Metode Pengelasan kanggo Bagian Mikro lan Cilik. Pengelasan laser minangka metode pengelasan sing efisien lan presisi sing nggunakake sinar laser kanthi kapadhetan energi dhuwur minangka sumber panas. Iki minangka salah sawijining aplikasi penting teknologi pangolahan bahan laser. Ing taun 1970-an, utamane digunakake kanggo ngelas bahan berdinding tipis lan pengelasan kecepatan rendah, lan proses pengelasan kalebu jinis konduksi panas. Khususé, radiasi laser manasi permukaan benda kerja, lan panas ing permukaan nyebar mlebu liwat konduksi termal. Kanthi ngontrol parameter kayata jembar, energi, daya puncak, lan frekuensi pengulangan pulsa laser, benda kerja dilebur kanggo mbentuk kolam cair tartamtu. Amarga kaluwihane sing unik, wis kasil diterapake ingpengelasan presisi bagean mikro lan cilik.Teknologi pengelasan laser Tiongkok kalebu salah sawijining tingkat lanjut ing donya. Teknologi iki nduweni teknologi lan kemampuan kanggo mbentuk komponen paduan titanium kompleks ing area 12 meter persegi nggunakake laser, lan wis diterapake ing prototipe lan manufaktur produk saka pirang-pirang proyek riset penerbangan domestik. Ing Oktober 2013, ahli pengelasan Tiongkok menang penghargaan Brook Award, penghargaan akademik paling dhuwur ing bidang pengelasan, sing ngonfirmasi tingkat pengelasan laser Tiongkok kelas dunia.
## Sajarah Pangembangan Sinar laser pisanan ing donya diasilake ing taun 1960 dening kristal ruby sing narik kawigaten nganggo lampu kilat. Diwatesi dening kapasitas termal kristal, mung bisa ngasilake sinar pulsa sing cendhak banget kanthi frekuensi sing endhek. Sanajan energi puncak pulsa sesaat bisa tekan nganti 10^6 watt, isih kalebu output energi endhek. Batang kristal garnet aluminium itrium (Nd:YAG) sing didoping neodymium, kanthi neodymium (Nd) minangka elemen eksitasi, bisa ngasilake sinar laser dawa gelombang tunggal terus-terusan kanthi daya 1-8KW. Laser YAG, kanthi dawa gelombang 1,06μm, bisa disambungake menyang sirah pangolahan laser liwat serat optik fleksibel, kanthi tata letak peralatan sing fleksibel lan kesesuaian kanggo ngelas benda kerja kanthi kekandelan 0,5-6mm. Laser CO₂, sing nggunakake karbon dioksida minangka eksitansi (kanthi dawa gelombang 10,6μm), bisa entuk energi output nganti 25KW lan nglakokake pengelasan penetrasi lengkap siji-pass saka pelat kandel 2mm. Iki wis digunakake sacara wiyar ing pangolahan logam ing sektor industri. Ing pertengahan taun 1980-an, pengelasan laser, minangka teknologi anyar, narik kawigaten sing akeh ing Eropa, Amerika Serikat, lan Jepang. Ing taun 1985, ThyssenKrupp Steel AG (Jerman) lan Volkswagen AG (Jerman) kolaborasi kanggo kasil ngadopsi blank sing dilas laser pertama ing donya ing bodi Audi 100. Ing taun 1990-an, produsen mobil utama ing Eropa, Amerika Utara, lan Jepang wiwit nggunakake teknologi blank sing dilas laser kanthi wiyar ing manufaktur bodi mobil. Pengalaman praktis saka laboratorium lan produsen mobil wis mbuktekake manawa blank sing dilas laser bisa kasil diterapake ing produksi bodi mobil. Pengelasan laser tailor nggunakake energi laser kanggo nyambung lan ngelas sawetara baja, baja tahan karat, paduan aluminium, lan liya-liyane kanthi otomatis, kanthi bahan, kekandelan, lan lapisan sing beda-beda dadi pelat, profil, utawa panel sandwich sing terintegrasi. Iki nyukupi syarat kinerja bahan sing beda-beda saka komponen, lan entuk peralatan sing entheng kanthi bobot paling entheng, struktur optimal, lan kinerja paling apik. Ing negara maju kayata Eropa lan Amerika Serikat,pengelasan laserOra mung digunakake ing industri manufaktur peralatan transportasi nanging uga digunakake sacara wiyar ing bidang-bidang kayata konstruksi, jembatan, produksi pengelasan pelat peralatan rumah tangga, lan pengelasan pelat baja ing jalur gulung (sambungan pelat ing gulungan terus-terusan). Perusahaan pengelasan laser sing misuwur ing donya kalebu Soudonic (Swiss), ArcelorMittal Group (Prancis), ThyssenKrupp TWB (Jerman), Servo-Robot (Kanada), lan Precitec (Jerman). Aplikasi teknologi blanko sing dilas laser ing China lagi wae diwiwiti. Tanggal 25 Oktober 2002, jalur produksi komersial profesional pertama China kanggo blanko sing dilas laser resmi dioperasikake. Iki dikenalake dening Wuhan ThyssenKrupp Zhongren Laser Tailor Welding saka ThyssenKrupp TWB (Jerman). Mengko, Shanghai Baosteel Arcelor Laser Tailor Welding Co., Ltd., FAW Baoyou Laser Tailor Welding Co., Ltd., lan perusahaan liyane terus-terusan diprodhuksi. Ing taun 2003, negara manca nyadari pengelasan kawat pengisi laser CO₂ sinar ganda lanPengelasan kawat pengisi laser YAGkanggo struktur panel tembok ngisor paduan aluminium A318. Teknologi iki ngganti struktur paku keling tradisional, ngurangi bobot badan pesawat nganti 20% lan ngirit 20% saka biaya. Gong Shuili percaya yen teknologi pengelasan laser bakal nduweni peran penting ing transformasi lan peningkatan industri manufaktur penerbangan tradisional China. Dheweke langsung nglamar sawetara proyek pra-riset sing gegandhengan, ngatur tim riset, lan mimpin ngenalake teknologi "pengelasan laser sinar ganda" menyang proyek riset ing China. Wiwit wiwitan, dheweke ngrancang kanggo ngetrapake teknologi iki kanggo manufaktur pesawat. Tim ahli China nglaporake teknologi awal menyang lembaga desain pesawat lan promosi kaluwihan lan kelayakan pengelasan laser sinar ganda. Sawise pirang-pirang verifikasi lan evaluasi, lembaga desain mutusake kanggo ngetrapake teknologi iki kanggo manufaktur panel tembok bergaris kanggo pesawat tartamtu, nggayuh tujuan awal kanggo ngetrapake teknologi "pengelasan laser sinar ganda" kanggo manufaktur pesawat. Iki nerobos teknologi-teknologi penting kaya ta kontrol presisi kawat pengisi las laser kanggo paduan ringan, ngembangake piranti las hibrida kawat pengisi laser sinar ganda sing terintegrasi lan inovatif, ngadegake platform las kawat pengisi laser sinar ganda daya tinggi pertama ing China, nglakokake las sinkron sinar ganda lan sisi ganda saka sambungan-T ing struktur tembok tipis sing gedhe, lan kasil ngetrapake ing manufaktur las bagean struktural utama panel tembok bergaris penerbangan kanggo pisanan, nduweni peran penting ing pangembangan pesawat anyar China. Ing taun 2003, set lengkap peralatan las strip online skala gedhe domestik pertama sing diwenehake dening HG Laser lulus penerimaan offline. Peralatan iki nggabungake pemotongan laser, las, lan perawatan panas, nggawe HG Laser dadi salah sawijining perusahaan kaping papat ing donya sing bisa ngasilake peralatan kasebut. Ing taun 2004, proyèk "Teknologi lan Peralatan Pemrosesan, Pengelasan, lan Pemotongan Laser Daya Tinggi" déning HG Laser Farley Laserlab menangaké Bebungah Kapindho saka Penghargaan Kemajuan Sains lan Teknologi Nasional, dadi siji-sijiné perusahaan laser ing Tiongkok kanthi kemampuan R&D teknologi lan peralatan iki. Kanthi perkembangan industri laser industri sing cepet, pasar wis ngajokaké syarat sing luwih dhuwur kanggo teknologi pangolahan laser. Teknologi laser mboko sithik owah saka aplikasi tunggal menyang aplikasi sing maneka warna. Babagan pangolahan laser, ora mung winates ing pemotongan utawa pengelasan tunggal. Panjaluk pasar kanggo peralatan pangolahan laser terpadu sing nggabungake pemotongan lan pengelasan saya tambah, lan kanthi mangkono peralatan pemotongan lan pengelasan laser terpadu wis muncul. HG Laser Farley Laserlab ngembangaké mesin pemotongan lan pengelasan terpadu Walc9030, kanthi format ultra-gedhe 9×3 meter, sing saiki dadi peralatan pemotongan lan pengelasan laser terpadu format paling gedhé ing donya. Walc9030 minangka peralatan pemotongan lan pengelasan format gedhe sing nggabungakefungsi pemotongan laser lan pengelasan laserPiranti iki dilengkapi sirah pemotong profesional lan sirah pengelasan, lan loro sirah pangolahan nuduhake siji balok. Teknologi kontrol numerik njamin yen ora ngganggu siji liyane. Piranti kasebut bisa ngrampungake rong proses sing mbutuhake pemotongan lan pengelasan bebarengan. Piranti iki bisa ngalih kanthi bebas antarane pemotongan dhisik banjur pengelasan, utawa pengelasan dhisik banjur pemotongan, nggayuh fungsi pemotongan lan pengelasan laser nganggo siji peralatan tanpa perlu peralatan tambahan. Iki ngirit biaya peralatan kanggo produsen aplikasi, nambah efisiensi pangolahan lan jangkauan pangolahan. Kajaba iku, amarga integrasi pemotongan lan pengelasan, akurasi pangolahan dijamin kanthi lengkap, lan kinerja peralatan efisien lan stabil. Kajaba iku, piranti iki wis ngatasi kesulitan deformasi termal pelat sajrone pengelasan khusus pelat ultra-gedhe lan realisasi stabil jalur optik mabur ultra-dawa. Piranti iki bisa ngelas rong pelat datar kanthi dawa 6 meter lan amba 1,5 meter sekaligus, lan permukaan sing dilas alus lan rata tanpa pasca-proses tambahan. Ing wektu sing padha, bisa ngethok piring kanthi jembar 3 meter, dawane luwih saka 6 meter, lan kekandelan kurang saka 20mm ing siji proses mbentuk tanpa posisi sekunder. Institut Otomasi Shenyang, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, nganakake kerjasama internasional karo IHI Corporation (Jepang). Sawise strategi pangembangan ilmiah lan teknologi nasional "introduksi, pencernaan, penyerapan, lan inovasi ulang", dheweke ngatasi sawetara teknologi utama sakapengelasan laser, ngembangake jalur produksi pengelasan laser lengkap pertama ing China ing September 2006, lan kasil ngembangake sistem pengelasan laser robot, sing ngwujudake pengelasan laser kurva planar lan spasial. Ing Oktober 2013, ahli pengelasan China menang Brook Award, penghargaan akademik paling dhuwur ing bidang pengelasan. Institut Pengelasan (TWI, Inggris) nyaranake lan nominasi calon saben taun saka luwih saka 4.000 unit anggota ing luwih saka 120 negara, lan pungkasane menehi hadiah iki marang siji ahli minangka pangenalan kanggo kontribusi sing luar biasa kanggo ilmu pengetahuan lan teknologi pengelasan utawa penyambungan lan aplikasi industri. Penghargaan iki ora mung minangka pangenalan kanggo Gong Shuili lan timnya nanging uga minangka penegasan peran AVIC ing promosi kemajuan teknologi penyambungan material.
## Parameter Struktural
### Peralatan Kerja Iki kasusun saka osilator optik lan medium sing diselehake ing antarane pangilon ing loro-lorone rongga osilator. Nalika medium kasebut dieksitasi menyang kahanan energi dhuwur, mula ngasilake gelombang cahya ing fase, sing mantul bolak-balik ing antarane pangilon ing loro-lorone, mbentuk efek gabungan fotoelektrik. Iki nggedhekake gelombang cahya, lan nalika energi sing cukup dipikolehi, laser dipancarake. Laser uga bisa ditegesi minangka piranti sing ngowahi sumber energi utama kayata energi listrik, energi kimia, energi termal, energi cahya, utawa energi nuklir dadi sinar radiasi elektromagnetik kanthi frekuensi optik tartamtu (cahya ultraviolet, cahya sing katon, utawa cahya inframerah). Konversi iki bisa ditindakake kanthi gampang ing media padat, cair, utawa gas tartamtu. Nalika media kasebut dieksitasi ing bentuk atom utawa molekul, dheweke ngasilake sinar cahya kanthi fase sing meh padha lan meh siji dawa gelombang—laser. Amarga sifat ing fase lan dawa gelombang tunggal, sudut divergensi cilik banget, lan bisa ditularake liwat jarak sing adoh sadurunge dikonsentrasi kanthi dhuwur kanggo nyedhiyakake fungsi kayata pengelasan, pemotongan, lan perawatan panas. ### Klasifikasi Laser Ana rong jinis laser sing digunakake kanggo ngelas, yaiku laser CO₂ lan laser Nd:YAG. Laser CO₂ lan laser Nd:YAG minangka cahya inframerah sing ora katon dening mripat langsung. Sinar sing diasilake dening laser Nd:YAG utamane yaiku cahya inframerah cedhak kanthi dawa gelombang 1,06μm. Konduktor termal duwe tingkat penyerapan sing relatif dhuwur kanggo cahya kanthi dawa gelombang iki, lan kanggo umume logam, reflektivitas yaiku 20%-30%. Sinar inframerah cedhak bisa difokusake nganti diameter 0,25mm nggunakake lensa optik standar. Sinar laser CO₂ yaiku cahya inframerah adoh kanthi dawa gelombang 10,6μm. Umume logam duwe reflektivitas 80%-90% kanggo jinis cahya iki, mula lensa optik khusus dibutuhake kanggo fokus sinar menyang diameter 0,75-1,0mm. Daya laser Nd:YAG umume bisa tekan udakara 4.000-6.000W, lan daya maksimal saiki wis tekan 10.000W. Kosok baline, daya laser CO₂ bisa kanthi gampang tekan 20.000W utawa malah luwih dhuwur. Laser CO₂ daya dhuwur ngatasi masalah reflektivitas dhuwur liwat efek bolongan kunci. Nalika permukaan materi sing disinari dening titik cahya leleh, bolongan kunci kawangun. Bolongan kunci iki sing kebak uap kaya benda ireng, sing nyerep meh kabeh energi cahya sing mlebu. Suhu keseimbangan ing njero bolongan kunci tekan udakara 25.000°C, lan reflektivitas mudhun kanthi cepet sajrone sawetara mikrodetik. Sanajan fokus pangembangan laser CO₂ isih fokus ing pangembangan lan riset peralatan, iki ora maneh babagan nambah daya output maksimal, nanging babagan carane nambah kualitas sinar lan kinerja fokus. Kajaba iku, nalika argon digunakake minangka gas pelindung kanggo pengelasan laser CO₂ kanthi daya ing ndhuwur 10kW, asring nyebabake plasma sing kuwat, sing nyuda ambane penetrasi. Mulane, helium, sing ora ngasilake plasma, asring digunakake minangka gas pelindung kanggo pengelasan laser CO₂ daya dhuwur. Aplikasi kombinasi laser dioda kanggo kristal Nd:YAG daya dhuwur sing nyenengake minangka topik riset lan pangembangan sing penting, sing bakal ningkatake kualitas sinar laser lan mbentuk pangolahan laser sing luwih efisien. Panggunaan susunan dioda langsung kanggo ngrangsang lan ngasilake laser ing wilayah inframerah cedhak wis entuk daya rata-rata 1kW lan efisiensi konversi fotolistrik meh 50%. Dioda uga duwe umur layanan sing luwih dawa (10.000 jam), sing mbantu nyuda biaya perawatan peralatan laser. Pangembangan peralatan laser solid-state sing dipompa dioda (DPSSL) uga saya maju.
Wektu kiriman: 27 Agustus 2025
