, which greatly improves the welding production efficiency.

이하, 본 발명의 구체적인 내용 및 실시 형태를 예를 들어 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the specific content and embodiment of this invention are given and demonstrated in detail.

예 1Example 1

본 발명의 방법은 스프링 강판에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접을 수행하는데 사용되었고, 강판의 두께는 10mm이다. 조인트는 Y-형 그루브 맞대기 조인트(Y-shaped butt joint) 형태로, 그루브 각도는 θ = 32°이고, 절단된 에지 높이는 h = 5mm이다. 레이저 아크 하이브리드 용접에는 H10MnSiCuNiⅡ 용접 와이어(Φ1.2mm)와 2 층 2 패스 용접 공정이 채택 되었다. 제1 패스 용접 조인트는 다음의 용접 파라미터들로 형성되었다: 5kW의 레이저 파워, 230A의 용접 전류 및 1.2m / min의 용접 속도. 제2 패스 용접 조인트는 다음의 용접 파라미터로 형성되었다: 2kW의 레이저 파워, 230A의 용접 전류 및 0.7m / min의 용접 속도. 용접 중에 가스 흐름이 20L / min 인 80 % Ar + 20 % CO2의 보호 가스가 채택되었다. 용접 조인트는 레이저-아크 하이브리드 용접에 의해 양호하게 형성되었으며 균열, 기공(air pore), 언더컷(undercut), 부적합한 침투, 불완전한 융합 등과 같은 용접 결함이 발생하지 않았다. 조인트는 각각 평균 인장 강도, 항복 강도, 신장률 및 충격 에너지가 558.6 MPa, 409.16MPa, 22.8 % 및 70J (-20 ℃)를 가졌다. 조인트는 180°구부린 후 표면에 균열이 없었고, 조인트의 인장 파단은 금속 모재 영역에서 발생했다. 레이저-아크 하이브리드 용접 조인트의 기계적 성질은 강철 모재의 기계적 성질의 하한값보다 높았기 때문에 서비스 성 요건을 충족시켰다.The method of the present invention was used to perform laser-arc hybrid welding on a spring steel plate, and the thickness of the steel plate was 10 mm. The joint is in the form of a Y-shaped butt joint, the groove angle is θ = 32°, and the cut edge height is h = 5 mm. For laser arc hybrid welding, H10MnSiCuNiII welding wire (Φ1.2mm) and two-layer two-pass welding process were adopted. A first pass weld joint was formed with the following welding parameters: a laser power of 5 kW, a welding current of 230 A and a welding speed of 1.2 m/min. A second pass weld joint was formed with the following welding parameters: laser power of 2 kW, welding current of 230 A and welding speed of 0.7 m/min. During welding, a protective gas of 80% Ar + 20% CO2 with a gas flow of 20L/min was adopted. The weld joint was well formed by laser-arc hybrid welding and there were no welding defects such as cracks, air pores, undercuts, improper penetration, incomplete fusion, and the like. The joints had average tensile strength, yield strength, elongation, and impact energy of 558.6 MPa, 409.16 MPa, 22.8% and 70 J (-20 °C), respectively. The joint had no cracks on the surface after bending by 180°, and the tensile fracture of the joint occurred in the metal matrix area. Since the mechanical properties of the laser-arc hybrid welded joint were higher than the lower limit of the mechanical properties of the steel base material, the serviceability requirements were met.

예 2Example 2

본 발명의 방법으로 스프링 강판에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접을 수행하였고, 강판의 두께는 12mm였다. 조인트는 그루브 각도가 θ = 30°이고 절단 된 에지 높이가 h = 6mm 인 Y 형 그루브 맞대기 조인트의 형태이다. 레이저 아크 하이브리드 용접에는 NiCu1-IG 용접 와이어(Φ1.2mm)와 2 층 2 패스 용접 공정이 채택되었다. 제1 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 6kW의 레이저 파워, 230A의 용접 전류 및 1.2m / min의 용접 속도. 제2 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 2kW의 레이저 파워, 240A의 용접 전류 및 0.6m / min의 용접 속도. 용접 중에 16L / min 유량의 아르곤 가스 (Ar)의 보호 가스가 채택되었다. 용접 조인트는 레이저-아크 하이브리드 용접에 의해 양호하게 형성되었으며 용접 조인트에는 균열, 기공, 언더컷, 부적절한 침투, 불완전한 융합 등과 같은 용접 결함이 없었다. 조인트는 각각 평균 인장 강도, 항복 강도, 신장률 및 충격 에너지가 540.0MPa, 389.1MPa, 23.5 % 및 78J (-20 ℃)를 가졌다. 조인트는 180° 구부린 후 표면에 균열이 없었고, 조인트의 인장 파괴는 금속 모재 영역에서 발생했다. 레이저-아크 하이브리드 용접 조인트의 기계적 성질은 강철 기재의 기계적 성질의 하한값보다 높았기 때문에 서비스 성 요건을 충족시켰다.Laser-arc hybrid welding was performed on a spring steel sheet by the method of the present invention, and the thickness of the steel sheet was 12 mm. The joint is in the form of a Y-shaped grooved butt joint with a groove angle of θ = 30° and a cut edge height of h = 6 mm. For laser arc hybrid welding, a NiCu1-IG welding wire (Φ1.2mm) and a two-layer two-pass welding process were adopted. A first pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 6kW, welding current of 230A and welding speed of 1.2m/min. A second pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 2kW, welding current of 240A and welding speed of 0.6m/min. During welding, a protective gas of argon gas (Ar) with a flow rate of 16L/min was adopted. The weld joint was well formed by laser-arc hybrid welding, and the weld joint had no welding defects such as cracks, voids, undercuts, improper penetration, incomplete fusion, and the like. The joints had average tensile strength, yield strength, elongation, and impact energy of 540.0 MPa, 389.1 MPa, 23.5% and 78 J (-20 °C), respectively. The joint had no cracks on the surface after bending by 180°, and the tensile failure of the joint occurred in the metal matrix area. Since the mechanical properties of the laser-arc hybrid welded joint were higher than the lower limit of the mechanical properties of the steel substrate, the serviceability requirements were met.

예 3Example 3

본 발명의 방법은 스프링 강판에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접을 수행하는데 사용되었고, 강판의 두께는 16mm였다. 조인트는 그루브 각도가 θ = 30 °이고 절단된 에지 높이가 h = 7mm 인 Y 형 그루브 맞대기 조인트의 형태이다. H10MnSiCuNiⅡ 용접 와이어(Φ1.2mm) 및 3 층 3 패스 다층 용접 공정이 채택되었다. 제1 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 6kW의 레이저 파워, 240A의 용접 전류 및 1.2m / min의 용접 속도. 제2 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 2kW의 레이저 파워, 270A의 용접 전류 및 0.4m / min의 용접 속도. 제3 패스 용접 조인트는 다음의 용접 파라미터들에 의해 형성되었다. 2kW의 레이저 파워, 290A의 용접 전류 및 0.4m / min의 용접 속도. 용접 중에 유량 18L / min 인 85 % Ar + 15 % CO2의 보호 가스가 채택되었다. 용접 조인트는 레이저-아크 하이브리드 용접에 의해 양호하게 형성되었으며 균열, 기공, 언더컷, 부적절한 침투, 불완전한 융합 등과 같은 용접 결함이 없었다. 조인트의 평균 인장 강도, 항복 강도, 신장률 및 충격 에너지는 각각 515.6MPa, 382.9MPa, 21.4 % 및 56.3J (-20 ℃)이었다. 조인트는 180° 구부린 후 표면에 균열이 없었고, 조인트의 인장 파괴는 금속 모재 영역에서 발생했다. 레이저-아크 하이브리드 용접 조인트의 기계적 성질은 강철 기재의 기계적 성질의 하한값보다 높았기 때문에 서비스 성 요건을 충족시켰다.The method of the present invention was used to perform laser-arc hybrid welding on a spring steel plate, and the thickness of the steel plate was 16 mm. The joint is in the form of a Y-shaped groove butt joint with a groove angle of θ = 30° and a cut edge height of h = 7 mm. H10MnSiCuNiII welding wire (Φ1.2mm) and three-layer three-pass multi-layer welding process were adopted. A first pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 6kW, welding current of 240A and welding speed of 1.2m/min. A second pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 2kW, welding current of 270A and welding speed of 0.4m/min. A third pass weld joint was formed by the following welding parameters. Laser power of 2kW, welding current of 290A and welding speed of 0.4m/min. During welding, a protective gas of 85% Ar + 15% CO2 with a flow rate of 18L/min was adopted. The weld joint was well formed by laser-arc hybrid welding and there were no welding defects such as cracks, pores, undercuts, improper penetration, incomplete fusion, and the like. The average tensile strength, yield strength, elongation, and impact energy of the joint were 515.6 MPa, 382.9 MPa, 21.4% and 56.3 J (-20 °C), respectively. The joint had no cracks on the surface after bending by 180°, and the tensile failure of the joint occurred in the metal matrix area. Since the mechanical properties of the laser-arc hybrid welded joint were higher than the lower limit of the mechanical properties of the steel substrate, the serviceability requirements were met.

예 4Example 4

본 발명의 방법은 스프링 강판에 대한 레이저-아크 하이브리드 용접을 수행하는데 사용되었고, 강판의 두께는 20mm였다. 조인트는 그루브 각도가 θ = 28°이고 절단된 에지 높이가 h = 8mm 인 Y 형 그루브 맞대기 조인트의 형태이다. 1-IG 용접 와이어(Φ1.2mm) 및 4 층 4 패스 다층 용접 공정이 채택되었다. 제1 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 6kW의 레이저 파워, 240A의 용접 전류 및 1.0m / min의 용접 속도. 제2 패스 용접 조인트는 아래의 용접 파라미터들로 형성되었다. 2kW의 레이저 파워, 270A의 용접 전류 및 0.6m / min의 용접 속도. 제3 패스 용접 조인트는 다음의 용접 파라미터들에 의해 형성되었다. 2kW의 레이저 파워, 290A의 용접 전류 및 0.4m / min의 용접 속도. 제4 패스 용접 조인트는 다음의 용접 파라미터들에 의해 형성되었다. 270A의 용접 전류 및 0.4m / min의 용접 속도. 용접 중에 유량 20L / min 인 아르곤(Ar)의 보호 가스가 채택되었다. 용접 조인트는 레이저-아크 하이브리드 용접에 의해 양호하게 형성되었으며 균열, 기공, 언더컷, 부적절한 침투, 불완전한 융합 등과 같은 용접 결함이 없었다. 조인트의 평균 인장 강도, 항복 강도, 신장률 및 충격 에너지는 각각 498.8MPa, 379.9MPa, 20.4 % 및 65.2J (-20 ℃)이었다. 조인트는 180 °구부린 후 표면에 균열이 없었고, 조인트의 인장 파괴는 금속 모재 영역에서 발생했다. 레이저-아크 하이브리드 용접 조인트의 기계적 성질은 강철 기재의 기계적 성질의 하한값보다 높았기 때문에 서비스 성 요건을 충족시켰다.The method of the present invention was used to perform laser-arc hybrid welding on a spring steel plate, and the thickness of the steel plate was 20 mm. The joint is in the form of a Y-shaped groove butt joint with a groove angle of θ = 28° and a cut edge height of h = 8 mm. 1-IG welding wire (Φ1.2mm) and 4-layer 4-pass multi-layer welding process were adopted. A first pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 6kW, welding current of 240A and welding speed of 1.0m/min. A second pass weld joint was formed with the following welding parameters. Laser power of 2kW, welding current of 270A and welding speed of 0.6m/min. A third pass weld joint was formed by the following welding parameters. Laser power of 2kW, welding current of 290A and welding speed of 0.4m/min. A fourth pass weld joint was formed by the following welding parameters. Welding current of 270A and welding speed of 0.4m/min. During welding, a protective gas of argon (Ar) with a flow rate of 20 L/min was adopted. The weld joint was well formed by laser-arc hybrid welding, and there were no welding defects such as cracks, porosity, undercuts, improper penetration, incomplete fusion, and the like. The average tensile strength, yield strength, elongation, and impact energy of the joint were 498.8 MPa, 379.9 MPa, 20.4% and 65.2 J (-20 °C), respectively. The joint had no cracks on the surface after bending by 180°, and the tensile failure of the joint occurred in the metal matrix region. Since the mechanical properties of the laser-arc hybrid welded joint were higher than the lower limit of the mechanical properties of the steel substrate, the serviceability requirements were met.

Claims (5)

스프링 강에 대한 레이저 아크 하이브리드 용접방법으로, 상기 방법은:
스프링 강에 θ=28-32°, 및 절단된 에지의 높이는 5-8mm 인 Y형 그루브 맞대기 조인트(Y-shaped groove butt joint)를 형성하는 단계;
절단 모서리 간격이 a≤1.0mm, 레이저 파워 0-6kW, 디포커스 양 (-1) - (-3mm), 레이저 아크 거리 1-3mm, 용접 전류 230-290A 및 용접 속도 0.4-1.2m / min으로 레이저 아크 하이브리드 다층 용접 공정을 채택하는 단계; 및
레이저 아크 하이브리드 용접 동안 용접 영역을 보호하기 위해 아르곤(Ar) 가스 또는 85-80 % Ar + 15-20 % CO2의 활성 가스를 채택하는 단계를 포함하는 레이저 아크 하이브리드 용접 방법.A laser arc hybrid welding method for spring steel, the method comprising:
forming a Y-shaped groove butt joint with θ=28-32° in spring steel, and the height of the cut edge is 5-8 mm;
Cutting edge spacing a≤1.0mm, laser power 0-6kW, defocus amount (-1)-(-3mm), laser arc distance 1-3mm, welding current 230-290A and welding speed 0.4-1.2m/min Adopting a laser arc hybrid multi-layer welding process; and
A laser arc hybrid welding method comprising the step of employing an active gas of argon (Ar) gas or 85-80% Ar + 15-20% CO2 to protect the welding area during laser arc hybrid welding. 제1항에 있어서,
상기 다층 용접의 용접된 제1 패스 조인트는 레이저 파워 4-6kW, 용접 전류 230-250A 및 용접 속도 0.8-1.2m/min의 용접 파라미터로 형성되고,
상기 다층 용접의 상기 용접된 후속 조인트들은 0-2kW의 레이저 파워, 230-290 A의 용접 전류 및 0.4-0.7m/min의 용접 파라미터로 형성되는 레이저 아크 하이브리드 용접 방법.According to claim 1,
The welded first pass joint of the multilayer welding is formed with a welding parameter of a laser power of 4-6kW, a welding current of 230-250A and a welding speed of 0.8-1.2m/min,
wherein the welded subsequent joints of the multilayer welding are formed with a laser power of 0-2 kW, a welding current of 230-290 A and a welding parameter of 0.4-0.7 m/min. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 강은 판 두께(plate thickness) 10mm를 가지고;
상기 조인트는 그루브 각 θ=32° 및 절단 에지 높이는 5mm인 Y 형태 그루브 맞대기 조인트이고;
Φ1.2mm의 H10MnSiCuNiⅡ 용접 와이어 및 2층 2패스 용접 공정이 상기 레이저 아크 하이브리드 용접에 채택되고;
용접된 제1 패스 조인트는 레이저 파워 5kW, 용접 전류 230A 및 용접 속도 1.2m/min의 용접 파라미터로 형성되고;
용접된 제1 패스 조인트는 레이저 파워 2kW, 용접 전류 230A 및 용접 속도 0.7m/min의 용접 파라미터로 형성되며; 그리고
용접 중 가스 유량이 20L / min 인 80 % Ar + 20 % CO2의 보호 가스가 채택되는 레이저 아크 하이브리드 용접 방법.3. The method of any one of claims 1 and 2,
the spring steel has a plate thickness of 10 mm;
the joint is a Y-shaped groove butt joint with a groove angle θ=32° and a cutting edge height of 5 mm;
H10MnSiCuNiII welding wire of Φ1.2mm and two-layer two-pass welding process are adopted for the laser arc hybrid welding;
The welded first pass joint was formed with welding parameters of a laser power of 5 kW, a welding current of 230 A and a welding speed of 1.2 m/min;
The welded first pass joint was formed with a welding parameter of a laser power of 2 kW, a welding current of 230 A and a welding speed of 0.7 m/min; and
A laser arc hybrid welding method in which a shielding gas of 80% Ar + 20% CO2 with a gas flow rate of 20L/min during welding is adopted. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 강은 판 두께(plate thickness) 12mm를 가지고;
상기 조인트는 그루브 각 θ=30° 및 절단 에지 높이는 6mm인 Y 형태 그루브 맞대기 조인트이고;
Φ1.2mm의 NiCu1-IG 용접 와이어와 2 층 2 패스 용접 공정이 채택되고;
용접된 제1 패스 조인트는 레이저 파워 6kW, 용접 전류 230A 및 용접 속도 1.2m/min의 용접 파라미터로 형성되고;
용접된 제2 패스 조인트는 레이저 파워 2kW, 용접 전류 240A 및 용접 속도 0.6/min의 용접 파라미터로 형성되며; 그리고
용접 중 가스 유량이 16/ min 인 아르곤(Ar) 보호 가스가 채택되는 레이저 아크 하이브리드 용접 방법.3. The method of any one of claims 1 and 2,
the spring steel has a plate thickness of 12 mm;
The joint is a Y-shaped groove butt joint with a groove angle θ=30° and a cutting edge height of 6 mm;
NiCu1-IG welding wire of Φ1.2mm and two-layer two-pass welding process are adopted;
The welded first pass joint was formed with welding parameters of a laser power of 6kW, a welding current of 230A and a welding speed of 1.2m/min;
The welded second pass joint is formed with welding parameters of laser power of 2 kW, welding current of 240 A and welding speed of 0.6/min; and
A laser arc hybrid welding method in which an argon (Ar) shielding gas with a gas flow rate of 16/min during welding is employed. 제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스프링 강은 판 두께(plate thickness) 16mm를 가지고;
상기 조인트는 그루브 각 θ=30° 및 절단 에지 높이는 7mm인 Y 형태 그루브 맞대기 조인트이고;
Φ1.2mm의 H10MnSiCuNiⅡ 용접 와이어와 3 층 3 패스 용접 공정이 채택되고;
용접된 제1 패스 조인트는 레이저 파워 6kW, 용접 전류 240A 및 용접 속도 1.2m/min의 용접 파라미터로 형성되고;
용접된 제2 패스 조인트는 레이저 파워 2kW, 용접 전류 270A 및 용접 속도 0.4/min의 용접 파라미터로 형성되며;
용접된 제3 패스 조인트는 레이저 파워 2kW, 용접 전류 290A 및 용접 속도 0.4/min의 용접 파라미터로 형성되며; 그리고
용접 중 가스 유량이 18L/ min 인 85% Ar+15% CO2 보호 가스가 채택되는 레이저 아크 하이브리드 용접 방법.

3. The method of any one of claims 1 and 2,
the spring steel has a plate thickness of 16 mm;
The joint is a Y-shaped groove butt joint with a groove angle θ=30° and a cutting edge height of 7 mm;
H10MnSiCuNiII welding wire of Φ1.2mm and three-layer three-pass welding process are adopted;
The welded first pass joint was formed with welding parameters of a laser power of 6kW, a welding current of 240A, and a welding speed of 1.2m/min;
The welded second pass joint was formed with a welding parameter of a laser power of 2 kW, a welding current of 270 A and a welding speed of 0.4/min;
The welded third pass joint was formed with welding parameters of laser power of 2kW, welding current of 290A and welding speed of 0.4/min; and
Laser arc hybrid welding method in which 85% Ar+15% CO2 shielding gas with a gas flow rate of 18 L/min during welding is adopted.