Pengelasan laser dapat dilakukan dengan generator laser kontinu atau pulsa. Prinsip pengelasan laser dapat dibagi menjadi pengelasan konduksi panas dan pengelasan fusi dalam laser. Kepadatan daya kurang dari 104~105 W/cm2 adalah pengelasan konduksi panas, pada saat ini, kedalaman peleburan dan kecepatan pengelasan lambat; Ketika kepadatan daya lebih besar dari 105~107 W/cm2, permukaan logam cekung menjadi "lubang kunci" di bawah pengaruh panas, membentuk pengelasan fusi dalam, yang memiliki karakteristik kecepatan pengelasan cepat dan rasio kedalaman-lebar yang besar.
Hari ini, kita akan membahas secara mendalam faktor-faktor utama yang memengaruhi kualitas pengelasan fusi laser dalam.
1. Daya Laser
Dalam pengelasan fusi dalam laser, daya laser mengontrol kedalaman penetrasi dan kecepatan pengelasan. Kedalaman pengelasan berhubungan langsung dengan kepadatan daya pancaran dan merupakan fungsi dari daya pancaran insiden dan titik fokus pancaran. Secara umum, untuk pancaran laser dengan diameter tertentu, kedalaman penetrasi meningkat seiring dengan peningkatan daya pancaran.
2. Titik Fokus
Ukuran titik pancaran merupakan salah satu variabel terpenting dalam pengelasan laser karena menentukan kepadatan daya. Namun, mengukurnya merupakan tantangan untuk laser daya tinggi, meskipun tersedia banyak teknik pengukuran tidak langsung.
Ukuran titik fokus batas difraksi berkas dapat dihitung berdasarkan teori difraksi, tetapi ukuran titik sebenarnya lebih besar daripada nilai yang dihitung karena adanya refleksi fokus yang buruk. Metode pengukuran paling sederhana adalah metode profil iso-suhu, yang mengukur diameter titik fokus dan perforasi setelah kertas tebal terbakar dan menembus pelat polipropilen. Metode ini, melalui praktik pengukuran, menguasai ukuran daya laser dan waktu aksi berkas.
3. Gas Pelindung
Proses pengelasan laser sering menggunakan gas pelindung (helium, argon, nitrogen) untuk melindungi kolam lelehan, mencegah oksidasi benda kerja selama proses pengelasan. Alasan kedua penggunaan gas pelindung adalah untuk melindungi lensa fokus dari kontaminasi uap logam dan percikan tetesan cairan. Terutama pada pengelasan laser daya tinggi, semburan menjadi sangat kuat, sehingga perlu melindungi lensa. Efek ketiga dari gas pelindung adalah sangat efektif dalam menyebarkan perisai plasma yang dihasilkan oleh pengelasan laser daya tinggi. Uap logam menyerap sinar laser dan terionisasi menjadi awan plasma. Gas pelindung di sekitar uap logam juga terionisasi karena panas. Jika plasma terlalu banyak, sinar laser akan terkonsumsi oleh plasma. Sebagai energi kedua, plasma terdapat pada permukaan kerja, yang membuat kedalaman pengelasan lebih dangkal dan permukaan kolam las lebih lebar.
Bagaimana cara memilih gas pelindung yang tepat?
4. Tingkat Penyerapan
Penyerapan laser oleh suatu material bergantung pada beberapa sifat penting material tersebut, seperti laju penyerapan, reflektivitas, konduktivitas termal, suhu leleh, dan suhu penguapan. Di antara semua faktor tersebut, yang terpenting adalah laju penyerapan.
Dua faktor memengaruhi laju penyerapan material terhadap sinar laser. Pertama, koefisien resistansi material. Ditemukan bahwa laju penyerapan material berbanding lurus dengan akar kuadrat dari koefisien resistansi, dan koefisien resistansi bervariasi dengan suhu. Kedua, kondisi permukaan (atau lapisan akhir) material memiliki pengaruh penting terhadap laju penyerapan sinar, yang berdampak signifikan pada efek pengelasan.
5. Kecepatan Pengelasan
Kecepatan pengelasan sangat berpengaruh terhadap kedalaman penetrasi. Meningkatkan kecepatan akan membuat kedalaman penetrasi lebih dangkal, tetapi kecepatan yang terlalu rendah akan menyebabkan peleburan material yang berlebihan dan pengelasan tembus benda kerja. Oleh karena itu, terdapat rentang kecepatan pengelasan yang tepat untuk material tertentu dengan daya laser dan ketebalan tertentu, dan kedalaman penetrasi maksimum dapat diperoleh pada nilai kecepatan yang sesuai.
6. Panjang Fokus Lensa Fokus
Lensa fokus biasanya dipasang di kepala pistol las, umumnya dipilih panjang fokus 63~254mm (diameter 2,5" ~10"). Ukuran titik fokus berbanding lurus dengan panjang fokus, semakin pendek panjang fokus, semakin kecil titik fokusnya. Namun, panjang fokus juga memengaruhi kedalaman fokus, yaitu, kedalaman fokus meningkat secara sinkron dengan panjang fokus, sehingga panjang fokus yang pendek dapat meningkatkan kepadatan daya, tetapi karena kedalaman fokusnya kecil, jarak antara lensa dan benda kerja harus dijaga dengan akurat, dan kedalaman penetrasi tidak besar. Karena pengaruh percikan dan mode laser selama pengelasan, kedalaman fokus terpendek yang digunakan dalam pengelasan aktual sebagian besar adalah 126mm (diameter 5"). Lensa dengan panjang fokus 254mm (diameter 10") dapat dipilih ketika sambungan las besar atau las perlu ditingkatkan dengan memperbesar ukuran titik fokus. Dalam hal ini, daya keluaran laser yang lebih tinggi (kepadatan daya) diperlukan untuk mencapai efek lubang penetrasi yang dalam.
Pertanyaan lebih lanjut tentang harga dan konfigurasi mesin las laser genggam
Waktu posting: 27 September 2022