Anda harus menguasai pengetahuan dasar pemotongan laser ini!
Ketika sinar laser terfokus menyinari benda kerja, area iradiasi akan memanas dengan cepat hingga melelehkan atau menguapkan material. Setelah sinar laser menembus benda kerja, proses pemotongan dimulai: sinar laser bergerak sepanjang garis kontur sambil melelehkan material. Biasanya, semburan udara digunakan untuk meniup bahan cair menjauh dari sayatan, meninggalkan celah sempit antara bagian pemotongan dan rangka pelat, yang lebarnya hampir sama dengan sinar laser yang terfokus.
pemotongan api
Pemotongan api adalah proses standar yang digunakan untuk memotong baja karbon rendah, menggunakan oksigen sebagai gas pemotongan. Oksigen diberi tekanan hingga 6 bar dan dihembuskan ke dalam sayatan. Di sana, logam yang dipanaskan bereaksi dengan oksigen: ia mulai terbakar dan teroksidasi. Reaksi kimia melepaskan sejumlah besar energi (hingga lima kali energi laser) untuk membantu sinar laser dalam pemotongan.
Gambar 1: Benda kerja peleburan sinar laser, gas pemotongan meniup bahan cair dan terak di sayatan
Pemotongan leleh
Pemotongan leleh adalah proses standar lain yang digunakan dalam pemotongan logam. Ini juga dapat digunakan untuk memotong bahan melebur lainnya, seperti keramik.
Gunakan gas nitrogen atau argon sebagai gas pemotongan, dan tiupkan gas dengan tekanan 2-20bar melalui sayatan. Argon dan nitrogen merupakan gas inert, artinya tidak bereaksi dengan logam cair pada sayatan dan hanya menghempaskannya ke dasar. Sementara itu, gas inert dapat melindungi ujung tombak dari oksidasi udara.
Pemotongan udara terkompresi
Udara bertekanan juga dapat digunakan untuk memotong pelat tipis. Tekanan udara sebesar 5-6 bar cukup untuk meniupkan logam cair pada sayatan. Karena hampir 80% udaranya berupa gas nitrogen, pemotongan udara bertekanan pada dasarnya adalah pemotongan leleh.
Pemotongan dengan bantuan plasma
Jika parameter dipilih dengan tepat, awan plasma akan muncul di sayatan pemotongan peleburan berbantuan plasma. Awan plasma terdiri dari uap logam terionisasi dan gas pemotongan terionisasi. Awan plasma menyerap energi laser CO2 dan mengubahnya menjadi benda kerja, sehingga menggabungkan lebih banyak energi ke benda kerja, sehingga menghasilkan peleburan material yang lebih cepat dan kecepatan pemotongan yang lebih cepat. Oleh karena itu, proses pemotongan ini disebut juga pemotongan plasma berkecepatan tinggi.
Awan plasma sebenarnya transparan dibandingkan dengan laser padat, sehingga peleburan dan pemotongan yang dibantu plasma hanya dapat menggunakan laser CO2.
Pemotongan gasifikasi
Pemotongan gasifikasi menguapkan material dan meminimalkan efek termal pada material di sekitarnya sebanyak mungkin. Efek di atas dapat dicapai dengan menggunakan pemrosesan laser CO2 berkelanjutan untuk menguapkan bahan dengan panas rendah dan daya serap tinggi, seperti film plastik tipis, kayu, kertas, busa, dan bahan tidak meleleh lainnya.
Laser pulsa ultra pendek memungkinkan teknologi ini diterapkan pada material lain. Elektron bebas dalam logam menyerap laser dan memanas dengan hebat. Pulsa laser tidak bereaksi dengan partikel cair dan plasma, dan material langsung menyublim tanpa waktu untuk mentransfer energi ke material di sekitarnya dalam bentuk panas. Tidak ada efek termal, peleburan, atau pembentukan duri yang signifikan selama ablasi pulsa pikodetik pada material.
Gambar 3 Pemotongan gasifikasi: Laser menyebabkan penguapan dan pembakaran material, dan tekanan uap menyebabkan terak dikeluarkan dari sayatan
Parameter: Menyesuaikan proses pemesinan
Banyak parameter yang mempengaruhi proses pemotongan laser, beberapa di antaranya bergantung pada kinerja teknis laser dan peralatan mesin, sementara yang lain bervariasi.
Derajat polarisasi
Derajat polarisasi menunjukkan berapa persentase laser yang dikonversi. Tingkat polarisasi tipikal umumnya sekitar 90%. Ini cukup untuk pemotongan berkualitas tinggi.
Diameter fokus
Diameter fokus mempengaruhi lebar sayatan, dan dapat diubah dengan mengubah panjang fokus lensa pemfokusan. Diameter fokus yang lebih kecil berarti sayatan yang lebih sempit.
Posisi fokus
Posisi fokus menentukan diameter balok dan kepadatan daya pada permukaan benda kerja, serta bentuk sayatan.
Gambar 4 Posisi fokus: di dalam benda kerja, di permukaan benda kerja, dan di atas benda kerja
kekuatan laser
Kekuatan laser harus sesuai dengan jenis pemrosesan, jenis bahan, dan ketebalan. Daya harus cukup tinggi sehingga kepadatan daya pada benda kerja melebihi ambang batas pemrosesan.
Gambar 5: Kekuatan laser yang lebih tinggi dapat memotong material yang lebih tebal
Modus kerja
Mode kontinu terutama digunakan untuk memotong kontur standar logam dan plastik dalam ukuran milimeter hingga sentimeter. Untuk melelehkan perforasi atau menghasilkan kontur yang presisi, digunakan laser berdenyut frekuensi rendah.
Kecepatan memotong
Kekuatan laser dan kecepatan potong harus cocok satu sama lain. Kecepatan potong yang terlalu cepat atau terlalu lambat dapat menyebabkan peningkatan kekasaran dan terbentuknya gerinda.
Gambar 6: Kecepatan potong menurun seiring bertambahnya ketebalan pelat
Diameter nosel
Diameter nosel menentukan laju aliran gas dan bentuk aliran udara yang dikeluarkan dari nosel. Semakin tebal bahannya, semakin besar diameter pancaran gasnya, dan dengan demikian, diameter mulut nosel juga perlu diperbesar.
Kemurnian dan tekanan gas
Oksigen dan nitrogen sering digunakan sebagai gas pemotong. Kemurnian dan tekanan gas mempengaruhi efek pemotongan.
Saat menggunakan pemotongan api oksigen, kemurnian gas harus mencapai 99,95%. Semakin tebal pelat baja maka semakin rendah tekanan gas yang digunakan.
Saat menggunakan nitrogen untuk peleburan dan pemotongan, kemurnian gas harus mencapai 99,995% (idealnya 99,999%), dan tekanan udara yang lebih tinggi diperlukan untuk peleburan dan pemotongan pelat baja tebal.
Tabel parameter teknis
Pada tahap awal pemotongan laser, pengguna harus menentukan pengaturan parameter pemrosesan melalui operasi percobaan. Sekarang, parameter pemrosesan yang matang disimpan di perangkat kontrol sistem pemotongan. Untuk setiap jenis dan ketebalan material, terdapat data yang sesuai. Tabel parameter teknis memungkinkan bahkan mereka yang tidak terbiasa dengan teknologi ini untuk mengoperasikan peralatan pemotongan laser dengan lancar.
Faktor untuk mengevaluasi kualitas pemotongan laser
Ada banyak standar untuk menilai kualitas tepi pemotongan laser. Standar seperti gerinda, lekukan, dan pola dapat ditentukan dengan mata telanjang; Vertikalitas, kekasaran, dan lebar sayatan perlu diukur menggunakan instrumen khusus. Deposisi material, korosi, area yang terkena panas, dan deformasi juga merupakan faktor penting dalam mengukur kualitas pemotongan laser.
Gambar 7: Pemotongan bagus, pemotongan buruk. Standar untuk mengevaluasi kualitas potongan tepi
Prospek yang luas
Keberhasilan pemotongan laser yang berkelanjutan berada di luar jangkauan sebagian besar metode pemrosesan lainnya. Kedepannya, prospek penerapan pemotongan laser juga akan semakin luas.
