스테인리스 0.8mm 판을 레이저로 붙였는데, 비드는 깨끗한데 판이 활처럼 휘어 버린 적 있으실 겁니다. 구멍이 난 것도 아니고 기공이 보이는 것도 아닌데 치수가 안 맞습니다. 조립해 보면 모서리가 벌어지고, 평판이라야 하는 면이 손으로 눌러야 평평해집니다. 레이저 용접 열변형은 입열 자체보다 열이 어디로 어떤 순서로 들어갔는지에서 갈립니다.
레이저 용접 열변형, 한 줄로 답하면
레이저 용접 열변형은 용접부가 식으면서 수축하는데 모재가 그 수축을 구속하지 못해 생깁니다. 레이저는 아크 용접보다 열이 들어가는 폭이 좁아 변형을 크게 줄일 수 있지만, 변형이 사라지는 공법은 아닙니다. 잡는 수단은 세 가지 — 치구(지그)로 구속하고, 용접 순서를 분산하고, 한 번에 길게 가지 않는 것입니다. 대구 성서공단의 모모아이(레이저 장비·임가공)는 핸드헬드 레이저 용접기를 공급하면서 각인·마킹·커팅 임가공을 직접 하기 때문에, 장비 사양이 아니라 시편 기준으로 이 세 가지를 잡아 드립니다. 📞 1544-0898 / 📧 momoilaser@naver.com
왜 박판이 휘는가 — 수축과 구속
용접은 녹였다가 식히는 공정입니다. 녹은 부분이 식으면서 줄어들고, 그 줄어드는 힘이 주변 금속을 끌어당깁니다. 두꺼운 판은 자기 강성으로 그 힘을 버티지만, 박판은 버틸 단면이 없어 휘는 쪽으로 도망갑니다. 그래서 같은 장비, 같은 조건이라도 1.5mm에서는 멀쩡했던 것이 0.8mm에서 휩니다.
휨의 방향도 이유가 있습니다. 판 위쪽에 열이 집중되면 위쪽이 더 많이 수축해 용접선을 안쪽으로 접는 모양(각변형)이 나옵니다. 용접선 길이 방향으로는 판이 짧아지면서 전체가 활처럼 굽습니다(종굽힘). 현장에서 "뒤틀렸다"고 하는 것은 이 둘이 섞인 상태입니다.
열영향부(HAZ)는 녹지는 않았지만 조직과 성질이 바뀐 띠입니다. 레이저 용접은 이 띠가 좁은 편이라 변색 폭도 작고 후처리도 줄어듭니다. 다만 좁다는 것이 없다는 뜻은 아닙니다 — 좁은 띠에 큰 응력이 몰리면 변형은 오히려 국부적으로 날카롭게 나타납니다. 현장에서는 레이져용접기라고도 부르는데, 공법이 바뀌었다고 변형 관리가 면제되지는 않습니다.
치구가 절반이다
변형 대책 중 효과가 가장 확실한 것은 구속입니다. 수축은 막을 수 없으니 수축이 판을 끌고 가지 못하게 붙들어 두는 것입니다.
- 클램프 간격을 좁힌다: 용접선 양쪽을 번갈아 물리고, 띄우는 간격을 판 두께에 반비례해 줍니다. 박판일수록 촘촘해야 합니다.
- 구리 백킹을 댄다: 용접선 아래에 구리판을 밀착시키면 열이 빠져나가 뒷면 처짐과 과열이 같이 줄어듭니다.
- 식을 때까지 풀지 않는다: 용접 직후에 클램프를 풀면 그 순간 수축이 일을 시작합니다. 만져서 미지근해질 때까지 두는 것만으로 결과가 달라지는 경우가 많습니다.
- 기준면을 하나로 고정한다: 치구를 바꿔 물리면 변형이 어디서 생겼는지 추적이 안 됩니다.
단품 한두 개는 사람이 잡고 맞추지만, 같은 부품을 반복하는 라인은 치구 하나가 불량률을 통째로 내립니다.
용접 순서 — 한 번에 길게 가지 않는다
같은 이음새를 같은 조건으로 붙여도 순서에 따라 결과가 갈립니다. 원칙은 열을 한 자리에 모으지 않는 것입니다.
- 점용접으로 먼저 분산 고정한다: 양 끝 → 중앙 → 그 사이를 번갈아 찍습니다. 한쪽 끝에서 순서대로 찍으면 찍는 동안 반대쪽이 밀립니다.
- 대칭으로 간다: 용접선이 좌우에 있으면 한쪽을 다 하고 넘어가지 말고 번갈아 나눠 붙입니다.
- 구간을 끊어 간다: 긴 용접선은 토막으로 나눠 띄워 가며 붙이고, 빈 구간을 나중에 메웁니다. 한 번에 끝까지 긋는 것이 가장 많이 휘는 방법입니다.
- 역방향 배분을 섞는다: 구간마다 진행 방향을 뒤집으면 종굽힘이 서로 상쇄되는 쪽으로 작용합니다.
- 식히는 시간을 공정으로 넣는다: 쉬는 시간이 아니라 작업 단계입니다. 연속으로 붙이면 누적 열로 뒤쪽이 점점 더 휩니다.
| 상황 | 먼저 볼 것 |
|---|---|
| 용접선 전체가 활처럼 굽는다 | 구간 분할·역방향 배분, 연속 작업 여부 |
| 용접선을 접는 쪽으로 각이 진다 | 구리 백킹, 클램프 간격, 뒷면 구속 |
| 부분만 튀어 올라온다 | 점용접 순서, 갭 불균일 |
| 식은 뒤 치수가 줄어 있다 | 클램프 해제 시점, 기준면 고정 |
장비 쪽에서 할 수 있는 것
핸드헬드 레이저 용접기는 재질·두께별 용접 파라미터 프리셋 152종이 들어 있어, 박판에서 "최소로 넣어도 붙는 지점"을 찾는 왕복이 줄어듭니다. 펄스·준연속·연속 모드를 바꿔 같은 이음새를 다르게 접근할 수 있습니다 — 박판은 연속으로 길게 긋는 대신 펄스로 분산시키는 쪽이 유리한 경우가 있습니다.
K 시리즈는 전 기종 공냉식(Air-cooled)이고 단상 AC 220V로 가동해 칠러나 냉각수 배관이 없습니다. 장비 1년 무상 보증(소모품·사용자 과실 제외)이고 A/S는 한국 직영입니다.
침투 심도는 기종에 따라 스테인리스·철·아연도금 기준 3mm(K3)에서 7mm(K7)까지입니다. 이 수치는 소재와 조건이 갖춰졌을 때의 최대 침투 심도이고, 박판 작업에서 중요한 것은 그 반대 방향 — 최소로 넣어도 붙는 지점을 시편으로 찾는 것입니다. 두께별 기종 선택은 레이저 용접 두께에서 따로 다뤘습니다.
레이저가 답이 아닌 경우도 있습니다
갭이 크게 벌어진 이음, 살을 메워야 하는 이음은 레이저가 강점을 잃습니다. 변형이 적은 이유가 열을 좁게 넣는 것인데, 메울 양이 많으면 좁게 넣을 수가 없습니다. 이런 건은 아르곤 TIG나 다른 공법이 맞을 수 있고, 저희도 그렇게 말씀드립니다. 두 공법의 차이는 레이저 용접과 아르곤 용접 차이에 정리해 뒀습니다.
변형이 아니라 구멍이 뚫리는 쪽이 문제라면 축이 다릅니다 — 박판 용접 구멍을 보시는 게 빠릅니다. 기종 선택과 공법 전반은 핸드헬드 레이저 용접기 총정리에 모아 뒀습니다.
자주 묻는 질문
Q. 레이저로 바꾸면 변형이 없어집니까? 없어지지는 않고 줄어듭니다. 열이 들어가는 폭이 좁아 수축량 자체가 작아지는 것이지, 수축이 사라지는 것은 아닙니다. 치구와 순서를 그대로 두고 장비만 바꾸면 기대만큼 안 줄어드는 경우가 있습니다.
Q. 치구를 새로 짜는 게 맞습니까, 순서만 바꿔 볼까요? 순서가 먼저입니다. 점용접 분산과 구간 분할은 비용이 0인데 효과가 바로 보입니다. 그걸로 치수가 들어오면 치구는 물량이 늘어날 때 투자하시면 됩니다. 반대로 순서를 다 바꿨는데도 남는 변형은 구속으로 잡아야 합니다.
Q. 대구·경북에서 박판 휨 때문에 상담받을 수 있습니까? 대구 성서공단의 모모아이(레이저 장비·임가공)로 연락 주시면 됩니다. 대구·경북(구미·경산·칠곡·영천)은 방문 상담이 가능하고, 그 외 지역은 전국 택배로 진행합니다. 도입 검토 단계라면 쇼룸·방문 데모로 직접 보실 수 있습니다. 📞 1544-0898 / 📧 momoilaser@naver.com
정리하면
레이저 용접 열변형은 입열량 하나로 결정되지 않습니다. 식으면서 수축하는 힘을 치구로 붙들고, 순서로 분산하고, 구간으로 끊는 세 가지가 실제로 치수를 잡습니다. 장비를 바꾸는 것은 그 세 가지를 쉽게 만들어 주는 일이지 대체하는 일이 아닙니다.
장비를 파는 곳이 각인·마킹·커팅 임가공을 직접 하기 때문에, 카탈로그 수치가 아니라 실제로 찍어 본 기준으로 소재와 조건을 잡아 드립니다. 도입 전에는 쇼룸·방문 데모로 직접 보실 수 있고, A/S는 한국 직영에 장비 1년 무상 보증(소모품·사용자 과실 제외)입니다.
소재와 두께, 이음 형태(맞대기인지 겹치기인지, 갭이 얼마나 벌어지는지, 살을 메워야 하는 이음인지)를 함께 알려주시면 시험 가능한 범위부터 회신드립니다. 보유 설비(핸드헬드 레이저 용접기)로 시험 용접해 어느 조건에서 치수가 들어왔는지 정리해 보내 드립니다 — 가공은 무료, 왕복 택배비만 부담하시면 되고 수량이 많은 건은 협의로 진행합니다. 도입 검토용 시험이며 생산 물량 용접 임가공은 접수하지 않습니다(상시 임가공은 각인·마킹·커팅입니다).
견적·상담: 📞 1544-0898 또는 📧 momoilaser@naver.com — 제품 사진과 수량만 보내주시면 당일 회신드립니다. (대구 성서공단, 방문 환영)