Parameter Pengelasan Laser Aluminium: Daya, Kecepatan, Fokus, dan Pengumpanan Kawat

1. Daya laser: atur daya keluaran dan perilaku mulai-berhenti.

Catat daya optik dalam W atau kW, bukan hanya persentase pengontrol. Catat juga apakah sumber beroperasi terus menerus atau menggunakan pulsa atau modulasi. Untuk operasi pulsa, daya rata-rata saja tidak menggambarkan daya puncak, durasi pulsa, atau laju pengulangan.

Jika fusi dangkal, pertama-tama periksa posisi berkas, fokus, optik, dan kesesuaian. Daya yang lebih besar dapat memperdalam lasan, tetapi juga dapat meningkatkan percikan, memperbesar genangan lasan, atau menyebabkan tembusan. Uji bagian awal, bagian yang stabil, dan bagian akhir secara terpisah: bagian tengah yang panjang dan baik tidak membuktikan bahwa kawah tersebut bebas retak.

Pertanyaan uji coba yang bermanfaat: apakah perubahan daya yang direncanakan dapat meningkatkan area sekering yang dibutuhkan tanpa menimbulkan cacat lain yang tidak dapat diterima?

2. Kecepatan perjalanan: kendalikan pencahayaan di seluruh jahitan.

Kecepatan tempuh yang lebih tinggi memberikan waktu yang lebih singkat bagi berkas cahaya di setiap lokasi. Kecepatan tempuh yang lebih lambat memberikan energi nominal yang lebih besar per satuan panjang ketika daya tidak berubah. Baik kecepatan tempuh yang lebih rendah maupun yang lebih tinggi tidak menjamin kualitas yang lebih baik, karena aliran di kolam, kehilangan panas, dan perilaku lubang kunci juga berubah.

Catat kecepatan dalam satuan di seluruh lembar uji. Pada pekerjaan otomatis, periksa akselerasi dan menikung. Pada pekerjaan manual, sertakan variasi kecepatan, sudut, dan jarak normal operator. Kecepatan yang ditampilkan mesin tidak mengukur gerakan tangan seseorang.

Pertanyaan uji coba yang bermanfaat: apakah bagian pertama, tengah, dan terakhir lolos, termasuk lokasi di mana gerakan melambat?

3. Fokus dan ukuran titik: tentukan referensi sebelum melakukan penyesuaian.

Nilai fokus seperti “−1 mm” tidak lengkap kecuali Anda mengetahui permukaan referensi dan konvensi tanda kepala pemrosesan. Catat bidang fokus fisik, jarak antara lensa dan permukaan, serta ukuran titik fokus. Jangan mentransfer offset antar lensa atau kepala pemrosesan yang berbeda tanpa memeriksa artinya terlebih dahulu.

Pada daya konstan, mengurangi separuh diameter titik melingkar akan mengurangi luas nominalnya menjadi seperempat. Oleh karena itu, daya rata-rata per satuan luas menjadi empat kali lebih besar. Profil berkas sebenarnya tidak selalu seragam, sehingga perbandingan geometris ini saja tidak dapat memprediksi penetrasi.

Dalam sebuah studi AA6061 tahun 2024, Matsuda dan rekan-rekannya menemukan bahwa perubahan ukuran titik las memengaruhi energi yang dibutuhkan untuk penetrasi penuh dan bagaimana goyangan memengaruhi hasil pengelasan. Hasil ini mendukung penggunaan optik sebagai bagian dari proses pengelasan, bukan sebagai aksesori. Baca abstrak studi tersebut.

Untuk perbandingan optik yang lebih detail, lihat ukuran titik pengelasan laser 0.14 mm vs 0.4 mm.

4. Goyangan: sesuaikan lebar dan frekuensi pola dengan perjalanan

Gerakan mengayun (wobble) berarti menggerakkan berkas cahaya dalam pola berulang kecil saat kepala bergerak maju. Ini dapat menyebarkan panas ke area yang lebih luas dan membantu mendistribusikan bahan pengisi. Pola yang terlalu lebar dapat menyebabkan fusi yang tidak cukup pada akar meskipun lapisan yang terlihat tampak lebih lebar.

Simpan pola, orientasi, frekuensi, dan definisi amplitudo atau lebar pemindaian dari pabrikan. "Amplitudo 2 mm" mungkin tidak berarti sapuan penuh yang sama pada setiap pengontrol. Simpan kecepatan pergerakan bersama dengan rekaman karena hal itu mengubah jarak antara pola yang berulang.

Bandingkan fusi bagian atas, antarmuka, dan akar, alih-alih memilih manik las terlebar. Jika muncul cacat yang berulang, periksa jaraknya terhadap gerakan yang diprogram. Panduan pengelasan laser goyang menjelaskan pilihan pola secara lebih rinci.

5. Gas pelindung: verifikasi cakupan, bukan hanya angka alirannya.

Argon adalah pilihan awal yang umum untuk perisai aluminium; helium atau campurannya dapat digunakan dalam prosedur yang telah dikembangkan. Pilih gas yang sesuai dengan proses dan material yang sebenarnya. Hasil yang dilaporkan dengan gas yang berbeda bukan merupakan izin untuk menggantinya dalam produksi.

Catat identitas gas, laju aliran dalam L/min, ukuran nosel, sudut, jarak, dan laju aliran sebelum/sesudah pengelasan. Periksa pengiriman dengan ekstraksi normal dan aliran udara di sekitarnya. Cakupan yang buruk dan aliran berlebihan yang mengganggu pelindung dapat menyebabkan masalah. TWI mengidentifikasi pelindung yang tidak memadai bersamaan dengan kontaminasi dan ketidakstabilan lubang kunci dalam panduan cacat pengelasan lasernya.

Pertanyaan uji yang bermanfaat: apakah kolam renang terlindungi di seluruh sambungan sebenarnya, termasuk sudut, awal, dan akhir sambungan?

6. Kawat pengisi: sesuaikan komposisi kimia, laju pemasukan, dan posisi pancaran.

Pengelasan tanpa penambahan bahan pengisi disebut pengelasan autogenik . Metode ini cocok untuk sambungan yang rapat. Bahan pengisi menjadi berguna ketika sambungan membutuhkan tambahan logam atau komposisi las yang berbeda untuk memenuhi persyaratan ketahanan terhadap retak atau penggunaan.

4043 dan 5356 adalah bahan pengisi aluminium yang umum, tetapi keduanya tidak dapat saling menggantikan untuk setiap jenis aluminium. Pilihlah dari pasangan paduan dasar yang tepat dan sifat-sifat yang dibutuhkan, termasuk kekuatan, ketahanan korosi, suhu operasional, dan tampilan hasil anodisasi. Perbandingan bahan pengisi dari ESAB menjelaskan pertimbangan-pertimbangan ini; sambungan las laser akhir masih perlu diuji.

Kecepatan pengumpanan harus sesuai dengan jarak tempuh dan volume yang diisi. Jika jarak tempuh meningkat sementara pengumpanan kawat tetap, maka lebih sedikit kawat yang disuplai per satuan panjang sambungan. Jika kawat tidak mencapai titik persimpangan balok/kolam yang dimaksud, mengubah kecepatan pengumpanan saja mungkin tidak membantu. Catat diameter kawat, sudut, dan posisinya, serta nomor pada pengumpan.

Lihat cara menyesuaikan kecepatan pengumpanan kawat las laser untuk sisi pengumpanan proses.

7. Pemasangan sambungan: ukur celah produksi dan hambatan

Celah, ketidaksesuaian tepi, tumpang tindih, dan penjepitan menentukan di mana logam tersedia untuk meleleh dan bagaimana panas meninggalkan sambungan. Lapisan permukaan yang lebar tidak dapat mengimbangi kurangnya fusi pada antarmuka.

Ukur beberapa bagian nyata dan sertakan batas toleransinya. Periksa apakah perlengkapan tersebut mempertahankan celah yang sama di sepanjang sambungan, apakah lapisan pendukung mengubah jalur panas, dan apakah pemanasan membuka atau menutup sambungan. Goyangan dan pengisi dapat meningkatkan toleransi dalam beberapa prosedur, tetapi tidak menghilangkan batas kesesuaian.

Pertanyaan uji yang bermanfaat: apakah rentang yang dipilih berfungsi pada bagian normal yang paling tidak menguntungkan, dengan perlengkapan yang dimaksud?