Proses Pengelasan Laser - Parameter
Sistem pengelasan laser terdiri dari laser, serat optik transmisi, kepala kolimasi-pemfokusan atau galvanometer, dll. Cahaya dari serat optik bersifat divergen dan perlu dikolimasikan menjadi cahaya paralel menggunakan lensa kolimasi, lalu difokuskan oleh lensa pemfokusan (efek kaca pembesar). Parameter utama selama penyetelan proses laser meliputi: daya, kecepatan, jumlah defokus, dan gas pelindung.
Secara umum, sebelum menentukan parameter untuk benda kerja, kecepatan pemrosesan perlu ditentukan terlebih dahulu. Hal ini memerlukan komunikasi dengan pelanggan untuk menentukan kecepatan berdasarkan kebutuhan mereka. Sebagai contoh, jika terdapat persyaratan mengenai waktu siklus produksi dan output, kecepatan perkiraan dapat ditentukan dengan cara bekerja mundur. Selanjutnya, penyesuaian proses dapat dilakukan berdasarkan nilai tersebut.
Secara umum, kecepatan yang berlebihan akan menghasilkan karakteristik berbentuk-V seperti yang ditunjukkan pada gambar.
Daya: Ini mengacu pada daya pengelasan laser, yang biasanya diatur melalui bentuk gelombang (waveform). Pengelasan laser merupakan proses konversi energi yang melibatkan pemasukan dan penyerapan panas. Oleh karena itu, pengendalian bentuk gelombang dan daya memerlukan pengalaman yang luas. Material berbeda, ketebalan material, jenis sambungan las, serta peralatan yang digunakan semuanya akan memengaruhi parameter ini. Untuk mencapai kinerja optimal, perhatian cermat harus diberikan terhadap energi; perubahan bentuk gelombang memengaruhi perubahan energi per satuan. Perangkat lunak umumnya mencakup pengaturan ini, yang dapat dipantau guna mengumpulkan pengetahuan tentang bagaimana berbagai material memengaruhi perubahan energi. Pengendalian retak umumnya lebih bergantung pada pengalaman. Karakteristik metalurgi yang berkorelasi dengan daya dalam pengelasan sambungan lurus adalah kedalaman las dan lebar las. Jika kedalaman dan lebar las terlalu kecil, tingkatkan energi; jika terlalu besar, kurangi energi.
Tingkat daya yang berbeda secara langsung memengaruhi kedalaman peleburan, seperti ditunjukkan pada gambar, yaitu diagram metalografi kedalaman peleburan pada tingkat energi yang berbeda.
Energi yang tidak mencukupi sering mengakibatkan pengelasan parsial atau pengelasan tidak sempurna, seperti terlihat pada gambar. Hanya lapisan permukaan tipis yang meleleh, dengan penetrasi yang sangat dangkal, sehingga sulit memenuhi persyaratan proses.
Defokus: Pertama-tama, energi per satuan luas sinar laser tidak seragam di setiap posisi. Energi paling terkonsentrasi pada titik fokus, menghasilkan ukuran bintik terkecil (area interaksi laser lebih kecil, energi lebih terkonsentrasi). Oleh karena itu, semua penyesuaian parameter hanya bermakna setelah titik fokus ditentukan. Dengan demikian, menemukan titik fokus merupakan hal yang sangat penting dan menuntut kemampuan teknis tinggi.
Gas pelindung: Terdapat banyak jenis gas pelindung. Dalam jalur produksi industri, nitrogen biasanya digunakan untuk mengendalikan biaya, sedangkan argon merupakan gas utama yang digunakan di laboratorium. Helium dan gas inert lainnya juga digunakan. Secara umum, kedua gas ini sering dipakai dalam situasi khusus. Karena pengelasan laser merupakan proses reaksi bersuhu tinggi dan sangat intens, logam meleleh dan menguap. Logam bersifat sangat reaktif pada suhu tinggi, dan begitu bersentuhan dengan oksigen, akan terjadi reaksi hebat yang menghasilkan percikan besar serta permukaan las yang kasar dan tidak rata. Oleh karena itu, gas pelindung digunakan untuk menciptakan lingkungan bebas oksigen di area kecil (di sekitar kolam cair) guna mencegah reaksi oksidasi hebat yang dapat menyebabkan kualitas las buruk dan permukaan luar yang kasar.
Jika gas pelindung terlalu besar, maka akan menghembuskan kolam lebur menjauh; jika terlalu kecil, maka tidak akan mampu melindungi kolam lebur secara efektif dari oksigen. Gas ini perlu disesuaikan secara fleksibel berdasarkan kondisi kerja di lokasi.
