KR20160077382A - Laser Welding Device and Welding Method of Thin Plate Using Laser Welding Device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다양한 두께의 강판을 용접할 수 있는 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법을 제공하는 것으로 일실시예로서 레이저를 통하여, 두 부재를 용접하는 레이저 용접 장치이며, 레이저 빔을 생성하는 레이저 발생부; 및 상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되며, 레이저 빔의 일부를 반사시킴으로써 레이저 빔의 직경을 감소시키는 마스킹부; 를 포함하는 레이저 용접 장치를 제공한다. The present invention provides a laser welding apparatus capable of welding a steel sheet of various thicknesses and a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus. In one embodiment, a laser welding apparatus for welding two members through a laser, A laser generator for generating a laser beam; And a masking portion disposed on a path of the laser beam and reducing a diameter of the laser beam by reflecting a part of the laser beam; And a laser welding apparatus.

Description

레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법{Laser Welding Device and Welding Method of Thin Plate Using Laser Welding Device}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a laser welding apparatus and a method for welding a thin plate with a laser welding apparatus,

본 발명은 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법에 대한 것으로, 다양한 두께의 강판의 용접이 가능한 레이어 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a laser welding apparatus and a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus, and more particularly, to a layer welding apparatus capable of welding a steel plate of various thicknesses and a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus.

레이저 용접 장치는 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 특히, 코일로 권취된 강판을 풀어낸 후 연결하여 압연 등의 추가 공정을 수행하는데 사용되고 있다. The laser welding apparatus is used in various fields, and in particular, is used for unrolling a steel sheet wound by a coil and then performing an additional process such as rolling.

도 1 에는 종래의 레이저 용접 장치가 도시되어 있다. 도 1 에서 보이듯이, 종래의 용접 장치는 레이저 발생부(10)로부터 생성된 레이저 빔은 반사 거울(20)에서 반사되며 집광렌즈(30)을 통과하면서 소정의 집광경(D)으로 모여서 레이저 노즐(40)을 통과하여 소재(S)에 조사된다. 1 shows a conventional laser welding apparatus. 1, in the conventional welding apparatus, the laser beam generated from the laser generation unit 10 is reflected by the reflection mirror 20, passes through the condenser lens 30, is gathered in a predetermined focusing mirror D, 40 to be irradiated on the work S.

소재의 두께와 레이저 빔의 집광빔 직경은 양호한 용접부 형성에 있어서 상관관계가 있다. 즉, 소재의 두께가 얇을수록 레이저 빔의 집광빔 직경은 작아야하며, 가공 시에 소재 내부에 형성되는 레이저 키 홀의 직경이 두께보다 커서는 안된다. The thickness of the material and the diameter of the beam of condensation beam of the laser beam are correlated in forming good welds. That is, the thinner the thickness of the material, the smaller the diameter of the light beam of the laser beam, and the diameter of the laser keyhole formed in the material during processing should not be larger than the thickness.

레이저 제조사에서 만들어진 레이저의 발진기는 대체적으로 출력이 높을 수록 집광경이 높아지는 경향이 있으며, 통상 5kW 정도의 레이저 출력이라면 0.5~0.6mm 의 집광경을 가지고 있다. 이러한 집광경은 소재 두께가 0.6mm 이하에서 불량을 발생시키는 원인이 된다. 따라서, 0.6mm 이하 두께의 소재는 레이저 집광경이 적어도 0.6mm 이하가 되어야 양호한 용접이 가능하다.
Generally, a laser oscillator made by a laser manufacturer tends to have a higher condenser diameter as the output is higher. A laser output of about 5 kW typically has a condenser diameter of 0.5 to 0.6 mm. Such a condensing lens causes defects when the material thickness is 0.6 mm or less. Therefore, a material having a thickness of 0.6 mm or less can be welded satisfactorily when the laser condensing lens is at least 0.6 mm or less.

본 발명은 다양한 두께의 강판을 용접할 수 있는 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a laser welding apparatus capable of welding a steel sheet of various thicknesses and a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 레이저 용접 장치 및 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법을 제공한다. The present invention provides a laser welding apparatus and a laser welding apparatus for welding a thin plate to achieve the above objects.

본 발명은 일실시예로서 레이저를 통하여, 두 부재를 용접하는 레이저 용접 장치이며, 레이저 빔을 생성하는 레이저 발생부; 및 상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되며, 레이저 빔의 일부를 반사시킴으로써 레이저 빔의 직경을 감소시키는 마스킹부; 를 포함하는 레이저 용접 장치를 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a laser welding apparatus for welding two members through a laser, comprising: a laser generator for generating a laser beam; And a masking portion disposed on a path of the laser beam and reducing a diameter of the laser beam by reflecting a part of the laser beam; And a laser welding apparatus.

본 발명의 일실시예는 반사된 레이저 빔을 감쇄시키도록 마스킹부에 인접하여 배치되는 감쇄부를 더 포함할 수도 있다. One embodiment of the present invention may further include an attenuator disposed adjacent to the masking portion to attenuate the reflected laser beam.

본 발명에서 상기 레이저 빔의 경로상에는 집광 렌즈가 배치되며, 상기 마스킹부는 상기 집광 렌즈를 통과한 레이저 빔이 통과하도록 배치될 수 있다. In the present invention, a condenser lens is disposed on the path of the laser beam, and the masking unit may be arranged to pass the laser beam passing through the condenser lens.

본 발명에서 상기 레이저 빔은 평행빔이며, 상기 집광 렌즈와 상기 레이저 발생부 사이에 반사 거울이 배치될 수 있다. In the present invention, the laser beam is a parallel beam, and a reflection mirror may be disposed between the condenser lens and the laser generating unit.

본 발명에서 상기 마스킹부는 레이져 노즐의 상부에 부착되며, 상기 감쇄부는 상기 마스킹부를 감싸며 배치될 수 있다. In the present invention, the masking portion is attached to the upper portion of the laser nozzle, and the attenuation portion is disposed to surround the masking portion.

또, 상기 감쇄부는 평면상에서 상기 마스킹부를 둘러싸되, 일부분은 개방되어 반사된 레이저 빔이 일 방향으로만 나오도록 구성될 수 있다. In addition, the attenuator may be configured such that the masking portion is surrounded on a plane, and a portion of the laser beam is opened so that the reflected laser beam exits only in one direction.

또한, 상기 마스킹부는 상기 레이저 노즐에 연결되는 연결부와 상기 연결부로부터 연장형성된 본체부; 상기 본체부의 단부에 형성된 마스킹면을 포함하며, 상기 본체부와 마스킹면에는 관통홀이 형성되어 상기 레이저빔이 통과하되, 상기 마스킹면의 관통홀의 직경은 상기 마스킹부를 통과하는 레이저 빔보다 작은 직경을 가질 수 있다. The masking portion may include a connecting portion connected to the laser nozzle and a main body extending from the connecting portion. Wherein a through hole is formed in the main body and the masking surface to allow the laser beam to pass therethrough and the diameter of the through hole of the masking surface is smaller than the diameter of the laser beam passing through the masking portion Lt; / RTI >

이때, 상기 본체부에는 반경방향으로 복수 개의 기체통과홀이 형성될 수 있다. At this time, a plurality of gas passing holes may be formed in the body portion in the radial direction.

또, 상기 마스킹면은 상기 레이저 빔의 조사 방향에 대하여 경사진 경사면으로 구성될 수 있다. The masking surface may be inclined with respect to the irradiation direction of the laser beam.

본 발명에서 상기 감쇄부는 구멍이 형성되어 있는 내면과 상기 내면으로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되는 외면을 포함하여 구성될 수 있다.In the present invention, the attenuator may include an inner surface having a hole formed therein and an outer surface spaced radially outward from the inner surface.

본 발명은 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법으로, 레이져 노즐의 상부에 레이저 빔의 직경보다 작은 관통홀을 가지는 마스킹부를 부착하여, 레이저 빔의 일부를 외부로 반사시켜 레이저 빔의 직경을 감소시키는 차단 단계; 상기 차단 단계에서 반사된 레이저 빔을 감쇄시키거나 레이저광을 흡수하게하는 감쇄단계; 및 직경이 감소된 레이저 빔으로 두 부재를 용접하는 용접 단계;를 포함하는 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법을 제공한다. The present invention relates to a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus, wherein a masking portion having a through hole smaller than the diameter of the laser beam is attached to the upper portion of the laser nozzle, and a part of the laser beam is reflected to the outside to reduce the diameter of the laser beam Blocking step; An attenuation step of attenuating or absorbing the laser beam reflected by the blocking step; And a welding step of welding the two members with a laser beam whose diameter is reduced. The present invention also provides a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus.

본 발명에서 상기 감쇄단계는 레이저 빔의 일부는 감쇄시키며 동시에 일부는 흡수 부재를 통하여 흡수할 수 있다.
In the present invention, the attenuation step attenuates a part of the laser beam, and at the same time, a part of the laser beam can be absorbed through the absorptive member.

본 발명은 정해진 집광경을 가지는 레이저 용접 장치로 다양한 두께의 강판을 용접할 수 있으며, 특히 집광경 이하의 박판을 용접하는 방법을 제공할 수 있다.
According to the present invention, it is possible to weld a steel plate having various thicknesses by using a laser welding apparatus having a predetermined focusing mirror, and in particular, to provide a method of welding a thin plate having a diameter equal to or smaller than a collecting mirror.

도 1 은 종래의 레이저 용접 장치의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 레이저 용접 장치의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 레이저 용접 장치의 레이저 노즐 및 마스킹부의 사시도이다.
도 4a 및 b는 본 발명의 레이저 용접 장치의 마스킹부의 평면도 및 수직 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 레이저 용접 장치의 감쇄부의 사시도이다.
도 6 은 본 발명의 레이저 용접 장치에서 감쇄부가 장착된 마스킹부의 수평 단면도이다.
도 7 은 본 발명의 레이저 용접 장치에서 감쇄부가 장착된 마스킹부의 수직 부분 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 레이저 용접 장치에서 마스킹부에서 반사된 레이저 빔이 감쇄 및 반사되는 모습을 도시한 개략도이다. 1 is a schematic view of a conventional laser welding apparatus.
2 is a schematic view of the laser welding apparatus of the present invention.
3 is a perspective view of a laser nozzle and a masking portion of the laser welding apparatus of the present invention.
4A and 4B are a top view and a vertical cross-sectional view of the masking portion of the laser welding apparatus of the present invention.
5 is a perspective view of an attenuator of the laser welding apparatus of the present invention.
6 is a horizontal sectional view of a masking part equipped with an attenuation part in the laser welding apparatus of the present invention.
7 is a vertical cross-sectional view of a masking portion equipped with an attenuation portion in the laser welding apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing a state in which a laser beam reflected by a masking part in the laser welding apparatus of the present invention is attenuated and reflected. FIG.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예를 중심으로 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 에는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 용접 장치의 개략도가 도시되어 있다. 2 is a schematic diagram of a laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2 에서 보이듯이, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 용접 장치는 레이저 발생부(10), 레이저 발생부(10)에서 수평하게 발생된 레이저를 반사하는 반사 거울(20), 레이저 빔을 모으는 집광렌즈(30) 및 빔의 경로 상에 배치되어 집광렌즈(30)에 의해서 모인 레이저 빔이 레이저 노즐(40)을 통과한 후 소재(S)로 조사된다는 점에서는 종래의 레이저 용접 장치와 동일하다. 2, the laser welding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a laser generating unit 10, a reflecting mirror 20 that reflects a laser generated horizontally in the laser generating unit 10, Is the same as that of the conventional laser welding apparatus in that the laser beam collected by the collecting lens 30 and the beam path and collected by the collecting lens 30 is irradiated to the work S after passing through the laser nozzle 40 .

하지만, 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 용접 장치는 레이저 노즐(40)의 상부에서 상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되어 집광렌즈를 통과하여 모이는 레이저 빔의 일부를 반사하는 마스킹부(100)와 마스킹부(100)에서 반사된 레이저 빔을 감쇠시키도록 마스킹부(100)에 인접하여 배치되는 감쇄부(200)를 더 포함한다.
However, the laser welding apparatus according to one embodiment of the present invention includes a masking unit 100 disposed on the path of the laser beam at the upper portion of the laser nozzle 40 and reflecting a part of the laser beam passing through the condensing lens, And an attenuation unit 200 disposed adjacent to the masking unit 100 to attenuate the laser beam reflected by the masking unit 100. [

레이저 빔을 축소하기 위해서는 통상적으로 광학시스템을 변경한다. 즉 집광 렌즈(30)의 집광 거리가 보다 짧은 렌즈로 교체를 하면 레이저 빔의 집광경(D; 도 1 참고)이 작아진다. 또는 레이저 발생부(10)에서 나오는 평행빔의 직경을 크게 하게 되면 집광경이 작아진다. 이러한 2가지의 방법은 실제 생산 현장에서 몇 가지 문제를 가지고 있다. To reduce the laser beam, the optical system is usually changed. That is, if the condensing lens 30 is replaced with a lens having a shorter condensing distance, the condensing mirror D (see FIG. 1) of the laser beam becomes smaller. Or if the diameter of the parallel beam emerging from the laser generating part 10 is increased, the focusing mirror becomes smaller. These two methods have some problems in actual production sites.

첫 번째 문제가 집광 거리가 짧아 지면 작업 거리가 변경이 되어 가공소재의 위치를 바꾸거나 집광렌즈(30)가 들어가 있는 레이저 헤드의 위치를 바꾸어야 하는데 이때 위치 정밀도가 저하되어 소재(S)의 용접부 형상이 달라지는 문제가 있다. 따라서 생산 현장에서는 가능한 한 위치 변경을 기피하는 경향이 있다. If the first problem is that the focusing distance is shortened, the working distance is changed to change the position of the workpiece or the position of the laser head in which the focusing lens 30 is inserted. In this case, There is a different problem. Therefore, there is a tendency to avoid position changes as much as possible on the production floor.

두 번째 문제는 레이저 발생부(10)에서 나오는 평행빔을 크게 하게 하기 위해서 광학 미러 등을 재조정 하여야 하는데 역시 정밀도의 재현성이 나빠진다. The second problem is that the optical mirror or the like must be readjusted in order to enlarge the parallel beam emitted from the laser generator 10, but the reproducibility of the accuracy is also poor.

본 발명은 기존에 정확하게 장착이 된 광학시스템을 재조정하지 않고 집광빔을 작게 하는 방법을 제안하고 있으며, 이는 마스킹부(100)에 의해서 전송되는 레이저 빔을 중간에 마스킹(Masking)하여 레이저 빔의 직경을 강제적으로 줄일 수 있다. The present invention proposes a method of reducing a condensed beam without rearranging an optical system that has been correctly mounted. This is achieved by masking a laser beam transmitted by the masking unit 100 in the middle, Can be forcibly reduced.

또한, 레이저 빔의 전송 도중에 마스킹부(100)를 활용하여 집광경 직경을 줄이기 위하여는 집광 렌즈(30)를 통과한 빔이 마스킹부(100)를 통과하게 하는 것이 가장 효과적이다. 만일 소재(S)에 가까운 위치라고 한다면 레이저 빔이 상당히 집광된 상태이기 때문에 에너지 밀도가 높다. 따라서 마스킹면(110; 도 3 내지 4 에서 후술함)에 손상이 될 우려가 있다. 반대로 집광렌즈(30)에 가까운 위치라고 한다면 마스킹면(110)에서 반사된 레이저 빔이 집광 렌즈(30)를 역으로 전송되어 레이저 발생부(10) 내부로 들어갈 수 있으며, 만일 레이저 발생부 내부로 반사광이 들어가는 경우, 반사광에 의해서 레이저 발생부가 손상될 우려가 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 도 2 에 도시된 바와 같이 레이저 노즐(40)의 상측에 소정의 길이를 가지는 본체부(120; 도 3 및 4 에서 후술함)를 포함하는 마스킹부(100)를 배치한다.
In order to reduce the diameter of the condensing mirror by using the masking unit 100 during the transmission of the laser beam, it is most effective that the beam passing through the condensing lens 30 passes through the masking unit 100. If the position is close to the material S, the energy density is high since the laser beam is in a highly condensed state. Therefore, the masking surface 110 (described later in Figs. 3 to 4) may be damaged. Conversely, if the position is close to the condenser lens 30, the laser beam reflected from the masking surface 110 may be transmitted back to the condenser lens 30 to enter the laser generator 10, In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the main body 120 having a predetermined length on the upper side of the laser nozzle 40 3 and 4) is disposed on the masking portion 100. The masking portion 100 is a masking portion.

도 3 에는 본 발명의 레이저 용접 장치의 레이저 노즐(40) 및 마스킹부(100)의 사시도가 도시되어 있으며, 도 4a 및 b 에는 본 발명의 레이저 용접 장치의 마스킹부(100)의 평면도 및 수직 단면도가 도시되어 있다. 3 is a perspective view of a laser nozzle 40 and a masking portion 100 of the laser welding apparatus of the present invention. Figs. 4a and 4b are a plan view and a vertical section of the masking portion 100 of the laser welding apparatus of the present invention Are shown.

본 발명의 마스킹부(100)는 상기 레이저 노즐(40)에 연결되는 연결부(140)와 상기 연결부(140)로부터 연장형성된 본체부(120); 상기 본체부(120)의 단부에 형성된 마스킹면(110)을 포함하며, 상기 본체부(120)와 마스킹면(110)에는 관통홀(111, 121)이 형성되어 상기 레이저 빔이 통과하되, 상기 마스킹면(110)의 관통홀(111)의 직경(L)은 상기 마스킹부(100)를 통과하는 레이저 빔보다 작은 직경을 가진다. The masking part 100 of the present invention includes a connection part 140 connected to the laser nozzle 40 and a body part 120 extending from the connection part 140; And a masking surface 110 formed at an end of the main body 120. Through holes 111 and 121 are formed in the main body 120 and the masking surface 110 to allow the laser beam to pass therethrough, The diameter L of the through-hole 111 of the masking surface 110 is smaller than the diameter of the laser beam passing through the masking portion 100.

연결부(140)는 본체부(120)의 레이저 노즐(40)측 단부에 4면으로 연장하여 레이저 노즐(40)과 연결되는데, 레이저 노즐(40)과 연결될 수 있다면, 다른 구성을 가지는 것도 가능하다. 본체부(120)는 레이저 노즐(40)의 상부에서 상기 마스킹면(110)의 위치를 이격시키도록 소정의 길이로 연장하며, 내부에는 레이저 빔이 통과할 수 있는 관통홀(121)이 형성되어 있으며, 반경 방향으로는 기체통과홀(125)이 형성되어 있다. The connecting portion 140 is connected to the laser nozzle 40 at four sides on the side of the laser nozzle 40 of the main body 120 and can be connected to the laser nozzle 40 . The main body 120 is extended to a predetermined length so as to separate the position of the masking surface 110 from the upper portion of the laser nozzle 40 and has a through hole 121 through which a laser beam can pass, And a gas passage hole 125 is formed in the radial direction.

반경 방향으로의 기체통과홀(125)이 형성되어 있어서, 레이저 조사 시의 불활성 가스가 잘 통할 수 있다. 또한, 본체부(120)의 길이는 레이저 빔의 마스킹 정도를 결정하는 것으로 집광 렌즈(30)를 통과하여 모이는 레이저 빔의 중간에 마스킹부(100)이 위치하고 있으므로, 본체부(120)의 길이가 길어질수록 더 많은 레이저 빔이 마스킹되므로, 더 작은 집광경(d; 도 2 참고)을 얻을 수 있다. The gas passage holes 125 in the radial direction are formed, so that the inert gas at the time of laser irradiation can be easily conducted. The length of the main body part 120 determines the degree of masking of the laser beam. Since the masking part 100 is located in the middle of the laser beam passing through the condenser lens 30, The longer the laser beam is masked, the smaller the focusing mirror d (see FIG. 2) can be obtained.

마스킹면(110)은 본체부(120)에서 집광 렌즈(30)측 단부에 형성되어 있으며, 소정의 경사각을 가지는 경사면으로 형성되며, 상기 마스킹부(100)를 통과하는 레이저 빔보다 작은 직경을 가지는 관통홀(111)이 형성되어 있어서, 통과하는 레이저 빔의 일부는 경사면으로 형성된 마스킹면(110)에 의해서 외측으로 반사된다. 마스킹부의 재질은 레이저 빔에 대한 반사율이 높은 소재, 예를 들면 동을 사용하여야 한다.
The masking surface 110 is formed at an end of the main body 120 on the side of the condenser lens 30 and is formed as an inclined surface having a predetermined inclination angle. The masking surface 110 has a smaller diameter than the laser beam passing through the masking portion 100 A through hole 111 is formed so that a part of the passing laser beam is reflected to the outside by the masking surface 110 formed of the inclined surface. The material of the masking part should be a material with high reflectance for the laser beam, for example copper.

도 5 에는 본 발명의 레이저 용접 장치의 감쇄부(200)의 사시도가 도시되어 있으며, 도 6 에는 본 발명의 레이저 용접 장치에서 감쇄부(200)가 장착된 마스킹부(100)의 수평 단면도가 도시되어 있으며, 도 7 에는 본 발명의 레이저 용접 장치에서 감쇄부(200)가 장착된 마스킹부(100)의 수직 부분 단면도가 도시되어 있다. FIG. 5 is a perspective view of the attenuator 200 of the laser welding apparatus of the present invention. FIG. 6 is a horizontal sectional view of the masking unit 100 in which the attenuator 200 is mounted in the laser welding apparatus of the present invention. And FIG. 7 is a vertical cross-sectional view of a masking part 100 on which the attenuator 200 is mounted in the laser welding apparatus of the present invention.

감쇄부(200)는 레이저 빔의 일부가 통과하도록 구멍(232)이 형성되어 있는 내면(231)과 상기 내면으로부터 레이저 빔의 경로를 중심축으로 봤을 때 반경방향 외측으로 이격 배치되는 외면(235)을 포함하는 본체부(230); 본체부 상측 및 하측에서 상기 내면(231) 및 외면(235)를 커버하는 상부커버(210)와 하부커버(220); 상기 본체부(230)의 내면(231) 및 외면(235)의 측면을 커버하는 측면커버(260)를 포함하며, 각 커버에는 본체부(230)와의 결합을 위한 결합수단(211, 221, 261)이 구비된다. The attenuation unit 200 includes an inner surface 231 having a hole 232 formed therein to allow a part of the laser beam to pass therethrough and an outer surface 235 spaced radially outwardly from the inner surface of the laser beam, A main body portion 230 including a main body portion 230; An upper cover 210 and a lower cover 220 covering the inner surface 231 and the outer surface 235 on the upper and lower sides of the main body portion; 221 and 261 for coupling with the main body 230. The main body 230 includes a side cover 260 covering the side surfaces of the inner surface 231 and the outer surface 235 of the main body 230, .

또한, 하부커버(220)에는 상기 마스킹부(100)와 연결을 위하여 볼트 형식으로 구현된 마스킹 연결부(240)가 구비된다. 마스킹 연결부(240)는 상기 마스킹부(100)를 중심으로 양측에 하나씩 구비되어, 감쇄부(200)의 하면이 마스킹부(100)의 적어도 마스킹면(111)보다 낮은 위치에 위치하도록 마스킹부(100)와 감쇄부(200)를 정렬하게 한다. In addition, the lower cover 220 is provided with a masking connection part 240, which is implemented in the form of a bolt for connection with the masking part 100. The masking connection portions 240 are provided on both sides of the masking portion 100 so that the lower surface of the masking portion 200 is located at a position lower than at least the masking surface 111 of the masking portion 100, 100 and the attenuator 200 are aligned with each other.

한편, 도 6 에서 보이듯이, 감쇄부(200)의 본체부(230)는 레이저 빔의 경로 중심을 기준으로 일부가 개방된 개방부(250)를 가지는 원호형으로 구성된다. 즉, 상기 마스킹부(100)에서 반사된 레이저 빔의 전부가 감쇄부(200)에서 반사되는 것은 아니며, 일부는 감쇄부(200)로 향하고 일부는 레이저 빔에 노출되더라도 문제가 없는 흡수부(300; 도 8참고)로 향하며, 감쇄부(200)로 향한 레이저 빔도 감쇄부(200)에서 감쇄되거나 반사에 의해서 흡수부(300; 도 8 참고)로 향하게 된다. 감쇄부(200)의 본체부(230)가 형성하는 원호는 대략 270도 정도이나, 이에 제한되는 것은 아니며, 흡수부(300; 도 8 참고)의 영역에 따라서 달라질 수 있다.
6, the main body 230 of the attenuator 200 is formed in an arc shape having an opening 250 partially opened with respect to the path center of the laser beam. That is, not all of the laser beam reflected from the masking unit 100 is reflected by the attenuator 200, and some of the laser beam is directed to the attenuator 200 and partially exposed to the laser beam, (See FIG. 8), and the laser beam directed toward the attenuator 200 is also attenuated in the attenuator 200 or reflected by the absorber 300 (see FIG. 8). The arc formed by the body portion 230 of the attenuation portion 200 is approximately 270 degrees, but the present invention is not limited thereto and may vary depending on the region of the absorption portion 300 (see FIG. 8).

도 8 에는 본 발명의 레이저 용접 장치에서 마스킹부에서 반사된 레이저 빔이 감쇄 및 반사되는 모습을 도시한 개략도가 도시되어 있다. FIG. 8 is a schematic view showing a state in which a laser beam reflected by a masking portion in a laser welding apparatus according to the present invention is attenuated and reflected.

도 8 에서 보이듯이, 본 발명에서 집광 렌즈(30)를 통과한 레이저 빔의 일부는 마스킹부(100)의 상부에 경사면으로 형성된 마스킹면(110)에 의해서 종전의 레이저 빔 경로에서 벗어나 외측으로 반사되며, 일부는 흡수부(300)로, 나머지는 상기 마스킹부(100)의 일부 면을 둘러싸고 있는 감쇄부(200)로 향한다. 8, in the present invention, a part of the laser beam passing through the condensing lens 30 is reflected by the masking surface 110 formed on the upper side of the masking part 100 as an inclined surface, out of the previous laser beam path, And the rest is directed toward the attenuator 200, which surrounds a part of the surface of the masking unit 100. [

감쇄부(200)로 향한 레이저 빔의 일부(l1, l2)는 내면(231)에 반사되다가 감쇄부(200)를 빠져나가 흡수부(300)를 향하게 되며, 감쇄부(200)로 향한 레이저 빔의 다른 일부는 감쇄부(200)에서 반사되다가 혹은 바로 감쇄부(200)의 내면(231)에 형성된 구멍(232)로 들어가 내면(231)과 외면(232) 사이에서 반사되면서 감쇄된다. A portion of the laser beam 11 directed to the attenuation portion 200 is reflected on the inner surface 231 and then exits the attenuator 200 toward the absorber 300, The other part of the light is reflected by the attenuation part 200 or directly enters the hole 232 formed in the inner surface 231 of the attenuation part 200 and is attenuated while being reflected between the inner surface 231 and the outer surface 232.

본 발명에서 감쇄부(200)는 반사된 레이저 빔을 다시 반사시키면서 흡수부(300)와 같이 레이저 빔을 받아 줄 수 있는 부분으로 유도하는 수단 혹은 반사시키면서 레이저 빔 자체를 감쇄시키는 수단을 의미하는 것이며, 반사가 되더라도 레이저 빔의 감쇄가 일어난다면 본 발명에서 의미하는 감쇄부(200)라고 할 수 있다. In the present invention, the attenuation unit 200 refers to a means for guiding the reflected laser beam to a portion capable of receiving a laser beam, such as the absorber 300 while reflecting the laser beam again, or means for attenuating the laser beam while reflecting the reflected laser beam. If the laser beam is attenuated even if it is reflected, the attenuation unit 200 may be regarded as the attenuation unit 200 according to the present invention.

감쇄부(200) 역시 마스킹부와 동일하게 레이저 빔에 대한 반사율이 높은 소재, 예를 들면 동을 사용하는 것이 바람직하다.
The attenuation unit 200 is preferably made of a material having a high reflectivity with respect to the laser beam, for example, copper, in the same manner as the masking unit.

본 발명은 광학 시스템의 변화 없이 레이저 빔의 집광경을 감소시키는 마스킹부 및 감쇄부를 포함하며, 그에 의해서 광학 시스템 없이도 두께가 두꺼운 소재부터 두께가 광확 시스템의 집광경 직경보다 작은 소재까지 다양한 두께의 소재를 양호한 품질로 용접하는 것이 가능하다. The present invention includes a masking portion and an attenuating portion for reducing a focusing point of a laser beam without changing the optical system so that a material having various thicknesses ranging from a material having a thick thickness to a material having a thickness smaller than the diameter of a focusing lens It is possible to weld with quality.

또한, 하나의 장비로 다양한 두께의 소재를 용접할 수 있을 뿐만 아니라 한번 설정된 광학시스템을 변화없이 계속 사용할 수 있어서, 작업 효율성 및 품질 확보도 가능하며, 추가 설비의 부담이 없어서 비용의 절감도 가능하다.
In addition, it is possible not only to weld various thickness materials with one equipment, but also to use the set optical system continuously without change, and it is possible to secure work efficiency and quality, .

10: 레이저 발생부 20: 반사 거울
30: 집광 렌즈 40: 레이저 노즐
100: 마스킹부 110: 마스킹면
120: 본체부 140: 연결부
200: 감쇄부 210: 상부커버
220: 하부커버 230: 본체부
240: 마스킹 연결부 260: 측면커버10: laser generator 20: reflective mirror
30: condenser lens 40: laser nozzle
100: masking portion 110: masking surface
120: main body part 140:
200: attenuator 210: upper cover
220: lower cover 230:
240: masking connection 260: side cover

Claims (12)

레이저를 통하여, 두 부재를 용접하는 레이저 용접 장치로서,
레이저 빔을 생성하는 레이저 발생부; 및
상기 레이저 빔의 경로 상에 배치되며, 레이저 빔의 일부를 반사시킴으로써 레이저 빔의 직경을 감소시키는 마스킹부; 를 포함하는 레이저 용접 장치.
A laser welding apparatus for welding two members through a laser,
A laser generator for generating a laser beam; And
A masking unit disposed on a path of the laser beam and reducing a diameter of the laser beam by reflecting a part of the laser beam; The laser welding apparatus comprising:
제 1 항에 있어서,
반사된 레이저 빔을 감쇄시키도록 마스킹부에 인접하여 배치되는 감쇄부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an attenuation portion disposed adjacent to the masking portion to attenuate the reflected laser beam.
제 2 항에 있어서,
상기 레이저 빔의 경로상에는 집광 렌즈가 배치되며,
상기 마스킹부는 상기 집광 렌즈를 통과한 레이저 빔이 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치.3. The method of claim 2,
A focusing lens is disposed on the path of the laser beam,
Wherein the masking portion is disposed so that a laser beam passed through the condensing lens passes through the masking portion. 제 3 항에 있어서,
상기 레이저 빔은 평행빔이며,
상기 집광 렌즈와 상기 레이저 발생부 사이에 반사 거울이 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치. The method of claim 3,
The laser beam is a parallel beam,
And a reflective mirror is disposed between the condenser lens and the laser generating unit. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 마스킹부는 레이져 노즐의 상부에 부착되며,
상기 감쇄부는 상기 마스킹부를 감싸며 배치되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the masking portion is attached to an upper portion of the laser nozzle,
Wherein the attenuator is disposed to surround the masking portion. 제 5 항에 있어서,
상기 감쇄부는 평면상에서 상기 마스킹부를 둘러싸되, 일부분은 개방되어 반사된 레이저 빔이 일 방향으로만 나오도록 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the attenuator is configured such that the masking portion is surrounded on a plane and a part of the attenuator is opened so that the reflected laser beam exits only in one direction. 제 5 항에 있어서,
상기 마스킹부는 상기 레이저 노즐에 연결되는 연결부와 상기 연결부로부터 연장형성된 본체부; 상기 본체부의 단부에 형성된 마스킹면을 포함하며,
상기 본체부와 마스킹면에는 관통홀이 형성되어 상기 레이저빔이 통과하되, 상기 마스킹면의 관통홀의 직경은 상기 마스킹부를 통과하는 레이저 빔보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the masking portion includes a connection portion connected to the laser nozzle and a body portion extending from the connection portion; And a masking surface formed at an end of the body portion,
Wherein a through hole is formed in the main body and the masking surface to allow the laser beam to pass therethrough and the diameter of the through hole of the masking surface is smaller than the diameter of the laser beam passing through the masking portion. 제 7 항에 있어서,
상기 본체부에는 반경방향으로 복수 개의 기체통과홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치. 8. The method of claim 7,
Wherein a plurality of gas through holes are formed in the body portion in the radial direction. 제 7 항에 있어서,
상기 마스킹면은 상기 레이저 빔의 조사 방향에 대하여 경사진 경사면으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치. 8. The method of claim 7,
Wherein the masking surface comprises an inclined surface inclined with respect to an irradiation direction of the laser beam. 제 6 항에 있어서,
상기 감쇄부는 구멍이 형성되어 있는 내면과 상기 내면으로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되는 외면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치. The method according to claim 6,
Wherein the attenuator comprises an inner surface having a hole formed therein and an outer surface spaced radially outward from the inner surface. 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법으로,
레이져 노즐의 상부에 레이저 빔의 직경보다 작은 관통홀을 가지는 마스킹부를 부착하여, 레이저 빔의 일부를 외부로 반사시켜 레이저 빔의 직경을 감소시키는 차단 단계;
상기 차단 단계에서 반사된 레이저 빔을 감쇄시키거나 레이저광을 흡수하게하는 감쇄단계; 및
직경이 감소된 레이저 빔으로 두 부재를 용접하는 용접 단계;를 포함하는 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법.As a method of welding a thin plate with a laser welding apparatus,
A blocking step of attaching a masking part having a through hole smaller in diameter than the diameter of the laser beam to the upper part of the laser nozzle to reduce a diameter of the laser beam by reflecting a part of the laser beam to the outside;
An attenuation step of attenuating or absorbing the laser beam reflected by the blocking step; And
And a welding step of welding the two members with a reduced diameter laser beam. 제 11 항에 있어서,
상기 감쇄단계는 레이저 빔의 일부는 감쇄시키며 동시에 일부는 흡수 부재를 통하여 흡수하는 것을 특징으로 하는 레이저 용접 장치로 박판을 용접하는 방법.
12. The method of claim 11,
Wherein the attenuating step attenuates a portion of the laser beam while partially absorbing the laser beam through the absorptive member.
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