지정민님의 글
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반갑습니다. 오랫만에 글을 올립니다.
제목과 관련하여 Nd-Yag용접법이 있다는 소식을 들었으나 관련 정보가 전무합니다. 구체적으로 어떤 내용이며 어떤 원리와 어떤 용도로 사용되나 등
궁금한것이 많아 글을 올립니다. 가능하다면 사진이라도 또는 관련 논문이나, 관련 서적도 좀 가르쳐 주시길 부탁드립니다.
이만 줄입니다. 제주위의 동료들께도 많이 홍보하고 있는 도중입니다.
운영하시는 분의 노고에 감사드리며 이만...........!!!!
----------------- [답 변] -------------------
지정민님 오래간만입니다.답변이 다소 늦었군요.
Nd-YAG 용접은 레이저빔용접법의 일종으로 CO2와 같은 Gas Laser가 아닌 YAG Crystal로 빔을 생성하는 고체레이저의 일종입니다.
Nd-YAG 는 Neodymium-Doped,Yttrium Aluminum Garnet의 약어이더군요.
전기회로에서 전류를 증폭시킬때 트랜지스터를 쓰듯이 레이저에서도 레이저를 발진시킬때에도 이와같은 기능의 매질이 필요한데 Nd-YAG가 이 역할을 하기 됩니다. 일반적으로 야그레이저라고 부릅니다.
금속 레이저마킹,용접,의료용으로 많이 사용됩니다.
관련자료를 찾으려니 도움이될만한 Nd-YAG 레이저용접관련 자료는 거의 없군요.
연구개발정보센터(http://www.kordic.re.kr/)에 한번 방문해보셔서 관련 논문을 조회해 보세요.
그럼이만..

안녕하십니까?
참고로 저는 용접분야의 전문가는 아닙니다. 그러므로 제가 아는 범위에서 답변드리겠습니다.

YAG레이저는 4개의 에너지 준위를 이용하는 4준위 레이저입니다.
YAG 레이저는 광펌핑을 이용하여 Nd +3가 이온을 여기시키고 4개의 에너지 준위중 상대적으로 가장 안정한 중간의 2개의 준위사이에서 반전분포를 이용하여 빛을 방출시킵니다.

YAG레이저는 CO2레이저와 비교하여 파장이 1.06micron으로 1/10입니다. 파장이 짧으므로 집광성이 우수하고 석영유리계(일반 광 Fiber로도 전송이가능합니다) 의 광학계를 사용하므로 빔의 핸들링이 쉽습니다. 단점은 에너지 변환효율이 1%정도로 낮다는 점입니다.

현재 가공용 YAG레이저로 사용하는 YAG레이저는 보통 200~300W정도이지만 최대 1.5KW정도의 CW파워도 얻을수 있다고 합니다. 파장이 상대적으로 짧기 때문에 주로 전자부품의 미세가공 및 절단 용접에 사용합니다. 예를 들면 반도체레이저 칩을 mounting하는 package에 Au와 SUS의 미세 용접에 YAG레이저를 사용하기도 합니다.

주요 사용처는 마킹(분해능 1.25micron, beam spot 5micron이하), 칩 저항이나 하이프린트 IC제조 기술에 트리밍공정, LCD의 배선및 금속박막을 수정하는 리페어링에 사용됩니다.

석영 광 파이버에 의해 유동적으로 출력 파워를 전송하기 때문에 긴 로드를 이용하여 Laser의 파워를 증가시킬 수 있고, 구미에서는 평균 200W이상의 YAG레이저가 시장의 60%정도를 차지하고 일본에서는 90%이상이 사용됩니다.

용접부분에는 광파이버를 이용하여 KW급 출력을 얻어 자동차의 아연도금강판 용접에 사용하고 마그네슘합금 및 알루미늄합금의 용접에도 이용 가능성이 시도되고 있다고 합니다.

자세한 내용은 심윤섭 기술사님이 추천한 site에서 논문을 검색해보시기 바랍니다. 또한 박성두 편저의 레이저가공(대광서림)이라는 책이 있으니 참고하시기 바랍니다.

감사합니다.