Gas Pelindung untuk Pengelasan Laser |

Pengelasan laser terutama ditujukan untuk meningkatkan efisiensi dan kualitas pengelasan material berdinding tipis dan komponen presisi. Hari ini, kita tidak akan membahas keunggulan pengelasan laser, tetapi akan berfokus pada cara menggunakan gas pelindung untuk pengelasan laser dengan benar.

Mengapa menggunakan gas pelindung untuk pengelasan laser?

Dalam pengelasan laser, gas pelindung akan memengaruhi pembentukan las, kualitas las, kedalaman las, dan lebar las. Dalam kebanyakan kasus, meniupkan gas bantu akan memberikan efek positif pada las, tetapi juga dapat menimbulkan efek negatif.

Jika Anda meniup gas pelindung dengan benar, ini akan membantu Anda:

✦Melindungi kolam las secara efektif untuk mengurangi atau bahkan menghindari oksidasi

✦Secara efektif mengurangi percikan yang dihasilkan dalam proses pengelasan

✦Secara efektif mengurangi pori-pori las

✦Membantu penyebaran kolam las secara merata saat pemadatan, sehingga jahitan las memiliki tepi yang bersih dan halus

✦Efek perisai dari gumpalan uap logam atau awan plasma pada laser berkurang secara efektif, dan tingkat pemanfaatan laser yang efektif meningkat.

Selamajenis gas pelindung, laju aliran gas, dan pemilihan mode peniupanJika benar, Anda bisa mendapatkan efek pengelasan yang ideal. Namun, penggunaan gas pelindung yang tidak tepat juga dapat berdampak buruk pada pengelasan. Penggunaan jenis gas pelindung yang salah dapat menyebabkan derit pada las atau mengurangi sifat mekanis las. Laju aliran gas yang terlalu tinggi atau terlalu rendah dapat menyebabkan oksidasi las yang lebih parah dan gangguan eksternal yang serius pada material logam di dalam kolam las, yang mengakibatkan keruntuhan las atau pembentukan yang tidak merata.

Jenis-jenis gas pelindung

Gas pelindung yang umum digunakan dalam pengelasan laser terutama adalah N2, Ar, dan He. Sifat fisik dan kimianya berbeda, sehingga efeknya terhadap las juga berbeda.

Nitrogen (N2)

Energi ionisasi N2 tergolong sedang, lebih tinggi daripada Ar, dan lebih rendah daripada He. Di bawah radiasi laser, derajat ionisasi N2 tetap stabil, yang dapat mengurangi pembentukan awan plasma dan meningkatkan tingkat pemanfaatan laser yang efektif. Nitrogen dapat bereaksi dengan paduan aluminium dan baja karbon pada suhu tertentu untuk menghasilkan nitrida, yang akan meningkatkan kerapuhan las dan mengurangi ketangguhan, serta berdampak negatif yang signifikan terhadap sifat mekanik sambungan las. Oleh karena itu, penggunaan nitrogen tidak disarankan untuk pengelasan paduan aluminium dan baja karbon.

Namun, reaksi kimia antara nitrogen dan baja tahan karat yang dihasilkan oleh nitrogen dapat meningkatkan kekuatan sambungan las, yang akan bermanfaat untuk meningkatkan sifat mekanis las, sehingga pengelasan baja tahan karat dapat menggunakan nitrogen sebagai gas pelindung.

Argon (Ar)

Energi ionisasi Argon relatif rendah, dan derajat ionisasinya akan menjadi lebih tinggi di bawah aksi laser. Oleh karena itu, Argon, sebagai gas pelindung, tidak dapat secara efektif mengendalikan pembentukan awan plasma, yang akan mengurangi tingkat pemanfaatan efektif pengelasan laser. Pertanyaannya adalah: apakah argon merupakan kandidat yang buruk untuk penggunaan pengelasan sebagai gas pelindung? Jawabannya adalah Tidak. Sebagai gas inert, Argon sulit bereaksi dengan sebagian besar logam, dan Ar murah untuk digunakan. Selain itu, densitas Ar yang tinggi akan memudahkan Argon untuk tenggelam ke permukaan kolam lelehan las dan dapat melindungi kolam las dengan lebih baik, sehingga Argon dapat digunakan sebagai gas pelindung konvensional.

Helium (He)

Tidak seperti Argon, Helium memiliki energi ionisasi yang relatif tinggi sehingga dapat mengendalikan pembentukan awan plasma dengan mudah. Di saat yang sama, Helium tidak bereaksi dengan logam apa pun. Helium merupakan pilihan yang sangat baik untuk pengelasan laser. Satu-satunya masalah adalah harganya yang relatif mahal. Bagi fabrikator yang menyediakan produk logam untuk produksi massal, helium akan menambah biaya produksi secara signifikan. Oleh karena itu, helium umumnya digunakan dalam penelitian ilmiah atau produk dengan nilai tambah yang sangat tinggi.

Bagaimana cara meniup gas pelindung?

Pertama-tama, perlu dipahami bahwa apa yang disebut "oksidasi" pada las hanyalah istilah umum, yang secara teoritis merujuk pada reaksi kimia antara las dan komponen berbahaya di udara, yang menyebabkan kerusakan pada las. Umumnya, logam las bereaksi dengan oksigen, nitrogen, dan hidrogen di udara pada suhu tertentu.

Untuk mencegah terjadinya lasan "teroksidasi" diperlukan pengurangan atau penghindaran kontak antara komponen-komponen berbahaya tersebut dengan logam las pada suhu tinggi, yang bukan hanya pada logam kolam cair tetapi pada seluruh periode sejak logam las dicairkan hingga logam kolam cair tersebut memadat dan suhunya mendingin hingga mencapai suhu tertentu.

Dua cara utama untuk meniup gas pelindung

▶Yang satu meniupkan gas pelindung pada sumbu samping, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

▶Yang lainnya adalah metode peniupan koaksial, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Gambar 1.

Gambar 2.

Pemilihan kedua metode peniupan ini merupakan pertimbangan komprehensif dari berbagai aspek. Secara umum, disarankan untuk menggunakan metode peniupan gas pelindung samping.

Beberapa contoh pengelasan laser

1. Pengelasan manik/garis lurus

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3, bentuk las produk bersifat linier, dan bentuk sambungannya dapat berupa sambungan tumpul, sambungan tumpang tindih, sambungan sudut negatif, atau sambungan las tumpang tindih. Untuk jenis produk ini, sebaiknya gunakan gas pelindung tiup sumbu samping seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.

2. Pengelasan figur atau area tertutup

Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, bentuk las produk adalah pola tertutup seperti keliling bidang, bentuk multilateral bidang, bentuk linier multi-segmen bidang, dll. Bentuk sambungan dapat berupa sambungan tumpul, sambungan tumpang tindih, pengelasan tumpang tindih, dll. Sebaiknya gunakan metode gas pelindung koaksial seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 untuk jenis produk ini.

Pemilihan gas pelindung secara langsung memengaruhi kualitas, efisiensi, dan biaya produksi pengelasan. Namun, karena beragamnya material las, dalam proses pengelasan yang sebenarnya, pemilihan gas las menjadi lebih kompleks dan membutuhkan pertimbangan komprehensif terkait material las, metode pengelasan, posisi pengelasan, serta persyaratan efek pengelasan. Melalui uji pengelasan, Anda dapat memilih gas las yang paling sesuai untuk mencapai hasil yang lebih baik.

Gas Pelindung untuk Pengelasan Laser