Dibandingkan dengan metode pengelasan tradisional,pengelasan lasermemiliki keunggulan signifikan – input panas rendah, kecepatan pengelasan cepat, zona yang terkena panas kecil,
Dalam beberapa tahun terakhir, pengelasan laser telah banyak digunakan di industri otomotif, industri pembuatan kapal, industri tenaga nuklir, dan industri kedirgantaraan.
Industri penerbangan dan industri teknologi tinggi lainnya semakin banyak menggunakan peralatan lengkap, dan dengan penurunan biaya perlengkapan lengkap, kebutuhan akan perlengkapan perangkat keras sehari-hari pun meningkat.
Dan aplikasi-aplikasi terkait kehidupan lainnya mulai berkembang pesat. Namun pada saat yang sama, pengelasan laser tunggal juga memiliki beberapa kekurangan tertentu,
Tidak dapat memenuhi kebutuhan yang semakin beragam: pertama, persyaratan celah pada rakitan las laser tunggal sangat ketat,
Biasanya diperlukan celah kurang dari 0,2 mm, jika tidak akan sulit untuk mendapatkan sambungan yang baik; Kedua,pengelasan laser tunggalsangat sensitif terhadap retakan pengelasan
Sangat mudah menyebabkan keretakan las, dan komposisi las tidak dapat disesuaikan untuk mengendalikan timbulnya keretakan; Ketiga, tunggal
Pengelasan laser membutuhkan laser daya ultra tinggi saat mengelas pelat dengan ketebalan besar, dan kemampuan penetrasinya sepenuhnya bergantung pada daya laser tersebut.
Dan kualitas pengelasan tidak dapat dijamin sepenuhnya.
Untuk memenuhi kebutuhan perkembangan berbagai industri, metode pengelasan laser juga telah ditingkatkan, dan perkembangan yang sesuai telah dikembangkan, seperti yang dijelaskan dalam artikel ini.
Pengelasan pengisian kawat laser dan metode pengelasan lainnya dijelaskan. Pengelasan pengisian kawat laser dikembangkan berdasarkan pengelasan laser tunggal,
Dibandingkan dengan pengelasan laser tunggal, metode ini memiliki keunggulan yang jelas:
①Mengurangi secara signifikan persyaratan perakitan benda kerja, karena kawat las ditambahkan ke proses pengelasan, logam kolam las akan meningkat secara signifikan dan dapat dijembatani.
Hubungkan dengan celah las yang lebih besar, sambil membuat lasan lebih penuh;
Sifat mikrostruktur area pengelasan dapat dikendalikan, karena komposisi kawat las berbeda dengan komposisi material dasar sambungan las.
Setelah kawat dilebur ke dalam kolam las, kualitas, komposisi, dan proporsi kolam las dapat disesuaikan untuk mengontrol proses pembekuan dan pembentukan struktur mikro.
(3) Masukan energi garis kecil, zona yang terkena panas dan deformasi termal kecil, yang sangat kondusif untuk pengelasan benda kerja dengan persyaratan deformasi yang ketat;
④Dapat menghasilkan daya laser yang lebih kecil untuk pengelasan material yang lebih tebal, karena kawat las ditambahkan ke dalam proses pengelasan, sehingga pengelasan ganda dapat dicapai, dan
Logam kolam las akan diperbesar secara signifikan, sehingga sambungan las dapat dibuka untuk mengurangi ukuran sebenarnya dari benda las.
Ketebalan pengelasan laser, dan kemudian mewujudkan pengelasan kawat laser multi-saluran pada material pelat tebal.
Perbedaan antara pengelasan kawat laser dan pengelasan kawat laser
Bentuk pengelasan pengisi kawat laser ditunjukkan pada Gambar 1, yang berbeda dengan penyolderan pengisi kawat laser yang ditunjukkan pada Gambar 2. Unsur-unsur dasar dari kedua metode pengelasan tersebut adalah
Konsisten, terdiri dari sinar laser, kawat las, bagian las, gas pelindung sesuai kebutuhan aktual untuk memutuskan apakah akan menambahkan atau tidak, yang terlibat
Dan peralatan utamanya adalah mesin pengumpan kawat, mesin las, kepala pistol las pengisi kawat, kepala las, laser daya tinggi.
Gambar 1 Pengelasan fusi kawat laser
Gambar 2. Penyambungan kawat laser.
Meskipun pada dasarnya tidak ada perbedaan bentuk luar antara kedua metode pengelasan tersebut, terdapat perbedaan yang signifikan dalam esensinya. Saat pengelasan kawat laser,
Laser ini umumnya menggunakan laser serat daya tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Laser ini tidak hanya membutuhkan kawat las, tetapi juga perlu melelehkan logam dasar.
Efek lubang khusus dari pengelasan penetrasi dalam laser terbentuk pada logam dasar, membentuk kolam lelehan yang dalam, dan komposisi kawat las tercampur sepenuhnya dengan komposisi logam dasar.
Terbentuklah kolam lebur hibrida baru, dan komposisi elemen, proporsi, serta kualitas kolam lebur hibrida tersebut lebih besar daripada kawat las dan material dasar.
Oleh karena itu, kawat las yang sesuai dapat ditambahkan ke dalam proses pengelasan sesuai dengan kekurangan kinerja bahan dasar itu sendiri, sehingga dapat meningkatkan efisiensi pengelasan.
Dari segi tampilan, ketahanan terhadap retak, ketahanan terhadap kelelahan, ketahanan terhadap korosi, ketahanan terhadap keausan, dan aspek-aspek lain dari pengelasan sengaja ditingkatkan. Selain itu,
Selain itu, pengelasan kawat laser dapat berupa pengelasan bertumpuk multi-saluran, karena dapat mencapai pengelasan penetrasi dalam dengan efek lubang kecil, yang dapat dicapai.
Penggabungan sempurna dari dua lapisan terbawah pada hasil pengelasan menghindari cacat serius akibat tidak menyatunya material, sehingga mampu mengelas sambungan dengan ketebalan besar.
Kapankawat laserDalam proses penyambungan dengan patri, laser yang digunakan umumnya adalah laser semikonduktor daya tinggi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Pada kawat las, hanya sejumlah kecil laser yang akan bekerja pada lasan dan melelehkan sedikit logam di permukaan lasan, dan kolam lelehan hampir seluruhnya meleleh.
Kawat las dibentuk, sehingga kinerja pengelasan terutama bergantung pada komposisi unsur dan proporsi kawat las serta kawat las yang meleleh pada area pengelasan.
Tujuan utama dari pengelasan kawat laser adalah untuk mencapai kekuatan sambungan tertentu pada lasan.
Dan penyegelan, serta pengelasan kawat laser tidak dapat dilakukan dengan pengelasan bertumpuk multi-saluran, pengelasan dua lapisan atas dan bawah pada dasarnya tidak dapat dilakukan secara solid.
Setelah menyatu sepenuhnya dan efektif, sifat mekanis sambungan tersebut sangat buruk.
Bidang aplikasi pengelasan kawat laser
Dengan perkembangan teknologi pengelasan pengisi kawat laser dan peningkatan batas daya laser, jangkauan aplikasipengelasan pengisi kawat laser
Semakin luas cakupannya, terutama dalam aspek-aspek berikut:
Pengelasan kawat laser pada paduan aluminium
Secara umum, karena paduan aluminium itu sendiri memiliki daya pantul yang tinggi terhadap laser dan konduktivitas termal yang tinggi, maka paduan aluminium dilas dengan laser.
Ketika daya laser yang dibutuhkan besar, hal ini akan menyebabkan unsur-unsur dengan titik didih rendah dalam paduan aluminium (seperti Mg, Zn, dll.) mengalami penguapan dan kehilangan akibat pembakaran yang serius.
Pada saat yang sama, tegangan permukaan yang rendah dari logam leleh memengaruhi karakteristik pembekuan lasan, dan alasan-alasan ini akan menyebabkan keberadaan pengelasan laser paduan aluminium.
Banyak masalah – sifat mekanik sambungan las yang buruk, pembentukan las yang buruk, porositas, dan retakan yang serius. Sebagai gantinya, laser digunakan untuk mengisi celah kawat.
Pengelasan paduan aluminium akan secara signifikan memperbaiki masalah-masalah ini:
①Pengelasan kawat laser dapat memperbaiki cekungan permukaan las, dan secara efektif meningkatkan kualitas pengelasan.Jenisnya, dan percikan proses pengelasannya kecil;
②Penambahan kawat las tidak hanya dapat memengaruhi orientasi kristal dari kristal silindris dalam lasan, tetapi juga dapat mengencerkan lasan tersebut.Antarmuka kristal yang dihasilkan oleh pertumbuhan relatif kristal kolumnar inti meningkatkan pembentukan las, dan juga meningkatkan tingkat penyerapan material terhadap laser.
Dengan meningkatnya lebar peleburan, kekerasan mikro sedikit menurun, dan kekuatan tarik serta perpanjangan sambungan akan signifikan di bawah parameter proses yang dioptimalkan.
Meningkatkan; (3) Pengelasan dengan parameter proses yang tepat dapat menghasilkan tidak adanya cacat internal yang jelas, kekerasan mikro HV60 atau lebih, dan HAZ sambungan
Tidak ada pelunakan yang jelas pada sambungan las di zona tersebut, dan patahan terjadi di area material dasar selama uji tarik.
Pengelasan kawat laser pada logam yang berbeda jenis
Untuk beberapa lingkungan kerja yang menuntut atau berdasarkan pertimbangan biaya, seringkali diperlukan untuk memiliki beberapa aspek dari suatu benda kerja secara bersamaan.
Sifat khusus, seperti ketahanan korosi, kekuatan spesifik tinggi, ketahanan panas, ketahanan aus, konduktivitas tinggi, pembuangan panas yang baik, dll., tetapi sebagian besar
Material logam tidak dapat memiliki sejumlah sifat khusus yang lebih menonjol secara bersamaan, dan material logam dengan sifat khusus seringkali
Langka dan mahal, tidak dapat digunakan dalam jumlah besar, jadi jika Anda dapat membuat berbagai macam material dengan sifat khusus untuk mencapai koneksi yang efektif, maka
Mungkin memenuhi persyaratan penggunaan. Perbedaan sifat fisik dan kimia antara material logam yang berbeda umumnya besar, yang tidak dapat dihindari dalam proses pengelasan.
Pembentukan senyawa intermetalik, yang memiliki dampak besar pada kinerja sambungan las, senyawa intermetalik yang rapuh akan membuat lasan sangat mudah rusak.
Sangat sulit untuk menggunakan satu laser secara langsung untuk mengelas sambungan logam yang berbeda, dan stabilitas prosesnya sulit dikendalikan.
Kesulitan dalam reproduksi. Sejumlah besar cendekiawan dan ahli telah menemukan bahwa pengelasan kawat laser relatif baik untuk pengelasan logam yang berbeda, dan pilihan ini tepat.
Kawat pengisi dapat menghambat pembentukan senyawa intermetalik sampai batas tertentu, dan dapat sangat meningkatkan mekanika sambungan las.
Pertunjukan:
①Sambungan tumpang tindih Mg/Cu yang dilas dengan pengelasan pengisian kawat laser dapat dibentuk dengan baik di bawah parameter proses yang sesuai.Kekuatan geser maksimum sambungan logam berbeda dengan kekuatan tertentu dapat mencapai 164,2 MPa, yang merupakan 64% dari logam dasar paduan magnesium.
② Pengelasan sambungan tumpang tindih dan sambungan tumpul Al/Ti dipelajari, dan hasilnya menunjukkan bahwa proses pengelasan stabil dan terbentuk dengan baik ketika digunakan titik cahaya persegi panjang.Indah, beragam parameter proses, kualitas pengelasan tinggi, kekuatan tarik maksimumnya mencapai 94% dari logam dasar paduan aluminium;Meningkatkan pembentukan las.Untuk benda kerja yang berfungsi sebagai penahan beban, jika lasan runtuh, ketebalan efektifnya akan berkurang, dan sifat mekaniknya akan menurun jika lasan tersebut mengenai benda kerja.
Hal ini akan menyebabkan konsentrasi tegangan di tepi lasan, dan sifat mekanik akan berkurang. Untuk benda kerja dengan persyaratan penampilan, jika lasan runtuh
Tersangkut atau tergigitnya bagian tepi dapat berdampak visual yang serius dan tidak dapat diterima. Untuk membuat lasan sempurna, digunakan pengelasan kawat laser.
Ini adalah metode yang sangat baik, karena kawat las menyatu dengan kolam lelehan, sehingga dapat secara efektif meningkatkan volume kolam lelehan, dan kemudian memastikan bahwa pengelasan dilakukan secara menyeluruh.
Cacat pada tepi gigitan.
Untuk benda kerja dengan celah sambungan yang besar (umumnya≥(0,3 mm), pengelasan laser tunggal sulit untuk mencapai sambungan yang efektif, dan hanya dapat diisi.
Material tambahan dapat mengisi celah pengelasan, sehingga pengelasan kawat laser merupakan solusi yang sangat efektif.
Pengelasan fillet celah sempit
Pengelasan pengisian kawat laser celah sempit dapat mewujudkan pengelasan pelat sedang dan tebal secara efektif dengan menggunakan laser daya kecil dan menengah, bukan hanya dengan menambahkan pengelasan.
Kawat dapat mengubah komposisi dan struktur logam las, meningkatkan kinerja keseluruhan sambungan las, serta meningkatkan kemiringan pengelasan laser tunggal.
Kemampuan adaptasi dan toleransi kesalahan dari celah mulut, serta zona yang terkena panas pada lasan yang sempit, dan tegangan pada sambungan las juga kecil, yang memiliki kinerja yang sangat baik.
Oleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, banyak ahli dan cendekiawan telah melakukan penelitian terkait hal tersebut:
①Menggunakan kawat laser celah sempit untuk mengisi multi-saluranMetode pengelasan yang digunakan pada pelat baja laut Q345D setebal 40mm menunjukkan bahwa parameter proses pengelasan yang tepat dapat menghasilkan bentuk yang baik.
Sambungan las tanpa porositas, tanpa cacat seperti tidak menyatu, ketahanan benturan pusat las baik, dan kekuatan tarik las lebih tinggi daripada material dasar;
②Baja rotor setebal 50 mm dilas dengan pengelasan multi-pass pengisian kawat laser celah sempit, dan hasilnya menunjukkan bahwa parameter proses pengelasan sudah sesuai.
Hasil pembentukannya bagus, tidak ada cacat seperti ketidakmelekatan dinding samping, ketahanan benturan sambungan berkurang, tetapi kekuatan tariknya lebih tinggi daripada material induk.
Kayu;③Pengelasan pengisian kawat laser celah sempit pada paduan aluminium 5083 setebal 20 mm dipelajari, dan hasilnya menunjukkan bahwa parameter proses pengelasan yang tepat
Sambungan las dengan pori-pori lebih sedikit dan tanpa cacat seperti non-fusi dapat diperoleh.
Studi kasus aplikasi serta rekomendasi parameter peralatan dan proses.
1. Kasus aplikasi
Meningkatkan pembentukan las
Persyaratan: Pengelasan baja tahan karat 1mm dan 3mm, sambungan las harus tanpa pori-pori, dan cetakannya harus bagus.
Peralatan: RFL-C4000 (diameter inti serat 200μm), pengumpan kawat, kepala pengelasan.
Tabel 5 Rekomendasi bentuk dan ukuran alur
Hasil: Pencetakan berjalan baik dan lasan tidak memiliki porositas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Pembentukan las dan morfologi penampang melintang
Pengelasan multi-pass pengisian kawat laser celah sempit
Persyaratan: Pelat baja laut Q345 setebal 18mm yang dilas, membutuhkan lebih sedikit lubang las, tanpa sambungan non-fusi, kekuatan tarik sambungan.
Kekuatannya lebih tinggi daripada material dasar, dan pembentukan lasnya lebih baik.
Peralatan: RFL-C6000 (diameter inti serat 400μm), pengumpan kawat, kepala pengelasan.
Parameter proses: jalur pengelasan harus diberi bevel, ukuran bevel ditunjukkan pada Gambar 6, dan parameter proses pengelasan lainnya ditunjukkan pada Tabel 2.
Gambar 6 Ukuran alur
Hasil: Pencetakan berjalan baik, tidak ada kegagalan fusi, dan lasan pada dasarnya tidak memiliki porositas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7, dan uji tarik telah dilakukan.
Terbukti bahwa lasan tersebut patah pada material dasar, yang menunjukkan bahwa kekuatan tarik sambungan lebih tinggi daripada kekuatan tarik material dasar.
GAMBAR 7 Diagram metalografi penampang las
2. Saran peralatan dan parameter proses
Meningkatkan pembentukan dan kualitas pengelasan.
Untuk pengelasan kawat laser sambungan tumpul pada material umum, guna meningkatkan pembentukan las, umumnya disarankan agar diameter laser dan inti serat,
Kepala pengelasan harus dikonfigurasi untuk memastikan bahwa diameter titik fokus berada antara 0,4 mm dan 0,6 mm, dan kawat pengelasan harus dipilih dengan kualitas yang sesuai.
Parameter pengelasan lainnya ditunjukkan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
Pengelasan multi-pass pengisian kawat laser celah sempit
Untuk pengelasan multi-pass pengisian kawat laser celah sempit pada pelat dengan ketebalan sedang, umumnya disarankan agar diameter titik fokus adalah 0,6mm ~ 1,0mm, dan
Dan kawat las harus dipilih dengan kualitas yang sesuai, selain itu, ukuran alur sambungan harus dirancang secara wajar, ukuran alur tidak boleh terlalu besar,
Jika tidak, akan mudah terjadi kegagalan fusi di dalam lasan, dan ukuran alur yang direkomendasikan secara umum ditunjukkan pada Tabel 5; Jumlah lapisan las harus didasarkan pada ukuran maksimum sambungan.
Untuk menentukan ketebalan yang besar, pengelasan bagian bawah pertama disarankan menggunakan kapasitas pengelasan maksimum peralatan untuk menentukan, setelah itu setiap kedalaman satu
Umumnya 3mm ~ 5mm; Adapun parameter proses pengelasan yang digunakan untuk setiap lapisan las, perlu bergantung pada kedalaman pengelasan yang dibutuhkan dan kapan
Lebar jalur pengelasan depan ditentukan. Jika lebar jalur pengelasan lebih besar, jumlah defokus harus ditingkatkan secara moderat untuk mencegah dinding samping gagal menyatu.
Waktu posting: 03-Apr-2025
