Dengan popularitas tukang las laser genggam di industri, orang ingin tahu lebih banyak tentang pengelasan laser. Artikel ini menjelaskan dua mode pengelasan laser yang berbeda dan faktor-faktor yang berdampak pada efektivitas pengelasan laser.
Pengelasan laser dapat dicapai dengan sinar laser kontinu atau berdenyut, dan dapat diklasifikasikan sebagai pengelasan perpindahan panas atau pengelasan fusi dalam laser berdasarkan prinsip pengelasan laser. Berikut adalah penjelasan dari kedua mode las laser tersebut.
pengelasan konduksi panas
Pengelasan konduksi panas melibatkan difusi panas ke benda kerja melalui perpindahan panas. Benda kerja dilelehkan dan kolam lelehan khusus dibentuk dengan mengontrol parameter laser seperti lebar, energi, daya puncak, dan frekuensi pengulangan pulsa laser. Mode pengelasan laser ini menghasilkan fenomena peleburan hanya pada permukaan las, bagian dalam benda kerja tidak sepenuhnya meleleh dan pada dasarnya tidak ada penguapan yang dihasilkan. Kedalaman lelehan yang dangkal dan kecepatan las yang lambat setelah pengelasan sebagian besar digunakan untuk pengelasan bahan logam berdinding tipis dengan kecepatan rendah.
Pengelasan fusi dalam laser
Pengelasan fusi dalam laser tidak hanya sepenuhnya menembus material, tetapi juga menguapkan material, membentuk plasma dalam jumlah besar. Karena panas yang tinggi, lubang kunci akan muncul di depan kolam lelehan. Pengelasan fusi dalam adalah mode pengelasan laser yang paling banyak digunakan karena energi masukannya yang tinggi, kecepatan pengelasan yang tinggi, dan rasio kedalaman terhadap lebar yang besar. Mesin las laser untuk pengelasan roda gigi dan pengelasan lembaran metalurgi terutama melibatkan pengelasan fusi dalam laser.
Parameter proses yang berbeda memiliki efek berbeda pada efek pengelasan laser. Tiga faktor yang berdampak pada efek pengelasan laser dijelaskan di sini.
Kekuatan Laser
Ada ambang kepadatan energi laser dalam pengelasan laser, di bawahnya kedalaman lelehan dangkal, dan setelah nilai ini tercapai atau terlampaui, kedalaman lelehan meningkat secara substansial. Hanya ketika kerapatan daya laser pada benda kerja melebihi nilai ambang batas (tergantung material), plasma dihasilkan, yang menandai stabilisasi pengelasan fusi dalam.
Jika daya laser di bawah ambang batas ini, hanya peleburan permukaan benda kerja yang terjadi, yaitu hasil pengelasan dalam jenis perpindahan panas yang stabil. Dan ketika kerapatan daya laser mendekati kondisi kritis untuk pembentukan lubang kecil, pengelasan fusi dalam dan pengelasan konduksi bergantian dan menjadi proses pengelasan yang tidak stabil, menghasilkan fluktuasi besar dalam kedalaman lelehan. Saat pengelasan fusi dalam laser, daya laser mengontrol kedalaman penetrasi dan kecepatan pengelasan. Secara umum, untuk sinar laser berdiameter tertentu, kedalaman lelehan meningkat seiring dengan meningkatnya kekuatan sinar.
Kecepatan pengelasan
Kecepatan pengelasan memiliki dampak besar pada kedalaman lelehan. Meningkatkan kecepatan pengelasan akan membuat kedalaman lelehan menjadi lebih dangkal, tetapi kecepatan yang terlalu rendah akan menyebabkan pelelehan material yang berlebihan dan pengelasan melalui benda kerja. Oleh karena itu, untuk kekuatan laser tertentu dan ketebalan tertentu dari bahan tertentu harus memiliki rentang kecepatan pengelasan yang sesuai, dan di mana nilai kecepatan yang sesuai dapat diperoleh saat kedalaman lelehan maksimum.
Gas pelindung
Proses pengelasan laser sering menggunakan gas lembam untuk melindungi kolam cair, yang dapat diabaikan ketika bahan tertentu dapat dilas terlepas dari oksidasi permukaan, tetapi untuk sebagian besar aplikasi helium, argon, dan nitrogen sering digunakan untuk melindungi benda kerja dari oksidasi selama pengelasan. proses.
Helium tidak mudah terionisasi, memungkinkan laser melewatinya dan energi pancaran mencapai permukaan benda kerja tanpa hambatan. Ini adalah gas pelindung paling efektif yang digunakan dalam pengelasan laser, tetapi harganya lebih mahal. Argon lebih murah dan lebih padat, sehingga melindungi dengan lebih baik. Namun, rentan terhadap ionisasi plasma logam suhu tinggi dan sebagai hasilnya melindungi sebagian sinar dari mencapai benda kerja, mengurangi daya laser yang efektif untuk pengelasan dan juga merusak kecepatan pengelasan dan kedalaman lelehan. Nitrogen adalah jenis gas pelindung termurah, tetapi tidak cocok untuk jenis pengelasan baja tahan karat tertentu. Hal ini terutama disebabkan oleh masalah metalurgi, seperti penyerapan, yang terkadang menimbulkan porositas di zona pangkuan.
Fungsi kedua menggunakan gas pelindung adalah untuk melindungi lensa pemfokusan di dalam senjata las laser dari kontaminasi uap logam dan muncratan tetesan cairan cair. Ini sangat diperlukan dalam pengelasan laser daya tinggi, di mana ejecta menjadi sangat kuat. Fungsi ketiga dari gas pelindung adalah untuk membubarkan pelindung plasma yang dihasilkan oleh pengelasan laser daya tinggi.
