항공우주 및 항공 산업은 레이저 용접기로부터 최고 수준의 용접 품질을 요구하며, 특히 구조적으로 중요한 부품에서는 기공, 산화, 오염 등이 완전히 배제되어야 한다. 레이저 용접기는 좁고 깊은 용접부를 형성하며 열영향부(HAZ)가 극도로 작다는 특성 덕분에 고성능 항공우주 합금의 높은 강도 대 중량비와 내식성을 보존할 수 있어, 항공우주 부품 조립에 선호되는 접합 방식으로 자리 잡았다. 착륙 장치 브래킷, 엔진 마운트, 기체 구조물 등에 사용되는 티타늄 부품의 경우, 레이저 용접기는 알파 케이스(alpha-case) 형성을 방지하고 재료의 피로 특성을 유지하기 위해 열입력을 정밀하게 제어한다. 티타늄은 고온에서 산소, 질소, 수소와 매우 반응성이 높기 때문에, 레이저 용접 시 엄격한 차폐 가스 보호가 필수적이다. 차폐 가스 배치 방식은 일반적으로 용접 풀 뒤쪽 20~50mm까지 연장되는 트레일링 실드(trailing shield)를 포함하며, 이는 응고된 용접부가 섭씨 400도 이하로 냉각될 때까지 불활성 가스 보호를 지속한다. 순도 99.999%의 아르곤 차폐 가스가 표준이며, 용접 풀 크기 및 이동 속도에 따라 유량은 분당 15~30리터로 조정된다. 두께 4mm 이하의 티타늄 재료의 경우, 연속파(CW) 모드에서 1,500와트 출력으로 작동하는 레이저 용접기는 접합 형태 및 맞물림 품질에 따라 분당 1.5~2.5미터의 이동 속도에서 전면 용입(full penetration)을 달성한다. 두께 10mm까지의 더 두꺼운 티타늄 부재는 3,000~4,000와트 범위의 고출력 레이저 용접기를 필요로 하며, 키홀(keyhole) 용접 방식을 통해 용입 깊이 대 폭 비율이 5:1을 초과한다. 압축기 케이스, 연소실 라이너, 터빈 하우징 등 엔진 부품들도 점차 레이저 용접을 활용해 제작되고 있으며, 이는 인코넬 718(Inconel 718) 및 와스팔로이(Waspaloy)와 같은 니켈계 초합금을 최소한의 열입력과 왜곡 감소로 접합할 수 있는 기술적 장점을 활용한 것이다. 초합금의 높은 니켈 및 크롬 함량은 용융 상태에서의 높은 점성과 용접 융합부에서의 고온 균열 경향으로 인해 용접 난이도를 높인다. 빔 진동 기능과 제어된 냉각 속도를 갖춘 레이저 용접기는 응고 미세구조를 세밀하게 조절하고 원소 분리 현상을 보다 균일하게 분산시켜 균열 없는 용접부를 실현한다. 항공우주 응용 분야에 대한 용접 공정 검증은 AWS D17.1 등 관련 표준에 따라 인장 시험, 용접 단면의 금상 검사, 내부 결함을 위한 방사선 또는 초음파 검사 등의 적격성 시험을 요구한다. 당사의 레이저 용접기는 항공우주 양산 응용 분야에 대해 이미 적격성 인증을 획득하였으며, 문서화된 용접 품질은 주요 항공기 제조사들이 제시한 요구사항을 충족하거나 초과한다. 자동 광섬유 레이저 용접 시스템은 레이저 소스, 로봇 암, 비전 시스템을 통합하여 완전 자동화된 운영을 가능하게 하며, 6축 로봇은 항공우주 부품의 복잡한 3D 용접에 대해 최대 ±0.02mm의 반복 정밀도를 제공한다. 귀사의 특정 항공우주 용접 응용 분야에 맞는 적격성 요구사항 및 레이저 용접기 구성에 대해 논의하고자 하시면, 당사의 항공우주 산업 전문가에게 문의하시기 바랍니다.