Manufacturing Ti-Alloy Frames of Classes with High-Precision Laser Beam Welding

초정밀 레이저용접을 이용한 티타늄 안경테 제조

An attempt was made to develop commercially pure titanium frames of glasses with a high-precision laser beam welding machine, in which a resonator with 12kw of the peak power and 200 W of maximum mean power has the capacity of variable in the range of 0.08~10 ms pulse width. In addition the optical fiber beam transmission with 400 ${\mu}{\textrm}{m}$ of the core diameter and a weld chamber to contain specimens in the inert gas atmosphere were also designed and used. In the present study. titanium frames of glasses parts such as temple plus spring hinge. bridge and top bar were experimentally manufactured by utilizing the optimum welding parameters with the optical fiber of GI 400 ${\mu}{\textrm}{m}$, 2.9J energy per pulse, and focussing position for Tee and butt joints. The titanium welded joints with laser beam welding did not reveal any severe weld defects or weld bead appearance except some pores in the weld section.

본 연구에서는 상용 순수 티타늄 소재를 사용하여 안경테를 레이저 빔 용접으로 제조하기 위하여 광섬유로 전송되는 가변 펄스곡 80 ㎲-10 ms. 최대 평균출력 200 W, 첨두출력 12 kW와 최대 펄스에너지 50J성능의 초정밀 Nd:YAG 레이저 용접장치를 설계 제작하고 이 장치를 사용하여 안경테 제조를 위한 최적 용접조건을 선정하기 위한 실험을 수행하였다. 안경테를 위한 T이음 및 맞대기 이음형상을 용접할 때 평균출력, 광섬유 형태, 초점위치 등에서 용입상태와 용접결함을 조사하여 최적 용접조건을 선정하였고 안경테 부품 장석(temple hinge)과 다리, 톱바를 레이저 용접으로 시제품을 제작하였다.