한국전기연구원(KERI) 전기응용연구본부 한성태 박사팀이 99% 이상 수입에 의존했던 ‘전자빔 용접기’의 핵심이라 할 수 있는 ‘전자총’ 핵심기술을 국산화 개발했다.

전자빔 용접의 장점은 기존 용접으로 해결할 수 없었던 두꺼운 소재의 무결함 접합을 가능케 한다는 것으로 최근 4차 산업혁명 시대를 맞아 다양한 분야에서 첨단기기의 제작이 필요해지고, 특히 우주항공이나 방위산업, 원자력 등 특수목적으로 한 단계 더 높은 수준의 ‘전자빔 용접기’가 요구되고 있다.

전자빔 용접은 아주 높은 기술력을 요구하고 있어 우리나라는 그동안 독일, 일본 등으로부터 관련 장비의 99% 이상을 수입에 의존하고 있었고 이와 함께 수입한 용접기를 유지·보수하는 과정에서 국내 첨단기술이 유출될 위험도 있다.

이러한 상황에서 이번 한 박사팀의 성과는 전자빔 용접기의 핵심인 ‘전자총’과 ‘구동전원시스템’의 국산화를 달성한 것이다.

전자빔 용접기는 전자총의 가속 에너지가 높을수록 소내 내부로 열원을 침투시킬 수 있는 정도가 크다.

한국전기연구원의 기술력은 세계 최고 수준에 버금가는 높은 출력(60㎾)과 가속전압(120㎸)을 자랑한다.

이는 웬만한 두꺼운 대형 소재·부품 가공에 거의 다 활용할 수 있는 수준이다.

한 박사팀은 고성능 장비 개발을 위해 20년 이상 축적해온 고전압 기술을 토대로 전계·자계 구조의 최적화, 전압 불균형 최소화 등 많은 노력을 기울여 그 결실을 맺었다.

이번 개발을 주도한 한성태 박사는 “산업이 고부가가치 분야로 이전해감에 따라 고정밀도와 양질의 용접 수요가 늘어날 것으로 전자빔 용접이 아니면 제작이 불가능한 제품도 많아질 것”이라고 말하고, “고성능 전자빔 용접기만이 가능한 맞춤형 첨단 원천장비를 국내 기술로 만들 수 있다는 새로운 길도 열렸다는 측면에서 의의가 크다.”고 밝혔다.

이번 기술과 관련한 특허출원과 해외논문 게재까지 완료한 전기연구원은 꾸준한 연구를 통해 차세대 소형모듈원자로(SMR) 분야에 적용될 수 있는 초대형 대전류 전자총 개발에 나설 방침이다.