• 제목/요약/키워드: Yb:YAG 레이저

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Yb:YAG 디스크로 레이저 표면 용융 경화된 SKD61 열간금형강의 경도와 미세조직에 미치는 레이저 출력의 영향 (Effects of laser power on hardness and microstructure of the surface melting hardened SKD61 hot die steel using Yb:YAG disk laser)

  • 이광현;최성원;강정윤
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제33권3호
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    • pp.54-61
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    • 2015
  • In this study, effect of laser power on hardness and microstructure of SKD61 Hot Die steel of which surface was melted and hardened with Yb:YAG disk laser was investigated. Beam speed was fixed at 70 mm/sec and distance between them was 0.8 mm about Laser surface melting. The only thing that was changed laser power. Laser powers were 2.0, 2.4 and 2.8 kW. No defect was found under all conditions. As the laser power increased, the penetration depth were deepened and the bead width was also widened. There was no hardness deviation of fusion zone at same laser power and it was higher than that of heat affected zone. In addition, the more laser power increased, the more hardness in fusion zone decreased. Fusion zone was macroscopically dendrite structure. However, core matric in dendrite was lath martensite of 100 nm size. There were $M_{23}C_6$ of 500 nm and the VC and $Mo_2C$ of a nano meters on boundary of dendrite.

Yb:YAG 레이저를 이용한 자동차용 알루미늄 Al5J32 겹치기 용접부의 Spiking방지 및 용접성 평가 (A evaluation on laser lap welding characteristics of Al5J32 alloy for automotive application using Yb:YAG Laser welding)

  • 안도창;김철희;김재도
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.93-93
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    • 2010
  • 환경 규제 및 배출가스 규제에 의하여 차량 경량화를 위해 점차적으로 Al합금의 차체 및 부품적용 비율이 점차 확대되고 있다. 이에 따라 알루미늄의 레이저 용접 시 출력, 초점거리, 용접 속도 등 공정 변수의 상관관계와 용접 결함 현상에 의한 관심이 집중된 연구가 많이 발표되었으며, 알루미늄 5000계열의 경우 박판 용접 시 기공, 균열 등 과 같은 결함 현상을 방지하기 위하여, Twin spot laser, Laser-TIG hybrid 등과 같은 공법 적용을 제안되었다. 본 연구에서는 Yb:YAG laser welding 시 Mg 함량이 높은 AA5J32을 소재를 이용하여 박판 겹치기 용접 시 Back side spiking 결함 방지를 위한 레이저 빔 출력 파형을 설계하여 실험을 수행하였다. 또한 파형의 특성에 따라 나타나는 겹치기 용접부의 기계적 특성과 기공에 대해 알아 보고자 하였다.

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플라즈마 진단을 위한 다이오드레이저 기반의 Nd:YAG 레이저 개발

  • 양종근;;;;이헌주
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.201.1-201.1
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    • 2016
  • 본 연구에서는 펄스형으로 운전하는 플라즈마를 대상으로 하거나 플라즈마 특성의 빠른 변동을 파악하기 위해 1 kHz 이상의 반복율, 5 pulse burst mode와 2 J/pulse 이상의 발진특성을 갖는 Nd:YAG 레이저를 기반으로 하는 광원을 개발하기 위하여 레이저와 전원장치를 설계하였다. 전체 시스템은 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)형태로 구성하고 발진기는 FBG(Fiber Bragg Grating)을 반사경으로 사용한 Yb fiber 레이저를 설계하였다. 또한 설계한 레이저를 작동시킬 전원장치를 연구하였다. 정확한 스위칭과 턴온, 턴오프를 구현하기 위하여 IGBT 스위치를 적용하였고 적절한 저항을 조합하여 전류가 시간에 따라 상승하다가 스위치 턴오프에 급격히 감소하는 형태의 레이저 다이오드 구동에 적합한 삼각파와 비슷한 전류파형을 설계하였다. 추후 설계한 두 장치를 제작하여 테스트를 거친 후, VEST 내부 플라즈마 진단에 적용할 계획이다.

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초공진기를 이용한 노란색 레이저의 선폭 축소 및 초공진기의 예리도 측정 (Linewidth Reduction of a Yellow Laser by a Super-cavity and the Measurement of the Cavity Finesse)

  • 이원규;박창용;박상언;유한영;유대혁;문종철;서호성
    • 한국광학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.123-128
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    • 2010
  • 이터븀 광격자 시계의 검색 레이저로 쓰기 위하여, WG-PPLN를 사용하여 1319 nm 파장의 Nd:YAG 레이저와 1030 nm 파장의 Yb 도핑된 광섬유 레이저의 합주파수 (578.4 nm)를 발생시켰다. 이터븀 광격자에서 시계 전이선을 분광하기 위해서는 1 Hz 수준의 선폭을 가지는 검색 레이저가 필요하기 때문에, 합주파수로 발생된 노란색 레이저의 주파수를 초공진기에 안정화하여 선폭을 축소하였다. 초공진기는 선팽창 계수가 낮은 ULE로 제작되었고, 진동으로 인한 영향이 작은 받침점에서 능동형 제진대 위에 설치되었다. 공기 굴절률의 영향을 제거하기 위하여 이 초공진기를 진공 체임버 내부에 설치하고, 온도를 1 mK 수준에서 안정화 하였다. 또한, 이 장치들을 방음 체임버 안에 설치하여, 소리로 인한 잡음을 막아 주었다. 실험에 사용된 초공진기의 광자 수명시간으로부터, 그 예리도가 380 000으로 측정되었다.

YCOB($YCa_4O(BO_3)_3$)의 제2조화파 발생 (Second harmonic generation of YCOB($YCa_4O(BO_3)_3$))

  • 장원권
    • 한국광학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.301-305
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    • 1999
  • Czocharlski pulling method에 의해 성장된 새로운 광학결정 YCOB($YCa_4O(BO_3)_3$)의 파장에 따른 위상 정합 조건을 제시하였으며, Nd:YAG 레이저의 1064nm의 출력을 기본파로 하였을 때 제2조화파 발생 효율을 조사하였다. 또한 $Yb^{3+}$이온과 $Nd^{3+}$ 이온이 도핑된 YCOB의 제2조화파 발생효율을 조사하여 희토류 이온 도핑에 따른 비선형성의 변화를 조사하였다.

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Al-Si 용융 도금된 보론강의 Yb:YAG 디스크 레이저 용접부의 미세조직과 인장성질에 미치는 도금두께의 영향 (Effect of Coating Thickness on Microstructures and Tensile Properties in Yb:YAG Disk Laser Welds of Al-Si Coated Boron Steel)

  • 조위업;공종판;안영남;김철희;강정윤
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제31권3호
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    • pp.66-75
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    • 2013
  • In this study, the effect of coating thickness($20{\mu}m$ and $30{\mu}m$) on microstructure and tensile properties in Yb:YAG disk laser welds of Al-Si-coated boron steel (1.2mmt) was investigated. In the case of as welds, the quantity of ferrite was found to be higher in base metal than that in HAZ (Heat Affected Zone) and fusion zone, indicating, fracture occurrs in base metal, and the fracture position is unrelated to the coating thickness. Furthermore, yield strength, tensile strength of base metal and welded specimens showed similar behavior whereas elongation was decreased. On the other hand, base metal and HAZ showed existence of martensite after heat treatment, the fusion zone indicated the presence of full ferrite or austenite and ferrite during heat treatment ($900^{\circ}C$, 5min), After water cooling, austenite was transformed to martensite, and the quantity of ferrite in fusion zone was higher as compared with in base metal, resulting in sharply decrease of yield strength, tensile strength and elongation, which leads to fracture occured at fusion zone. In particular, results showed that because the concentration of Al was higher in 30um coating layer specimen than that of 20um coating specimen, after heat treatment, producing a higher quantity of ferrite was higher after heat treatment in the fusion zone; howevers, it leads to a lower tensile property.

레이저용접을 이용한 핫프레스포밍강의 맞춤식 재단 용접강판에서 용접공정변수에 따른 기계적 특성 및 비드형상 (Mechanical characteristics and bead geometry according to laser welding parameters for tailor-welded-branks of hot press forming steel)

  • 강민정;김철희;서종덕;임창용
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.5-10
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    • 2015
  • A tailor welded blank (TWB) is a welded blank comprised of two or more sheets with different properties - thickness, strengths or formabilities. TWBs are applied to the body panels to reduce weight and cost of the part. In this research, ultra high strength steel and high ductility steel were joined and laser tailor welded blanks were implemented. Yb:YAG laser welding tests were conducted with various welding conditions, and mechanical and geometrical characteristics of weldments were evaluated.

Yb:YAG 디스크 레이저로 표면 오버랩 용융된 냉간금형강, STD11의 미세조직과 경도 (Microstructure and Hardness of Yb:YAG Disc Laser Surface Overlap Melted Cold Die Steel, STD11)

  • 이광현;최성원;윤중길;오명환;김병민;강정윤
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제33권5호
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    • pp.53-60
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    • 2015
  • Laser surface Melting Process is getting hardening layer that has enough depth of hardening layer as well as no defects by melting surface of substrate. This study used CW(Continuous Wave) Yb:YAG and STD11. Laser beam speed, power and beam interval are fixed at 70mm/sec, 2.8kW and 800um respectively. Hardness in the weld zone are equal to 400Hv regardless of melting zone, remelting zone overlapped by next beam and HAZ. Similarly, microstructures in all weld zone consist of dendrite structure that arm spacing is $3{\sim}4{\mu}m$, matrix is ${\gamma}$(Austenite) and dendrite boundary consists of ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase. This microstructure crystallizes from liquid to ${\gamma}$ of primary crystal and residual liquid forms ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase by eutectic reaction at $1266^{\circ}C$. After solidification is complete, primary crystal and eutectic phase remain at room temperature without phase transformation by quenching. On the other hand, microstructures of substrate consist of ferrite, fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ that have 210Hv. Microstructures in the HAZ consist of fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ like substrate. But, $M_{23}C_6$ increases and matrix was changed from ferrite to bainite that has hardness above 400Hv. Partial Melted Zone is formed between melting zone and HAZ. Partial Melted Zone near the melting zone consists of ${\gamma}$, $M_7C_3$ and martensite and Partial Melted Zone near the HAZ consists of eutectic phase around ${\gamma}$ and $M_7C_3$. Hardness is maximum 557Hv in the partial melted zone.

기사광선 펄스 레이저에 의해 제작된 $YBa_2{Cu_3}O_{7-X}$초전도체 박막의 특성 (Properties of $YBa_2{Cu_3}O_{7-X}$ superconducting thin films prepared by visible light pulsed laser)

  • 신현용
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권4호
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    • pp.289-293
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    • 1994
  • Thin films of YB $a_{2}$C $u_{3}$$O_{7-x}$ supercondYB $a_{2}$C $u_{3}$$O_{7-x}$uctor were prepared on (100) SrTi $O_{3}$ substrates by pulsed laser deposition using visible light laser. Q-switched Nd:YAG(532 nm, 30 ns) pulsed laser was used for deposition. The effects of substrate temperature and oxygen pressure during deposition on films were studied. Critical current density of 2.93*10$^{6}$ A/c $m^{2}$ at 77K and Tc(zero)=91.7K were obtained from the film prepared with Tsub=745.deg. C and $P_{02}$=200 mTorr. XRD analysis showed that the grown film has c-axis normal orientation to the substrate surface and has single phase. Surface morphology of the film has been improved by interfering the plume ejected from YB $a_{2}$C $u_{3}$$O_{7-x}$ target.arget.t.

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