Sebagai alat pemrosesan canggih, laser memainkan peran yang semakin penting di bidang pengelasan industri. Meskipun teknologi pengelasan laser tradisional dapat mengendalikan cacat ini sampai batas tertentu, efeknya seringkali dibatasi oleh parameter dan proses pengelasan yang tetap. Dalam beberapa tahun terakhir, munculnya teknologi pengelasan laser ayun memberikan solusi baru untuk pengendalian cacat pengelasan. Dengan memperkenalkan ayunan sinar laser selama proses pengelasan, teknologi ini dapat secara signifikan meningkatkan karakteristik dinamis kolam las, sehingga mengoptimalkan kualitas pengelasan. Teknologi pengelasan laser ayun terutama didasarkan pada kontrol yang tepat dari sinar laser dan teknologi ayun untuk mencapai pengelasan yang efisien dan berkualitas tinggi.
Perbaiki penampilan:
Selamaproses pengelasanSinar laser diayunkan dengan cepat dan tepat untuk mencakup seluruh area pengelasan. Ketika sinar bergerak searah dengan pengelasan, ia berosilasi dalam berbagai bentuk, seperti lingkaran, angka 8, dan spiral. Chen dkk. menggunakan laser ayun untuk mengelas paduan aluminium yang berbeda, dan dibandingkan dengan pengelasan tanpa laser ayun, morfologi pengelasan depan dan belakang pada pengelasan laser ayun secara signifikan meningkat. Selain itu, pengelasan laser ayun melintang digunakan untuk meningkatkan kemampuan adaptasi celah alur. Pada beberapa benda kerja sambungan konduktif, perlu untuk memperluas area arus berlebih, juga perlu untuk memperluas permukaan sambungan logam, dan juga perlu untuk mengayunkan pengelasan laser agar permukaan sambungan logam menjadi berbentuk "U".
1. (a) dan (b) statistik morfologi penampang las dan ukuran las pada mode ayunan yang berbeda; (c) Pembentukan permukaan atas las pada mode ayunan yang berbeda.
Perbaiki fusi dinding samping yang buruk:
Cacat tidak menyatunya dinding samping mudah terjadi pada pengelasan laser celah sempit tradisional pada pelat tebal sedang, yang disebabkan oleh distribusi energi laser yang tidak merata di dalam alur, masukan panas di tengah alur besar, dan masukan panas di dinding samping alur kecil, sehingga tidak dapat membentuk kombinasi yang baik. Langkah kunci untuk mengatasi cacat dinding samping yang tidak menyatu adalah dengan meningkatkan masukan panas ke dinding samping. Dalam proses pengelasan laser, distribusi energi sinar laser yang lebih rasional pada permukaan benda kerja dapat diwujudkan melalui ayunan sinar. Ketika lebar alur berubah, amplitudo ayunan sinar disesuaikan agar sesuai dengan lebar alur, sehingga membentuk masukan panas yang efektif ke dinding samping.
2. Gambar makroskopis hasil pengelasan dari lapisan pertama (L1) hingga lapisan ketujuh (L7) untuk pengelasan laser dengan atau tanpa osilasi.
Mengurangi cacat porositas:
Mekanisme penghambatan ayunan laser pada pori-pori pengelasan dapat dikaitkan dengan peningkatan stabilitas lubang kecil dan peningkatan fluiditas logam cair. Gambar 3 menunjukkan perilaku aliran kolam lelehan yang ditunjukkan oleh partikel penanda selama proses pengelasan. Goyangan berkas cahaya menyebabkan lubang kecil membentuk gerakan pengadukan rotasi frekuensi tinggi dan kecepatan tinggi, yang mendorong luapan gelembung dan memiliki efek "menjebak" pada pori-pori yang telah mengeras. Pada saat yang sama, goyangan berkas cahaya meningkatkan luas lubang kecil dan mengurangi kemungkinan keruntuhan akibat ketidakstabilan untuk membentuk gelembung.
3. (a) dan (b) lintasan partikel penanda selama pengelasan; Area bukaan lubang kunci: (c) tanpa laser berayun (d) laser berayun.
Mengurangi kerusakan akibat retakan:
Retak termal adalah jenis cacat yang terbentuk dalam proses pengelasan akibat interaksi tegangan internal dan faktor metalurgi, yang sering ditemukan di zona yang terpengaruh panas (HAZ) pengelasan. Pembentukan retak tersebut berkaitan dengan kerentanan material pada suhu tinggi, tegangan pengelasan, dan komposisi kimia material. Teknologi pengelasan laser tradisional dapat menghasilkan retak termal dalam proses pengelasan, terutama karena alasan berikut: Pertama, karena masukan energi yang tinggi dari pengelasan laser, yang mengakibatkan pemanasan dan pendinginan cepat pada area pengelasan, sehingga menghasilkan gradien termal dan tegangan termal yang besar; Kedua, reaksi metalurgi dalam proses pengelasan dapat menyebabkan segregasi unsur pengotor dengan titik leleh rendah, membentuk fase rapuh dan meningkatkan sensitivitas retak. Terakhir, pembekuan material yang cepat dapat menyebabkan heterogenitas struktur mikro, dan arah pertumbuhan kristal kolumnar adalah dari kolam lelehan ke tengah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4. Dalam hal ini, sensitivitas terhadap retak meningkat secara signifikan.
4. Mode pembekuan pengelasan laser (a) pengelasan laser konvensional (b) pengelasan laser ayun.
Teknologi pengelasan laser berosilasi dapat secara efektif mengurangi atau menghilangkan terjadinya retakan panas dengan memperkenalkan sinar laser yang berosilasi. Selama proses pengelasan laser berosilasi, osilasi periodik sinar laser dapat mendorong aliran logam di kolam lelehan, sehingga meningkatkan keseragaman struktur mikro, dan butiran tumbuh koaksial di tengah kolam lelehan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5. Butiran koaksial ini bertindak sebagai penghalang pelindung untuk mencegah penyebaran retakan dan bertindak sebagai lapisan isolasi termal untuk mencegah penyebaran retakan lebih lanjut. Pada saat yang sama, laser berosilasi membantu mengurangi pembentukan fase rapuh akibat segregasi komponen, mengurangi risiko retak termal.
5. (A) Karakteristik mikrostruktur pembekuan pada lasan laser konvensional (B) Karakteristik mikrostruktur pembekuan pada lasan laser ayunan (CCW).
Dibandingkan dengan pengelasan laser fusi mandiri, teknologi pengelasan laser ayun telah diakui sebagai cara efektif untuk mengurangi kecenderungan porositas dan memperbaiki cacat seperti ketidakmelengkungan dinding samping. Karena efek pengadukan sinar pada kolam lelehan, teknologi ini memiliki keunggulan signifikan dalam meningkatkan kesesuaian celah, meningkatkan keseragaman mikrostruktur, dan memperhalus butiran. Penerapan teknologi pengelasan laser ayun dapat membuat pengelasan laser lebih banyak digunakan, dan pengelasan presisi efisien laser dapat dicapai untuk benda kerja yang lebih besar dan lasan yang lebih lebar, yaitu, proses dasar dan akurasi perakitan produk menjadi lebih mudah.
Waktu posting: 21 Februari 2025
