Pengelasan Laser pada Material Tembaga: Laser Biru VS Laser Hijau

Pengelasan laser adalah teknik pemrosesan efisiensi tinggi yang sedang berkembang. Proses pemesinan laser merupakan hasil interaksi antara berkas energi tertentu dan material. Material umumnya dikategorikan menjadi logam dan non-logam. Material logam meliputi baja, besi, tembaga, aluminium, dan paduan terkaitnya, sedangkan material non-logam meliputi kaca, kayu, plastik, kain, dan material rapuh. Manufaktur laser diterapkan di banyak industri, tetapi sejauh ini, penerapannya terutama dalam kategori material tersebut.

Industri Laser Perlu Memperkuat Penelitian tentang Sifat-Sifat Material

Di Tiongkok, perkembangan pesat industri laser didorong oleh tingginya permintaan akan berbagai aplikasi. Namun, sebagian besar produsen peralatan laser terutama berfokus pada interaksi antara sinar laser dan komponen mekanis, dengan beberapa mempertimbangkan otomatisasi peralatan. Penelitian tentang material masih kurang, misalnya dalam menentukan parameter sinar mana yang sesuai untuk berbagai material. Kesenjangan dalam penelitian ini berarti bahwa beberapa perusahaan mengembangkan peralatan baru tetapi tidak dapat mengeksplorasi aplikasi barunya. Banyak perusahaan laser memiliki insinyur optik dan mekanik tetapi hanya sedikit insinyur ilmu material, yang menyoroti kebutuhan mendesak akan lebih banyak penelitian tentang sifat-sifat material.

Reflektivitas Tembaga yang Tinggi Mendorong Pengembangan Teknologi Laser Hijau dan Biru

Dalam material logam, pemrosesan laser pada baja dan besi telah banyak dieksplorasi. Namun, pemrosesan material dengan reflektivitas tinggi, terutama tembaga dan aluminium, masih dalam tahap eksplorasi. Tembaga banyak digunakan dalam kabel, peralatan rumah tangga, elektronik konsumen, peralatan listrik, komponen elektronik, dan baterai karena konduktivitas termal dan listriknya yang sangat baik. Meskipun telah dilakukan upaya selama bertahun-tahun, teknologi laser masih kesulitan memproses tembaga karena sifat-sifatnya.

Pertama, tembaga memiliki reflektivitas tinggi, dengan tingkat reflektivitas 90% untuk laser inframerah 1064 nm yang umum digunakan. Kedua, konduktivitas termal tembaga yang sangat baik menyebabkan panas cepat hilang, sehingga sulit untuk mencapai efek pemrosesan yang diinginkan. Ketiga, laser daya tinggi diperlukan untuk pemrosesan, yang dapat menyebabkan deformasi tembaga. Bahkan jika pengelasan selesai, cacat dan pengelasan yang tidak sempurna sering terjadi.

Setelah bertahun-tahun melakukan eksplorasi, ditemukan bahwa laser dengan panjang gelombang lebih pendek, seperti laser hijau dan biru, lebih cocok untuk pengelasan tembaga. Hal ini mendorong pengembangan teknologi laser hijau dan biru.

Penggunaan laser inframerah yang lebih hemat energi dibandingkan laser hijau dengan panjang gelombang 532 nm secara signifikan mengurangi reflektivitas. Laser dengan panjang gelombang 532 nm memungkinkan penyambungan sinar laser secara kontinu ke material tembaga, sehingga menstabilkan proses pengelasan. Efek pengelasan pada tembaga dengan laser 532 nm setara dengan efek pengelasan pada baja menggunakan laser 1064 nm.

Di Tiongkok, daya komersial laser hijau telah mencapai 500 watt, sedangkan secara internasional telah mencapai 3000 watt. Efek pengelasan sangat signifikan pada komponen baterai lithium. Dalam beberapa tahun terakhir, pengelasan tembaga menggunakan laser hijau, terutama di industri energi baru, telah menjadi sorotan.

Saat ini, sebuah perusahaan Tiongkok telah berhasil mengembangkan laser hijau yang sepenuhnya terhubung dengan serat optik dengan daya keluaran 1000 watt, yang secara signifikan memperluas potensi aplikasi untuk pengelasan tembaga. Produk ini mendapat sambutan baik di pasaran.

Dalam tiga tahun terakhir, teknologi laser biru baru telah menarik perhatian industri. Laser biru, dengan panjang gelombang sekitar 450 nm, berada di antara laser ultraviolet dan laser hijau. Penyerapan laser biru pada tembaga lebih baik daripada laser hijau, mengurangi reflektivitas hingga di bawah 35%.

Pengelasan laser biru dapat digunakan untuk pengelasan konduksi termal dan pengelasan penetrasi dalam, menghasilkan "pengelasan tanpa percikan" dan mengurangi porositas las. Selain meningkatkan kualitas, pengelasan tembaga dengan laser biru juga menawarkan keunggulan kecepatan yang signifikan, setidaknya lima kali lebih cepat daripada pengelasan laser inframerah. Efek yang dicapai dengan laser inframerah 3000 watt dapat dicapai dengan laser biru 500 watt, sehingga menghemat energi dan listrik secara signifikan.

Produsen Laser yang Mengembangkan Laser Biru

Produsen laser biru terkemuka meliputi Laserline, Nuburu, United Winners, BWT, dan Han's Laser. Saat ini, laser biru menggunakan teknologi semikonduktor yang terhubung dengan serat optik, yang sedikit tertinggal dalam hal kepadatan energi. Oleh karena itu, beberapa perusahaan telah mengembangkan pengelasan komposit dua berkas untuk mencapai efek pengelasan tembaga yang lebih baik. Pengelasan dua berkas melibatkan penggunaan berkas laser biru dan berkas laser inframerah secara bersamaan untuk pengelasan tembaga, dengan penyesuaian posisi relatif kedua titik berkas secara cermat untuk mengatasi masalah reflektivitas tinggi sekaligus memastikan kepadatan energi yang cukup.

Memahami sifat material sangat penting ketika menerapkan atau mengembangkan teknologi laser. Baik menggunakan laser biru maupun hijau, keduanya dapat meningkatkan penyerapan laser oleh tembaga, meskipun laser biru dan hijau daya tinggi saat ini masih mahal. Dipercaya bahwa seiring dengan kematangan teknik pemrosesan dan penurunan biaya operasional laser biru atau hijau, permintaan pasar akan benar-benar meningkat.

Pendinginan Efisien untuk Laser Biru dan Hijau

Laser biru dan hijau menghasilkan panas yang signifikan selama pengoperasian, sehingga memerlukan solusi pendinginan yang andal. TEYU Chiller, produsen chiller terkemuka dengan pengalaman 22 tahun, menyediakan solusi pendinginan yang disesuaikan untuk berbagai aplikasi industri dan laser. Chiller air seri CWFL kami dirancang khusus untuk menawarkan pendinginan yang presisi dan efisien untuk sistem laser serat optik , termasuk yang digunakan dalam proses laser biru dan hijau. Dengan memahami kebutuhan pendinginan unik dari peralatan laser, kami menghadirkan chiller yang andal dan andal untuk meningkatkan produktivitas dan melindungi peralatan.

TEYU Chiller tetap berkomitmen untuk selalu berada di garis depan teknologi pendinginan laser. Kami terus memantau tren dan inovasi industri dalam laser biru dan hijau, mendorong kemajuan teknologi untuk meningkatkan produktivitas baru dan mempercepat produksi chiller inovatif untuk memenuhi kebutuhan pendinginan yang terus berkembang di industri laser.