전기연, 전자빔 용접기 심장 '전자총' 국산화

[이데일리 강민구 기자] 한국전기연구원의 한성태 전기응용연구본부 박사팀이 99% 이상 수입에 의존했던 ‘전자빔 용접기’의 심장 ‘전자총’ 핵심 기술을 개발했다.

전자빔 용접기 심장 ‘전자총’ 국산화 개발에 성공한 전기연 연구팀.(사진=한국전기연구원)

산업의 기초라고 할 수 있는 ‘용접’은 각종 금속 소재를 서로 녹여 붙이는 작업이다. 기존 용접이 아크(방전시 발생하는 스파크)나 레이저에서 나오는 열을 활용했다면, 전자빔 용접기는 전자의 운동에너지로 소재를 서로 붙인다.

전자빔 용접의 장점은 기존 용접으로 해결할 수 없었던 두꺼운 소재의 무결함 접합을 가능하게 한다는 것이다. 특히 우주항공이나 방산, 원자력 등 특수 목적으로 한 단계 더 높은 수준의 ‘전자빔 용접기’가 요구되고 있다. 지난 2021년 발사된 누리호 발사체의 연소기에도 특수강 소재와 부품을 흠결 없이 붙이기 위해 전자빔 용접기가 활용됐다.

전자빔 용접은 높은 기술력을 요구해 우리나라는 그동안 독일과 일본 등으로부터 관련 장비의 99% 이상을 수입에 의존했다. 수입한 용접기를 유지·보수하는 과정에서 국내 첨단기술이 유출될 위험도 있다. 한성태 박사팀은 전자빔 용접기의 핵심인 ‘전자총’과 ‘구동전원 시스템’ 국산화를 달성했다.

전자빔 용접기는 전자총의 가속 에너지가 높을수록 소재 내부로 열원을 침투시킬 수 있는 정도가 크다. 전기연의 기술력은 높은 출력(60kW)과 가속전압(120kV)으로 두꺼운 대형 소재·부품 가공에 거의 다 활용될 수 있는 수준이다.

연구팀은 우리나라도 해외 의존 없이 전자빔 용접을 할 수 있는 길을 열어 12대 국가전략기술에서 산업 발전과 장비 수입대체 효과, 기술유출 방지에 도움을 줄 것이라고 기대했다.

한성태 전기연 박사는 “앞으로 전자빔 용접이 아니면 제작이 불가능한 제품도 많아질 것”이라며 “고성능 전자빔 용접기만이 가능한 맞춤형 첨단 원천 장비를 국내 기술로 만들 수 있다는 새로운 길도 열었다는 측면에서 의미가 크다”라고 전했다.