1. Apa yang menentukan kecepatan pengelasan
Kecepatan pengelasan laser bukanlah angka tunggal. Itu tergantung pada lima elemen yang berinteraksi:
Kekuatan dan mode laser. Mode gelombang kontinu dan daya lebih tinggi umumnya memungkinkan pergerakan lebih cepat dibandingkan pengelasan mikro-berdaya rendah atau berdenyut.
Bahan dan ketebalan. Paduan padat atau sangat reflektif seperti aluminium dan tembaga biasanya memerlukan kecepatan lebih lambat dibandingkan baja karbon dengan ketebalan yang sama. Bagian yang lebih tebal memerlukan lebih banyak energi per satuan panjang.
Desain dan penyesuaian{0}}gabungan. Pengelasan laser autogen lebih menyukai celah yang rapat. Semakin lurus dan cocok-sambungannya, semakin cepat Anda dapat berlari tanpa cacat.
Kualitas sinar dan posisi fokus. Fokus kecil dan stabil pada bidang sambungan memusatkan energi dan mendukung kecepatan yang lebih tinggi.
Melindungi dan membantu gas. Pemilihan dan aliran gas yang tepat meningkatkan ejeksi lelehan dan kualitas permukaan, memungkinkan kecepatan lebih tinggi tanpa oksidasi.
2. Rentang kecepatan tipikal dengan pengelasan laser serat
Angka-angka di bawah adalah rentang yang mewakili laser serat gelombang kontinu dengan kecocokan{0}}yang baik dan perlindungan yang sesuai. Hasil sebenarnya bergantung pada daya, optik, geometri sambungan, dan target kualitas.
Lembaran tipis 0,2 hingga 1,0 mm
– Baja tahan karat atau karbon: sekitar 5 hingga 15 m per menit dengan 1 hingga 3 kW.
– Paduan aluminium: sekitar 3 hingga 10 m per menit dengan 2 hingga 4 kW karena reflektifitas yang lebih tinggi.
– Pengelasan mikro-berdenyut untuk komponen elektronik atau medis: biasanya di bawah 1 m per menit karena presisi, bukan kecepatan, yang diprioritaskan.
Ketebalan sedang 1 hingga 3 mm
– Baja tahan karat dan karbon: sekitar 1 hingga 5 m per menit dengan 2 hingga 6 kW.
– Aluminium: sekitar 0,8 hingga 3 m per menit dengan 3 hingga 6 kW.
Pelat tebal 4 hingga 6 mm ke atas
– Baja dengan ukuran 4 hingga 6 mm: kira-kira 0,5 hingga 2 m per menit dengan 4 hingga 8 kW dalam mode lubang kunci.
– Bagian di atas 6 mm: kira-kira 0,2 hingga 1,0 m per menit dengan 6 hingga 12 kW, tergantung pada akses sambungan dan persyaratan kualitas.
Catatan modus
– Mode konduksi (pelelehan dangkal tanpa lubang kunci penuh) menghasilkan kosmetik yang sangat baik tetapi pada kecepatan maksimum yang lebih rendah untuk penetrasi tertentu.
– Mode lubang kunci mencapai penetrasi yang dalam pada kecepatan lebih tinggi, asalkan stabilitas tetap terjaga.
3. Efisiensi dibandingkan dengan pengelasan tradisional
Kecepatan dan waktu siklus
– Versus TIG: pengelasan laser biasanya 2 hingga 10 kali lebih cepat untuk sambungan dan ketebalan yang sebanding karena ini memusatkan energi dan tidak memerlukan pengendapan pengisi.
– Versus MIG: laser sering kali bekerja 1,5 hingga 5 kali lebih cepat pada lembaran tipis dan sedang untuk jahitan yang berkesinambungan. Pada las fillet yang sangat tebal dengan celah besar, MIG-deposisi tinggi dapat menjadi kompetitif.
Masukan panas dan distorsi
– Laser menggunakan masukan panas keseluruhan per satuan panjang yang lebih rendah, sehingga menghasilkan zona-yang terkena dampak panas lebih kecil, distorsi lebih sedikit, dan langkah pelurusan atau pengerjaan ulang lebih sedikit.
Pasca-pemrosesan
– Jahitan yang sempit dan permukaan yang bersih mengurangi atau menghilangkan penggilingan dan pemolesan, sehingga memperpendek waktu siklus hilir.
Tenaga kerja dan otomatisasi
– Laser mudah diintegrasikan dengan CNC atau robot, memungkinkan pengoperasian berkelanjutan dengan kemampuan pengulangan yang tinggi dan intervensi operator yang lebih sedikit.
Bahan habis pakai dan energi
– Pengelasan laser autogenous tidak memerlukan kawat pengisi, fluks, atau gas pelindung dalam jumlah besar dalam banyak kasus, sehingga mengurangi penggunaan bahan habis pakai.
– Laser serat modern memiliki efisiensi listrik yang tinggi, sehingga energi per bagian sering kali lebih rendah setelah parameter dioptimalkan.
Kualitas dan hasil
– Stabilitas sinar tinggi dan kontrol daya-loop tertutup dapat meningkatkan hasil lintasan-pertama, sehingga semakin meningkatkan throughput yang efektif.
4. Ketika proses tradisional masih lebih disukai
– Celah yang besar, pemasangan-yang buruk, atau las fillet yang sangat tebal mungkin mendukung MIG dengan tingkat deposisi tinggi atau TIG multi-lintasan.
– Bahan atau pelapis yang membutuhkan penghubung celah atau perilaku pembasahan di luar kemampuan laser autogen mungkin memerlukan kawat pengisi atau pengelasan busur laser{0}}hibrida.
– Anggaran modal yang lebih rendah dan volume produksi yang sangat kecil dapat membuat metode konvensional menjadi lebih praktis, meskipun kecepatannya lebih lambat.
5. Langkah praktis untuk memaksimalkan kecepatan dan efisiensi pengelasan laser
– Sesuaikan kekuatan laser dan posisi fokus dengan kedalaman sambungan; pertahankan bidang fokus sedikit di bawah permukaan atas untuk pengelasan lubang kunci yang stabil.
– Jaga kebersihan lensa dan jendela pelindung untuk menjaga kualitas sinar.
– Mengontrol celah sambungan; pada lembaran tipis, jaga jarak biasanya di bawah 0,1 mm untuk penetrasi yang konsisten pada kecepatan tinggi.
– Pilih gas pelindung dan alirkan dengan hati-hati; nitrogen atau argon untuk baja tahan karat, campuran helium untuk menantang konduksi panas atau kebutuhan kosmetik.
– Optimalkan perencanaan jalur, arah-masuk dan-keluar, dan gunakan goyangan atau osilasi sinar bila diperlukan untuk menoleransi celah kecil tanpa mengorbankan kecepatan.
– Validasi parameter dengan uji coba-desain-eksperimen singkat sebelum melakukan penskalaan ke produksi.
Kesimpulan
Pengelasan laser dapat berjalan mulai dari kecepatan di bawah 1 m per menit dalam pengelasan mikro berdenyut presisi hingga lebih dari 10 m per menit pada lembaran tipis dengan laser serat gelombang kontinu. Dibandingkan dengan TIG dan MIG, teknologi ini biasanya memberikan kecepatan perjalanan yang jauh lebih tinggi, masukan panas yang lebih rendah, pasca-pemrosesan yang lebih sedikit, dan potensi otomatisasi yang unggul. Memilih mode, optik, gas, dan perlengkapan yang tepat memungkinkan produsen menerjemahkan kecepatan nominal menjadi produktivitas nyata sambil mempertahankan kualitas las yang tinggi.
-- Rayther Laser Lyra Zhang
https://www.raytherlasercutter.com/laser-pengelasan-mesin/laser-tukang las-pengelasan-machine.html