Prinsip Teknologi Pengelasan Laser

Pengelasan laser dapat dilakukan dengan sinar laser kontinyu atau berdenyut. Prinsip pengelasan laser dapat dibagi menjadi pengelasan konduksi panas dan pengelasan laser penetrasi dalam. Ketika kepadatan daya kurang dari 104~105 W/cm2, itu adalah pengelasan konduksi panas, di mana kedalaman lelehnya dangkal dan kecepatan pengelasannya lambat; ketika kepadatan daya lebih besar dari 105~107 W/cm2, permukaan logam dipanaskan dan dicekung menjadi "lubang", membentuk pengelasan penetrasi dalam, yang memiliki karakteristik kecepatan pengelasan cepat dan rasio kedalaman-lebar yang besar.
Diantaranya, prinsip pengelasan laser konduksi panas adalah: radiasi laser memanaskan permukaan yang akan diproses, dan panas permukaan berdifusi ke dalam melalui konduksi panas. Dengan mengontrol parameter laser seperti lebar, energi, daya puncak, dan frekuensi pengulangan pulsa laser, benda kerja dilebur untuk membentuk kumpulan lelehan tertentu.
Mesin las laser yang digunakan untuk pengelasan roda gigi dan pengelasan pelat tipis metalurgi terutama melibatkan pengelasan penetrasi dalam laser.
Pengelasan penetrasi dalam laser umumnya menggunakan sinar laser kontinu untuk menyelesaikan penyambungan material. Proses fisik metalurginya sangat mirip dengan pengelasan berkas elektron, yaitu mekanisme konversi energi diselesaikan melalui struktur "lubang kunci". Di bawah iradiasi laser dengan kepadatan daya yang cukup tinggi, material menguap dan membentuk lubang kunci. Lubang kecil berisi uap ini bertindak seperti benda hitam, menyerap hampir seluruh energi pancaran sinar datang. Suhu kesetimbangan dalam rongga lubang mencapai sekitar 2500 derajat [1]. Panas ditransfer dari dinding luar rongga lubang bersuhu tinggi ini, melelehkan logam di sekitar rongga lubang. Lubang kecil diisi dengan uap suhu tinggi yang dihasilkan oleh penguapan material dinding secara terus menerus di bawah iradiasi balok. Keempat dinding lubang kecil mengelilingi logam cair, dan logam cair dikelilingi oleh bahan padat (dalam sebagian besar proses pengelasan konvensional dan pengelasan konduksi laser, energi pertama kali disimpan pada permukaan benda kerja dan kemudian ditransfer ke dalam) . Aliran cairan di luar dinding lubang dan tegangan permukaan lapisan dinding menjaga keseimbangan dinamis dengan tekanan uap yang terus menerus dihasilkan di dalam rongga lubang. Sinar terus menerus memasuki lubang kecil, dan material di luar lubang kecil terus mengalir. Saat balok bergerak, lubang kecil selalu dalam keadaan aliran yang stabil. Artinya, lubang kecil dan logam cair yang mengelilingi dinding lubang bergerak maju dengan kecepatan maju balok terdepan. Logam cair mengisi celah yang tersisa setelah lubang kecil dihilangkan dan mengembun, dan terbentuklah lasan. Semua proses di atas terjadi begitu cepat sehingga kecepatan pengelasan dapat mencapai beberapa meter per menit.