Pengelasan titikpenggunaan laser dimungkinkan dan menawarkan beberapa keuntungan potensial dibandingkan pengelasan titik konvensional dengan arus listrik. Namun pertanyaannya tetap ada – dapatkah teknik berbasis laser benar-benar menyamai atau melampaui produksi metode pengelasan titik tradisional berkecepatan tinggi dan bervolume tinggi yang digunakan pada bodi mobil, tab baterai, dan rakitan logam besar lainnya? Mari kita periksa teknologi, manfaat dan keterbatasan dalam pengelasan titik laser.
Cara Kerja Pengelasan Titik Laser
Seperti pengelasan titik resistensi standar, pengelasan titik laser memfokuskan intensitas panas pada area kecil yang tepat untuk menyatukan lembaran logam hanya dalam sepersekian detik. Namun alih-alih menggunakan arus listrik melalui ujung elektroda, laser memusatkan energi optik dalam jumlah besar untuk melelehkan dan menyatukan logam dengan cepat.[1]
Ukuran titik kurang dari 2 milimeter memungkinkan transfer energi kepadatan tinggi secara presisi ke dalam lembaran baja berlapis. Hal ini menciptakan nugget las yang menyatukan lapisan logam pada penampang sinar laser dalam waktu milidetik.[2]
Karena kontrol yang tepat dan pemrosesan yang cepat, laser dapat menyimpan energi yang cukup untuk membuat pengelasan titik sedalam 2 mm pada baja karbon dalam waktu kurang dari 10 detik hanya dengan menggunakan laser serat 2 kilowatt.[3] Kombinasi kecepatan, kepadatan, dan kedalaman ini menjadikan laser pilihan realistis untuk pengelasan titik komponen bervolume tinggi.
Keuntungan Dibandingkan Pengelasan Spot Resistansi Standar
Pengelasan titik laser memiliki beberapa keunggulan karena proses optik dibandingkan proses listrik:
- Tidak Perlu Elektroda
Laser menghilangkan elektroda yang mahal dan rentan terhadap keausan sekaligus memungkinkan pemrosesan non-kontak. Hal ini juga mengurangi gesekan dan tanda lekukan elektroda pada bagian yang sudah jadi.
- Obligasi Kekuatan Tinggi
Laser menghasilkan kekuatan tarik lasan hingga 30% lebih tinggi sehingga mengurangi masalah retakan mikro atau porositas yang biasa terjadi pada pengelasan titik resistansi.[5]
- Bekerja Dengan Material Baru
Laser berhasil mengenali logam eksotik las seperti magnesium atau aluminium yang menimbulkan masalah konduktivitas listrik dan konsistensi material untuk pengelasan titik standar.
- Peningkatan Kontrol Proses/Diagnostik
Laser menawarkan pemantauan, kontrol, dan konfirmasi kualitas yang unggul. Parameter seperti sudut pancaran, durasi pulsa, atau titik fokus menyetel lasan dengan tepat. Dan metode seperti termografi inframerah memvisualisasikan aliran panas dengan lebih baik secara real time.[8]
Jadi laser memberikan keuntungan tersendiri baik untuk menambah atau menggantikan operasi pengelasan titik standar dalam jangka panjang. Namun mewujudkan manfaat ini bergantung pada upaya mengatasi beberapa keterbatasan yang ada.
Kendala yang Masih Ada Dengan Pengelasan Titik Laser
Meskipun menjanjikan, teknologi pengelasan titik laser masih menghadapi kendala:
- Biaya
Biaya peralatan laser yang lebih tinggi dapat menghalangi penerapan perubahan pada lini produksi aktif. ROI jangka pendek masih merupakan tantangan.[9]
- Kecepatan
Pengelasan titik standar mencapai hasil yang sangat tinggi yang tidak tertandingi oleh metode laser sejauh ini. Laser beroperasi pada tingkat yang sekitar 20% lebih rendah saat ini - meskipun peningkatan yang stabil terus berlanjut.[10]
- Diagnostik Ketidakseimbangan
Meskipun pemantauan laser sendiri lebih unggul, metrologi pengelasan spot yang tahan selama puluhan tahun untuk pengendalian kualitas sudah mapan. Standar, spesifikasi, dan prosedur pengujian yang setara masih dalam tahap awal pengembangan metode laser.[9]
Jadi diagnostik tingkat lanjut harus diperluas seiring dengan peningkatan kecepatan dan pembentukan sinar agar dapat mereplikasi proses standar dalam skala besar dengan lebih baik. Namun potensi teknis jangka panjang masih mendukung pencapaian laser dengan kecepatan siklus yang setara atau lebih cepat.
Prospek Pengelasan Titik Laser
Dengan keunggulan utama dalam kualitas las, fleksibilitas dan diagnostik, adopsi pengelasan titik laser akan meluas - terutama ketika tuntutan material baru mendorong perubahan. Sebuah analisis melihat sektor otomotif mendorong pertumbuhan lebih dari 50% dalam penjualan peralatan las laser dari tahun 2020 hingga 2025 seiring dengan meningkatnya penggunaan logam yang lebih ringan.[11]
Dan produksi baterai juga mendorong keuntungan besar untuk pengelasan titik laser pada tab dan foil tembaga di mana masalah kontak listrik muncul. Jadi meskipun kendala seputar integrasi produksi lama masih ada, momentum teknis pengelasan titik laser mendukung penetrasi volume tinggi yang lebih stabil dalam jangka panjang untuk meningkatkan kualitas dan produktivitas.
Xi'an Guosheng Laser Technology Co, Ltd adalah perusahaan teknologi tinggi yang mengkhususkan diri dalam R&D, manufaktur dan penjualan mesin pelapis laser otomatis, mesin pelapis laser berkecepatan tinggi, mesin pendinginan laser, mesin las laser, dan peralatan pencetakan laser 3D. Produk kami hemat biaya dan dijual di dalam negeri dan luar negeri. Jika Anda tertarik dengan produk kami, silakan hubungi kami dibob@gshenglaser.com.
Referensi:
[1] Siap, aplikasi laser JF Industrial. Pers akademis. 25 April 2003. hal. 468
[2] Ion JC. Pemrosesan laser bahan teknik: prinsip, prosedur, dan aplikasi industri. Butterworth-Heinemann. 1 Januari 2005. hal 34-35
[3] Quintino L, Costa A, Miranda R, dkk. Pengelasan dengan laser serat daya tinggi - Sebuah studi pendahuluan. Materi Des. 2007;28(4):1231-1237.
[4] Casalino G. Studi kontrol umpan balik pengelasan laser dengan termografi inframerah kuantitatif: Waktu interaksi dan metode urutan nol untuk kontrol penetrasi las; pemodelan analitik radiasi infra merah yang dipancarkan dari kolam las laser. Frattura dan Integrità Strutturale. 2016;36:69-77.
[5] Norman P, Karlsson L, Kaplan AFH. Kinerja kelelahan dan mode kegagalan pengelasan titik laser. Analisis Kegagalan Rekayasa. 1;28 Maret 2013:345-57.
[6] Chen G, Liu L, Dunne D, dkk. Pengelasan laser lembaran magnesium alloy AZ31. Teknologi Proses J Mater. 2005 30 Mei;166(1):30-6.
[7] Gao C, Hu L, Liu J, Ye X, Chen G. Cara mendapatkan las laser berbeda baja Al-bebas cacat. Teknologi Optik & Laser. 1 Februari 2015; 66:21-6.
[8] Hu L, Gao C, Liu J, dkk. Diagnosis plasma ablasi laser secara real-time untuk pemantauan kualitas pengelasan laser secara akurat. Teknologi Proses J Mater. 2015 1 Oktober;224:233-40.
[9] Norman P, Karlsson L, Kaplan AF. Review: pengelasan sinar laser tembaga ke aluminium, review. Transaksi material. 2013 1 Juli;54(7):878-87.
[10] Peng Y, Chen D, Pan Z, dkk. Struktur mikro dan evaluasi kinerja komponen Al-Cu yang berbeda dihasilkan oleh peleburan laser selektif. Teknologi Optik & Laser. 2020 1 Februari;123:105991.
[11] Pasar Peralatan Pengelasan Laser - Pertumbuhan, Tren, Dampak-19 COVID, dan Prakiraan|Intelijen Mordor [Internet]. Intelijen Mordor. 2021 [dikutip 19 Jan 2023]. Tersedia dari: https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/laser-welding-equipment-market