Effect of Laser Beam Diameter and Depth of Focus on Cutting Quality during STS304L Underwater Laser Cutting

최근, 원전 해체 시 원자로 내부의 복잡한 구조물의 해체 및 발생하는 2차 폐기물의 확산을 방지하기 위한 수중 레이저 절단에 관한 다양한 연구가 진행되었다. 원전해체 폐기물의 포장, 이송 및 보관 작업의 최적화 그리고 2차 폐기물의 발생에 의한 작업자의 안전 문제와 해체 작업에 투입되는 추가 공정에 소요되는 시간과 비용을 절감하기 위해서는 레이저 수중 절단의 성능이 중요한 요소로 작용한다. 본 연구에서는 이러한 레이저 수중 절단의 성능과 품질을 향상시키기 위해 레이저 빔의 특성을 변화시킨 두 종류의 레이저 절단용 헤드를 사용하여 실험을 진행하였다. 레이저 빔의 초점심도, 빔 직경이 증가하였을 때, 레이저 절단부의 커프 형상이 직선에 가까워지는 것을 확인할 수 있었으며, 특히 드래그 라인 분석을 통해 절단부 내부로 투입되는 보조가스의 양이 증가하며 절단부의 품질이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.