Métode Pangelasan pikeun Bagian Mikro sareng Leutik Pangelasan laser mangrupikeun metode pangelasan anu efisien sareng presisi anu nganggo sinar laser kapadetan énergi anu luhur salaku sumber panas. Éta mangrupikeun salah sahiji aplikasi penting téknologi pamrosésan bahan laser. Dina taun 1970-an, éta utamina dianggo pikeun ngelasan bahan témbok ipis sareng pangelasan kecepatan rendah, sareng prosés pangelasan kagolong kana jinis konduksi panas. Sacara khusus, radiasi laser manaskeun permukaan benda kerja, sareng panas dina permukaan nyebar ka jero ngalangkungan konduksi termal. Ku cara ngontrol parameter sapertos lébar, énergi, kakuatan puncak, sareng frékuénsi pangulangan pulsa laser, benda kerja dilebur pikeun ngabentuk kolam cair anu khusus. Kusabab kaunggulan anu unik, éta parantos suksés diterapkeun kanalas presisi pikeun bagian mikro sareng alit.Téhnologi pangelasan laser Cina aya di antara tingkat canggih di dunya. Téhnologi ieu miboga téknologi sareng kamampuan pikeun ngabentuk komponén aloi titanium anu kompléks dina lega 12 méter pasagi nganggo laser, sareng parantos diterapkeun dina prototipe sareng manufaktur produk tina sababaraha proyék panalungtikan penerbangan domestik. Dina Oktober 2013, saurang ahli pangelasan Cina meunang Brook Award, panghargaan akademik pangluhurna dina widang pangelasan, anu mastikeun tingkat pangelasan laser Cina anu kelas dunya.
## Sajarah Pangwangunan Sinar laser munggaran di dunya dihasilkeun dina taun 1960 ku kristal ruby anu ngarangsang nganggo lampu kilat. Diwatesan ku kapasitas termal kristal, éta ngan ukur tiasa ngahasilkeun sinar pulsa anu pondok pisan kalayan frékuénsi anu handap. Sanaos énergi puncak pulsa instan tiasa ngahontal dugi ka 10^6 watt, éta tetep kagolong kana kaluaran énergi anu handap. Batang kristal yttrium aluminium garnet (Nd:YAG) anu didoping neodymium, kalayan neodymium (Nd) salaku unsur eksitasi, tiasa ngahasilkeun sinar laser panjang gelombang tunggal anu kontinyu kalayan kakuatan 1-8KW. Laser YAG, kalayan panjang gelombang 1,06μm, tiasa disambungkeun kana sirah pamrosésan laser ngalangkungan serat optik anu fleksibel, anu nampilkeun tata letak alat anu fleksibel sareng kasaluyuan pikeun ngelas benda kerja kalayan ketebalan 0,5-6mm. Laser CO₂, anu nganggo karbon dioksida salaku panyabab panas (kalayan panjang gelombang 10,6μm), tiasa ngahontal énergi kaluaran dugi ka 25KW sareng ngawujudkeun las penetrasi pinuh single-pass tina pelat kandel 2mm. Ieu parantos seueur dianggo dina pamrosésan logam di séktor industri. Dina pertengahan taun 1980-an, las laser, salaku téknologi énggal, narik perhatian anu lega di Éropa, Amérika Serikat, sareng Jepang. Dina taun 1985, ThyssenKrupp Steel AG (Jérman) sareng Volkswagen AG (Jérman) kolaborasi pikeun hasil ngadopsi blank dilas laser munggaran di dunya dina awak Audi 100. Dina taun 1990-an, produsén mobil utama di Éropa, Amérika Kalér, sareng Jepang mimiti sacara lega nganggo téknologi blank dilas laser dina manufaktur awak mobil. Pangalaman praktis ti laboratorium sareng produsén mobil parantos ngabuktikeun yén blank dilas laser tiasa suksés diterapkeun dina produksi awak mobil. Las laser tailor nganggo énergi laser pikeun sacara otomatis nyambungkeun sareng ngelas sababaraha baja, baja tahan karat, paduan aluminium, jsb., kalayan bahan, ketebalan, sareng lapisan anu béda-béda kana pelat, profil, atanapi panel sandwich anu terintegrasi. Ieu nyumponan sarat kinerja bahan anu béda-béda pikeun komponén, sareng ngahontal alat anu hampang kalayan beurat anu paling hampang, struktur anu optimal, sareng kinerja anu pangsaéna. Di nagara-nagara maju sapertos Éropa sareng Amérika Serikat,las tukang laserhenteu ngan ukur dianggo dina industri manufaktur alat transportasi tapi ogé seueur dianggo dina widang sapertos konstruksi, sasak, produksi las pelat alat bumi, sareng las pelat baja dina jalur gulung (sambungan pelat dina gulungan kontinyu). Perusahaan las laser anu kasohor di dunya kalebet Soudonic (Swiss), ArcelorMittal Group (Perancis), ThyssenKrupp TWB (Jérman), Servo-Robot (Kanada), sareng Precitec (Jérman). Aplikasi téknologi kosong anu dilas laser di Cina nembé dimimitian. Dina 25 Oktober 2002, jalur produksi komérsial profésional munggaran Cina pikeun kosong anu dilas laser sacara resmi dioperasikeun. Éta diwanohkeun ku Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding ti ThyssenKrupp TWB (Jérman). Engkéna, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., sareng perusahaan sanésna sacara berturut-turut didamel. Dina taun 2003, nagara deungeun sadar kana las kawat pengisi laser CO₂ sinar ganda sarengKawat pangisi laser YAGpikeun struktur panel témbok handap paduan aluminium A318. Téhnologi ieu ngagantikeun struktur paku keling tradisional, ngirangan beurat badan pesawat ku 20% sareng ngahémat 20% tina biaya. Gong Shuili percaya yén téknologi las laser bakal maénkeun peran anu penting dina transformasi sareng ningkatkeun industri manufaktur penerbangan tradisional Cina. Anjeunna langsung ngalamar sababaraha proyék pra-panalungtikan anu aya hubunganana, ngatur tim panalungtikan, sareng mingpin dina ngenalkeun téknologi "las laser sinar ganda" kana proyék panalungtikan di Cina. Ti mimiti pisan, anjeunna ngarencanakeun pikeun nerapkeun téknologi ieu kana manufaktur pesawat. Tim ahli Cina ngalaporkeun téknologi awal ka lembaga desain pesawat sareng ngamajukeun kaunggulan sareng kalayakan las laser sinar ganda. Saatos sababaraha verifikasi sareng évaluasi, lembaga desain mutuskeun pikeun nerapkeun téknologi ieu kana manufaktur panel témbok bergaris pikeun pesawat anu tangtu, ngahontal tujuan awal pikeun nerapkeun téknologi "las laser sinar ganda" kana manufaktur pesawat. Ieu ngaliwat téknologi konci sapertos kontrol presisi kawat pangisi las laser pikeun paduan hampang, ngembangkeun alat las hibrida kawat pangisi laser sinar ganda anu terintegrasi sareng inovatif, ngadegkeun platform las kawat pangisi laser sinar ganda kakuatan tinggi munggaran di Cina, ngawujudkeun las sinkron sinar ganda sareng dua sisi tina sambungan-T dina struktur témbok ipis anu ageung, sareng suksés nerapkeunana kana manufaktur las bagian struktural konci panel témbok bergaris penerbangan pikeun kahiji kalina, maénkeun peran penting dina pamekaran pesawat énggal Cina. Dina taun 2003, set lengkep alat las strip online skala ageung domestik munggaran anu disayogikeun ku HG Laser lulus panampi offline. Alat ieu ngahijikeun motong laser, las, sareng perlakuan panas, ngajantenkeun HG Laser salah sahiji perusahaan kaopat di dunya anu sanggup ngahasilkeun alat sapertos kitu. Dina taun 2004, proyék "Motong Laser Daya Tinggi, Las sareng Téknologi sareng Peralatan Pangolahan Motong-Las Gabungan" ku HG Laser Farley Laserlab meunang Hadiah Kadua tina Penghargaan Kamajuan Élmu Pengetahuan sareng Téknologi Nasional, jantenkeun hiji-hijina perusahaan laser di Cina anu gaduh kamampuan R&D téknologi sareng peralatan ieu. Kalayan kamekaran industri laser industri anu gancang, pasar parantos ngajukeun sarat anu langkung luhur pikeun téknologi pangolahan laser. Téknologi laser laun-laun parantos ngalih tina aplikasi tunggal ka aplikasi anu beragam. Dina hal pangolahan laser, éta henteu deui diwatesan ku motong atanapi panglasan tunggal. Paménta pasar pikeun alat pangolahan laser terpadu anu ngagabungkeun motong sareng panglasan ningkat, sareng ku kituna alat motong sareng panglasan laser terpadu parantos muncul. HG Laser Farley Laserlab ngembangkeun mesin motong sareng panglasan terpadu Walc9030, kalayan format ultra-ageung 9 × 3 méter, anu ayeuna mangrupikeun alat motong sareng panglasan laser terpadu format panggedéna di dunya. Walc9030 mangrupikeun alat motong sareng panglasan format ageung anu ngahijikeunfungsi motong laser sareng las laser. Ieu dilengkepan ku sirah motong profésional sareng sirah las, sareng dua sirah pamrosésan ngabagi hiji sinar. Téhnologi kontrol numerik mastikeun yén aranjeunna henteu silih ngaganggu. Alat-alat ieu tiasa ngalengkepan dua prosés anu meryogikeun motong sareng ngelas sacara simultan. Éta tiasa ngalih sacara bébas antara motong heula teras ngelas, atanapi ngelas heula teras motong, ngawujudkeun fungsi motong laser sareng ngelas nganggo hiji alat tanpa peryogi alat tambahan. Ieu ngahémat biaya alat pikeun produsén aplikasi, ningkatkeun efisiensi pamrosésan sareng rentang pamrosésan. Leuwih ti éta, kusabab integrasi motong sareng ngelas, akurasi pamrosésan dijamin sapinuhna, sareng kinerja alatna efisien sareng stabil. Salaku tambahan, éta parantos ngungkulan kasusah deformasi termal pelat nalika ngelas pelat ultra-ageung sareng réalisasi anu stabil tina jalur optik ngalayang ultra-panjang. Éta tiasa ngelas dua pelat datar panjangna 6 méter sareng lébarna 1,5 méter dina hiji waktos, sareng permukaan anu dilas lemes sareng rata tanpa pamrosésan tambahan. Dina waktos anu sami, éta tiasa motong pelat kalayan lébar 3 méter, panjangna langkung ti 6 méter, sareng ketebalan kirang ti 20mm dina hiji prosés ngabentuk tanpa posisi sekundér. Institut Otomasi Shenyang, Akademi Élmu Pengetahuan Cina, ngalaksanakeun kerjasama internasional sareng IHI Corporation (Jepang). Nuturkeun strategi pamekaran ilmiah sareng téknologi nasional "bubuka, pencernaan, panyerepan, sareng inovasi ulang", éta ngungkulan sababaraha téknologi konci tinalas tukang laser, ngembangkeun sét produksi las laser lengkep munggaran di Cina dina bulan Séptémber 2006, sareng hasil ngembangkeun sistem las laser robotik, ngawujudkeun las laser tina kurva planar sareng spasial. Dina Oktober 2013, saurang ahli las Cina meunang Brook Award, panghargaan akademik pangluhurna dina widang las. Welding Institute (TWI, Inggris) nyarankeun sareng nominasikeun calon unggal taun ti langkung ti 4.000 unit anggota di langkung ti 120 nagara, sareng pamustunganana masihan hadiah ieu ka hiji ahli salaku pangakuan kana kontribusi anu luar biasa pikeun élmu sareng téknologi las atanapi ngahijikeun sareng aplikasi industrina. Panghargaan ieu henteu ngan ukur pangakuan Gong Shuili sareng timna tapi ogé penegasan peran AVIC dina ngamajukeun kamajuan téknologi ngahijikeun bahan.
## Parameter Struktural
### Alat-alat Gawé Ieu diwangun ku osilator optik sareng média anu disimpen di antara eunteung di dua tungtung rongga osilator. Nalika média diunggah ka kaayaan énergi anu luhur, éta mimiti ngahasilkeun gelombang cahaya dina fase, anu mantulkeun bolak-balik antara eunteung di dua tungtung, ngabentuk éfék gabungan fotolistrik. Ieu nguatkeun gelombang cahaya, sareng nalika énergi anu cekap diala, laser dipancarkeun. Laser ogé tiasa dihartikeun salaku alat anu ngarobih sumber énergi primér sapertos énergi listrik, énergi kimia, énergi termal, énergi cahaya, atanapi énergi nuklir kana sinar radiasi éléktromagnétik tina frékuénsi optik khusus (cahaya ultraviolet, cahaya anu katingali, atanapi cahaya infra red). Konvérsi ieu tiasa gampang dilaksanakeun dina média padet, cair, atanapi gas anu tangtu. Nalika média ieu diunggah dina bentuk atom atanapi molekul, éta ngahasilkeun sinar cahaya kalayan fase anu ampir sami sareng ampir panjang gelombang tunggal — laser. Kusabab sipat dina fase sareng panjang gelombang tunggal, sudut divergensi leutik pisan, sareng tiasa dikirimkeun jarak anu jauh sateuacan dikonsentrasikeun pisan pikeun nyayogikeun fungsi sapertos ngelas, motong, sareng perlakuan panas. ### Klasifikasi Laser Aya dua jinis laser anu utamina dianggo pikeun ngelas, nyaéta laser CO₂ sareng laser Nd:YAG. Duanana laser CO₂ sareng laser Nd:YAG mangrupikeun cahaya infra red anu teu katingali ku panon taranjang. Sinar anu dihasilkeun ku laser Nd:YAG utamina mangrupikeun cahaya caket-infra red kalayan panjang gelombang 1,06μm. Konduktor termal ngagaduhan laju panyerepan anu kawilang luhur pikeun cahaya panjang gelombang ieu, sareng pikeun kaseueuran logam, réfléktivitasna nyaéta 20%-30%. Sinar caket-infra red tiasa difokuskeun dugi ka diaméter 0,25mm nganggo lénsa optik standar. Sinar laser CO₂ mangrupikeun cahaya jauh-infra red kalayan panjang gelombang 10,6μm. Kaseueuran logam ngagaduhan réfléktivitas 80%-90% pikeun jinis cahaya ieu, janten lénsa optik khusus diperyogikeun pikeun museurkeun sinar kana diaméter 0,75-1,0mm. Kakuatan laser Nd:YAG sacara umum tiasa ngahontal sakitar 4.000-6.000W, sareng kakuatan maksimum ayeuna parantos ngahontal 10.000W. Sabalikna, kakuatan laser CO₂ tiasa kalayan gampang ngahontal 20.000W atanapi bahkan langkung luhur. Laser CO₂ kakuatan tinggi ngarengsekeun masalah réfléksibilitas anu luhur ngalangkungan éfék liang konci. Nalika permukaan bahan anu disinari ku titik cahaya lebur, liang konci kabentuk. Liang konci anu dieusi ku uap ieu sapertos awak hideung, anu nyerep ampir sadaya énergi cahaya anu datang. Suhu kasaimbangan di jero liang konci ngahontal sakitar 25.000°C, sareng réfléksibilitas turun gancang dina sababaraha mikrodetik. Sanaos fokus pamekaran laser CO₂ masih museur kana pamekaran sareng panalungtikan alat, éta sanés deui ngeunaan ningkatkeun kakuatan kaluaran maksimum, tapi ngeunaan kumaha ningkatkeun kualitas sinar sareng kinerja fokusna. Salian ti éta, nalika argon dianggo salaku gas pangindung pikeun pangelasan laser CO₂ kalayan kakuatan di luhur 10kW, éta sering ngainduksi plasma anu kuat, anu ngirangan jerona penetrasi. Ku alatan éta, hélium, anu henteu ngahasilkeun plasma, sering dianggo salaku gas pangindung pikeun pangelasan laser CO₂ kakuatan tinggi. Aplikasi kombinasi laser dioda pikeun kristal Nd:YAG kakuatan tinggi anu ngarangsang mangrupikeun topik panalungtikan sareng pamekaran anu penting, anu bakal ningkatkeun kualitas sinar laser sareng ngabentuk pamrosésan laser anu langkung efisien. Panggunaan susunan dioda langsung pikeun ngarangsang sareng ngaluarkeun laser di daérah infrabeureum caket parantos ngahontal kakuatan rata-rata 1kW sareng efisiensi konvérsi fotolistrik ampir 50%. Dioda ogé gaduh umur jasa anu langkung lami (10.000 jam), anu ngabantosan ngirangan biaya pangropéa alat laser. Pangembangan alat laser solid-state anu dipompa dioda (DPSSL) ogé maju.
Waktos posting: 27-Agu-2025
