전기연, 99% 이상 수입 의존 전자빔 용접기 핵심기술 국산화

(창원=연합뉴스) 김선경 기자 = 국내 연구진이 우주항공·방산·원자력 등 분야에서 활용되는 전자빔 용접기의 핵심기술 국산화에 성공했다.

한국전기연구원(KERI)은 전기응용연구본부 한성태 박사팀이 전자빔 용접기의 심장 역할을 하는 전자총의 핵심기술을 개발했다고 4일 밝혔다.

전자빔 용접기는 전자의 운동에너지로 각종 금속 소재를 서로 접합시킨다.

높은 기술력이 필요한 전자빔 용접은 기존 용접으로는 해결할 수 없던 두꺼운 소재의 무결함 접합을 가능하게 해 최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 우주항공이나 방산, 원자력 등 특수 분야에서 활용되고 있다.

2021년 발사된 누리호 발사체의 연소기에도 특수강 소재와 부품을 흠결없이 붙이기 위해 전자빔 용접기가 활용됐다.

또 정부가 중점 육성하기로 한 12대 국가전략기술의 대부분이 전자빔 용접을 필요로 한다.

그러나 우리나라는 그동안 관련 장비의 99% 이상을 독일과 일본 등으로부터 수입에 의존했다.

이번에 한성태 박사팀이 국산화 개발을 이뤄낸 것은 전자빔 용접기의 핵심인 ‘전자총’과 ‘구동전원 시스템’이다.

전자빔 용접기는 전자총의 가속에너지가 높을수록 소재 내부로 열원을 침투시킬 수 있는 정도가 크다.

전기연은 20년 이상 축적해온 고전압 기술(출력 60㎾, 가속전압 120㎸)을 토대로 전계·자계 구조의 최적화, 전압 불균형 최소화 등 노력을 기울여 이번에 결실을 보았다고 설명했다.

전기연은 이번 성과로 우리나라에서도 해외 의존 없이 전자빔 용접을 할 수 있는 길이 열린 것으로 평가한다.

전기연은 기술과 관련된 특허 출원, 해외 논문 게재 등을 마치고 향후 차세대 소형모듈원자로(SMR) 분야에 적용될 수 있는 초대형(176kV 이상) 대전류(500mA 이상) 전자총 개발에 나설 계획이다.

이번 연구는 산업통상자원부 과제인 ‘첨단장비 사업의 산업기술 챌린지트랙’을 통해 진행됐다.

한라이비텍, 한국기계연구원 부산기계기술연구센터 레이저실용화연구실, 부경대학교가 함께했다.

한성태 박사는 “산업이 고부가가치 분야로 옮겨감에 따라 고정밀도를 요구하는 양질의 용접 수요가 늘어날 것이고, 전자빔 용접이 아니면 제작이 불가능한 제품도 많아질 것”이라며 “관련 산업 발전과 장비 수입 대체 효과 등에도 영향이 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

ksk@yna.co.kr