Las laser mangrupikeun salah sahiji aspék penting tina aplikasi téknologi pamrosésan laser, tapi ogé téknologi las anu paling narik perhatian sareng ngajangjikeun dina abad ka-21. Dibandingkeun sareng metode las tradisional, las laser ngagaduhan seueur kaunggulan, kualitas las anu langkung luhur sareng efisiensi anu langkung gancang. Ayeuna, téknologi las laser parantos seueur dianggo dina manufaktur, metalurgi bubuk, industri otomotif, industri éléktronik, biomédis sareng widang sanésna.
Numutkeun mékanisme formasi kolam las, las laser ngagaduhan dua mékanisme las dasar: las konduksi panas sareng las penetrasi jero (liang leutik). Panas anu dihasilkeun ku las konduksi panas disebarkeun ka benda kerja ngalangkungan transfer panas, supados permukaan las lebur, dasarna teu aya fenomena penguapan, anu sering dianggo dina las komponén témbok ipis kecepatan rendah. Las fusi jero nguapkeun bahan sareng ngabentuk seueur plasma. Kusabab panas anu ageung, bakal aya liang di tungtung hareup kolam lebur. Las penetrasi jero tiasa ngelas benda kerja sacara saksama, sareng énergi input ageung, kecepatan las gancang, mangrupikeun modeu las laser anu paling seueur dianggo.
Aya seueur parameter prosés anu mangaruhan kualitas pangelasan laser, sapertos kapadetan daya, bentuk gelombang pulsa laser, defokus, kecepatan pangelasan sareng gas niup bantu.
1. Kapadatan kakuatan laser Kapadatan kakuatan mangrupikeun salah sahiji parameter anu paling penting dina pamrosésan laser. Kalayan kapadetan kakuatan anu langkung luhur, lapisan permukaan tiasa dipanaskeun dugi ka titik didih dina rentang waktos mikrodetik, ngahasilkeun seueur penguapan. Ku alatan éta, kapadetan kakuatan anu luhur pisan nguntungkeun pikeun pamrosésan miceun bahan, sapertos ninju, motong sareng ngukir. Pikeun kapadetan kakuatan anu handap, peryogi sababaraha milidetik pikeun suhu permukaan ngahontal titik didih, sareng sateuacan lapisan permukaan nguap, lapisan handap ngahontal titik lebur, anu gampang pikeun ngabentuk las fusi anu saé. Ku alatan éta, dina las laser konduksi panas, rentang kapadetan kakuatan nyaéta 104-106W/cm2.
2. Gelombang pulsa laser
Gelombang pulsa laser teu ngan ukur parameter penting pikeun ngabédakeun panyabutan bahan tina lebur bahan, tapi ogé parameter konci pikeun nangtukeun volume sareng biaya alat pamrosésan. Nalika sinar laser inténsitas tinggi ka permukaan bahan, permukaan bahan bakal ngagaduhan 60 ~ 90% tina pantulan énergi laser sareng leungitna, khususna emas, pérak, tambaga, aluminium, titanium sareng bahan sanésna pantulan anu kuat, transfer panas anu gancang. Pantulan logam bénten-bénten sareng waktos salami sinyal pulsa laser. Nalika suhu permukaan bahan naék kana titik lebur, pantulan turun gancang, sareng nalika permukaan aya dina kaayaan lebur, pantulan stabil dina nilai anu tangtu.
3. Lebar pulsa Lebar pulsa mangrupikeun parameter penting dina pangelasan laser pulsa. Lebar pulsa ditangtukeun ku jerona penetrasi sareng zona anu kapangaruhan panas. Beuki panjang lebar pulsa, beuki ageung zona anu kapangaruhan panas, sareng jerona penetrasi ningkat kalayan 1/2 kakuatan tina lebar pulsa. Nanging, paningkatan lebar pulsa bakal ngirangan kakuatan puncak, janten paningkatan lebar pulsa umumna dianggo pikeun pangelasan konduksi panas, anu ngahasilkeun ukuran las anu lega sareng déét, khususna cocog pikeun pangelasan pangkuan pelat ipis sareng kandel. Nanging, kakuatan puncak anu langkung handap nyababkeun input panas anu kaleuleuwihi, sareng unggal bahan gaduh lebar pulsa optimal anu maksimalkeun penetrasi.
4, pangelasan laser defokus biasana meryogikeun jumlah defokus anu tangtu, sabab fokus laser di tengah kapadetan kakuatan titik teuing luhur, gampang nguap kana liang. Sebaran kapadetan kakuatan relatif seragam dina unggal bidang jauh ti fokus laser. Aya dua metode defokus: defokus positif sareng defokus négatif. Upami bidang fokus ayana di luhur benda kerja, éta mangrupikeun defokus positif; upami henteu, éta mangrupikeun defokus négatif. Numutkeun téori optik géométri, nalika jarak antara bidang defokus positif sareng négatif sareng bidang pangelasan sami, kapadetan kakuatan dina bidang anu saluyu ampir sami, tapi bentuk kolam las anu diala béda. Dina kasus defokus négatif, penetrasi anu langkung ageung tiasa diala, anu aya hubunganana sareng prosés formasi kolam cair.
5, laju pangelasan Laju pangelasan nangtukeun kualitas permukaan pangelasan, penetrasi, zona anu kapangaruhan panas, jsb. Laju pangelasan bakal mangaruhan asupan panas per unit waktos. Upami laju pangelasan laun teuing, asupan panas bakal ageung teuing, anu nyababkeun benda kerja kaduruk. Upami laju pangelasan gancang teuing, asupan panas bakal alit teuing, anu nyababkeun benda kerja kaduruk. Ngurangan laju pangelasan biasana dianggo pikeun ningkatkeun penetrasi.
6, gas pelindung niup bantu gas pelindung niup bantu mangrupikeun prosés penting dina pangelasan laser kakuatan tinggi. Di hiji sisi, pikeun nyegah bahan logam tina sputtering sareng ngotoran eunteung fokus; Di sisi anu sanés, éta pikeun nyegah plasma anu dihasilkeun dina prosés pangelasan tina fokus teuing sareng nyegah laser ngahontal permukaan bahan. Dina prosés pangelasan laser, hélium, argon, nitrogén sareng gas sanésna sering dianggo pikeun ngajaga kolam renang anu lebur, supados benda kerja dijaga tina oksidasi dina rékayasa pangelasan. Faktor-faktor sapertos jinis gas pelindung, ukuran aliran hawa sareng sudut niup gaduh pangaruh anu ageung kana hasil pangelasan. Métode niup anu béda ogé gaduh pangaruh anu tangtu kana kualitas pangelasan.
Hélium teu gampang ngionisasi (ngabogaan énergi pangion anu luhur), sahingga laser bisa ngaliwatan kalawan lancar sarta énergi sinar bisa nepi ka beungeut benda kerja tanpa halangan. Ieu mangrupa gas pelindung anu pangéféktifna anu dipaké dina pangelasan laser, tapi hargana kawilang mahal. Argon leuwih murah jeung leuwih padet, jadi leuwih hadé panangtayunganna. Sanajan kitu, éta gampang diionisasi ku plasma logam suhu luhur, sahingga ngajaga sabagian sinar tina benda kerja, ngurangan kakuatan laser anu efektif dina pangelasan, tapi ogé ngaruksak kecepatan jeung penetrasi pangelasan. Beungeut las anu dijaga ku argon leuwih lemes tibatan anu dijaga ku hélium. Nitrogén mangrupa gas pelindung anu pangmurahna, tapi teu cocog pikeun sababaraha jenis pangelasan stainless steel, utamana alatan masalah metalurgi, saperti panyerepan, anu sakapeung nyiptakeun pori-pori dina zona pangkuan.
Salaku téknologi pangelasan anyar, pangelasan laser mibanda ciri-ciri kapadetan énergi anu luhur, kecepatan anu luhur, presisi anu luhur, penetrasi anu jero sareng adaptasi anu kuat. Aplikasina beuki lega, anu henteu ngan ukur tiasa ningkatkeun efisiensi produksi, tapi ogé ningkatkeun kualitas pangelasan. Téhnologi pangelasan laser pasti bakal maénkeun peran anu langkung penting dina widang pamrosésan bahan.
Waktos posting: 28-Mar-2023
