• 제목/요약/키워드: Nd:yag laser

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Nd:YAG 레이저를 이용한 철제 표면 옻칠 제거 실험 연구 (Experimental Study for Removing Lacquer Layer on Iron Surface by Nd:YAG Laser System)

  • 박창수;조남철;황현성
    • 보존과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.377-384
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    • 2016

  • 철불의 개금 시 표면에 남아 있는 옻칠 제거 방법에는 물리적인 방법과 화학적인 방법을 사용하고 있으나, 표면 손상 및 약품 사용으로 인한 환경오염, 보존과학자의 건강에도 매우 유해하다. 그래서 본 연구에서는 비접촉식이고 친환경적인 Nd:YAG 레이저를 이용하여 옻칠 제거 실험을 실시하였다. 시편은 크기가 $5{\times}5cm$인 철제(Fe 99.9%)시편 표면을 균일하게 연마한 후 생칠을 도포 횟수를 달리하여 각각 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$, $30{\mu}m$의 두께 차이로 제작하였다. 본 실험에서 사용된 레이저기기는 Nd:YAG 레이저로, 적외선 영역의 1064 nm(160~800 mJ)와 가시광선 영역인 532nm(50~350 mJ)의 두 가지 파장 모드를 이용하였다. 실험은 레이저 파장 에너지 조사 횟수 등에 따른 시편 표면의 변화를 조사하였다. 레이저 조사 전 후 표면을 실체현미경과 SEM 관찰, 비접촉 표면 조도 측정기, FT-IR 등을 이용하여 옻칠의 제거 및 잔류 여부를 알아보았다. 분석 결과 1064 nm 파장을 이용하여 $1.0J/cm^2$ 밀도에서 표면 손상 없이 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 두께의 옻칠이 제거됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 철불 개금 시 잔류하고 있는 옻칠 제거 방법으로 Nd:YAG 레이저가 효율적임을 본 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 금속뿐만 아니라 목칠 가구 등 다양한 재질의 연구가 이루어지면 표면 손상 없이 옻칠을 제거 하는데 효과적으로 활용 가능할 것으로 본다.

  • https://doi.org/10.12654/JCS.2016.32.3.08 인용 PDF KSCI

펄스형 Nd:YAG 레이저를 이용한 Al의 용접 특성연구 (A study on the pure Al weldability using a pulsed Nd : YAG laser)

  • 김덕현
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제11권1호
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    • pp.52-61
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    • 1993

  • Laser welding of ASTM no. 1060 Al plate with a pulsed Nd: YAG laser of 200W average power was performed for end capping of KMRR nuclear fuel elements In this research, we performed basic welding experiments. Firstly, laser output parameters which affect laser welding parameters were studied by changing laser input parameters for effective welding of 1060 Al plates. We found that laser power density and pulse energy are important parameters for smooth bead shape. Secondly, welding parameters which affect weld width-to-depth ratio were studied by changing power density and pulse energy, shielding gas, and defocusing. We found that power density must be higher than 0.3 Mw/cm$^{2}$ pulse energy must be higer than 3 J. travel speed must not exceed 200mm/sec, laser focus must be existed beneath 2-3mm from plate surface and helium is proper shielding gas. Thirdly, we studied the weld defects of Al-1060 such as crack and porosity in lap-joint welding. We designed new welding geometry for crack free welding of Al-1060 plates, and obtained crack free weldment but with lack of fusion. However, with Ti, Zr grain refiner elements, we can weld Al plates without solidification hot crack. Finally, we studied the origin of porosity by changing shielding gas. And we found that porosity was resulted from entrapment of shielding gas by the collapsing keyhole.

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