초박판 레이저 점 용접 시뮬레이션 및 최적화

본 연구는 Simufact Welding(2020)을 활용한 수치 시뮬레이션을 통해 0.06 mm 두께의 스프링 레이어 베이스플레이트를 얇은 기판에 레이저 점 용접하는 공정을 분석했습니다. 시뮬레이션 모델은 용융지 직경이 실험값과 5.8%의 미미한 편차를 보여 높은 정확도로 검증되었습니다. 단일 깃털형 부품의 최적 용접 전략을 수립한 결과, 고정 장치 사용 시 용접 후 변형이 약 60% 감소했으나, 잔류 등가 응력은 20% 증가하는 것으로 나타났습니다. L9 (3^3) 직교 실험을 통해 레이저 출력, 냉각 시간, 용접 시간이 변형에 영향을 미치는 주요 인자임을 확인했으며, 최적 조건은 레이저 출력 20W, 용접 시간 1.8초, 냉각 시간 30초였습니다. 용접 순서 분석에서는 시계 반대 방향 용접이 시계 방향 대비 변형을 36% 최소화했으며, 직교 용접 순서는 기존 방식보다 변형을 28% 감소시켰습니다. 이러한 결과는 초박형 부품 용접 시 치수 안정성과 기계적 성능을 향상시키는 데 실질적인 지침을 제공합니다.