Laser Welding vs. Traditional Welding: A Head-to-Head Comparison

Dari jembatan yang megah hingga komponen elektronik yang rumit, teknologi pengelasan ada di mana-mana. Dengan kemajuan teknologi yang terus menerus, metode pengelasan juga terus berinovasi. Pengelasan laser, sebagai teknologi pengelasan sinar berenergi tinggi yang sedang berkembang, secara bertahap muncul di berbagai bidang karena presisi tinggi, efisiensi tinggi, dan deformasi rendah, sehingga menjadi tantangan yang signifikan bagi metode pengelasan tradisional.

Artikel ini akan membahas perbandingan antara pengelasan laser dan metode pengelasan tradisional, memberikan penjelasan rinci dari berbagai perspektif seperti prinsip kerja, kelebihan dan kekurangan, dan cakupan aplikasi. Hal ini akan membantu Anda mendapatkan pemahaman yang lebih komprehensif tentang keunggulan dan keterbatasan pengelasan laser dan metode pengelasan lainnya, sehingga dapat menjadi referensi untuk memilih metode pengelasan yang sesuai untuk industri yang berbeda.

Bagaimana Cara Kerja Pengelasan Laser?

Pengelasan laser memanfaatkan laser sebagai sumber panas untuk memanaskan bahan, menyebabkan bahan meleleh dan menyatu. Karena monokromatisitas dan arah laser yang sangat baik, laser dapat dengan mudah difokuskan ke titik yang sangat halus dengan kepadatan energi yang sangat tinggi di dalam titik tersebut. Oleh karena itu, karakteristik utama pengelasan laser adalah rasio kedalaman-ke-lebar yang tinggi dari lapisan las.

Pengelasan laser dapat dilakukan di atmosfer, dan terkadang gas pelindung digunakan berdasarkan persyaratan pemrosesan. Laser dapat mengelas bahan dengan titik leleh tinggi dan, dalam beberapa kasus, dapat mencapai pengelasan bahan yang berbeda.

Dengan perkembangan laser industri, teknologi kontrol, dan peralatan mesin, tukang las laser serat berevolusi menjadi lebih kecil, lebih ringkas, efisien, tahan lama, dan dapat diandalkan. Mereka dilengkapi dengan komputer, lensa yang dapat diputar, pemisahan sinar multi-saluran, dan transmisi serat untuk meningkatkan fleksibilitas operasional dan tingkat otomatisasi.

Keuntungan dari Pengelasan Laser

Waktu penyinaran laser yang singkat, dan sangat cepat proses pengelasan

Hal ini tidak hanya membantu meningkatkan produktivitas, tetapi juga mencegah bahan yang dilas agar tidak mudah teroksidasi. Zona yang terpengaruh panas kecil, sehingga cocok untuk pengelasan komponen transistor yang sangat peka terhadap panas. Pengelasan laser tidak menghasilkan terak dan tidak memerlukan penghilangan lapisan oksida dari benda kerja. Bahkan dapat mengelas melalui kaca, membuatnya khususnya cocok untuk pengelasan pada instrumen presisi miniatur.

Pengelasan bahan yang berbeda

Laser tidak hanya dapat mengelas jenis bahan logam yang sama, tetapi juga bahan logam yang berbeda, dan bahkan bahan logam dan non-logam. Sebagai contoh, menggunakan keramik sebagai dasar untuk sirkuit terpadu merupakan suatu tantangan dengan metode pengelasan lainnya karena titik leleh keramik yang tinggi dan tidak dapat memberikan tekanan. Namun, pengelasan laser membuat hal ini relatif mudah. Tentu saja, pengelasan laser tidak dapat mengelas semua bahan yang berbeda.

Tinggi tingkat otomatisasi

Pengelasan laser mudah diotomatisasi dan dikontrol secara cerdas. Melalui sistem CNC dan teknologi robotik, proses pengelasan dengan presisi tinggi dan efisiensi tinggi dapat dicapai, sehingga mengurangi intervensi manual, meningkatkan produktivitas, dan menurunkan biaya tenaga kerja.

Apa saja metode pengelasan yang umum? Apa perbedaan di antara keduanya?

Memahami prinsip kerja dan karakteristik metode pengelasan tradisional membantu dalam memahami perbedaan antara pengelasan laser dan metode pengelasan lainnya, sehingga memperjelas metode pengelasan yang sesuai untuk kebutuhan Anda.

Pengelasan Busur

Pengelasan busur menggunakan busur listrik yang kuat yang dihasilkan antara elektroda dan benda kerja logam sebagai sumber panas. Suhu tinggi dari busur melelehkan elektroda dan benda kerja logam secara lokal. Logam pengisi dalam elektroda juga meleleh dan masuk ke dalam kolam cair. Setelah kolam lelehan mendingin dan mengeras, bentuknya lapisan las yang menghubungkan elektroda dan benda kerja.

Ada banyak jenis pengelasan busur, termasuk SMAW (Shielded Metal Arc Welding), pengelasan MIG (Metal Inert Gas Welding), pengelasan TIG (Tungsten Inert Gas Welding), pengelasan busur plasma, dan pengelasan busur terendam.

Pengelasan Laser vs Pengelasan Busur

Pengelasan laser menggunakan sinar laser dengan kepadatan energi tinggi sebagai sumber panas, sedangkan pengelasan busur menggunakan busur listrik yang dihasilkan antara elektroda dan benda kerja. Energi sinar laser terkonsentrasi, menghasilkan input panas yang rendah, zona yang terpengaruh panas yang sempit, dan deformasi pengelasan yang minimal, sehingga cocok untuk presisi pengelasan dan pengelasan lembaran tipis. Sebaliknya, pengelasan busur memiliki masukan panas yang tinggi, zona yang terpengaruh panas yang lebih luas secara alami, dan deformasi pengelasan yang lebih besar, sehingga cocok untuk pengelasan komponen struktural yang besar.
Pengelasan laser memiliki waktu yang jauh lebih cepat pengelasan kecepatan lebih tinggi daripada pengelasan busur, dengan presisi dan kualitas las yang lebih tinggi. Pengelasan laser adalah proses pengelasan non-kontak yang tidak memerlukan logam pengisi, dan proses pengelasan bebas asap serta mudah diotomatisasi. Pengelasan busur membutuhkan logam pengisi, dan proses pengelasan menghasilkan asap dan radiasi busur, menyebabkan beberapa pencemaran lingkungan, dan memiliki tingkat otomatisasi yang lebih rendah.
Biaya peralatan pengelasan laser relatif tinggi, sehingga membatasi penerapannya di bidang tertentu. Peralatan las busur berbiaya rendah dan mudah dioperasikan, sehingga cocok untuk situasi di mana kualitas pengelasan dan persyaratan presisi tidak tinggi, dan strukturnya sederhana.

Mematri

Mematri adalah proses penyambungan benda kerja menggunakan logam pengisi dengan titik leleh yang lebih rendah dari bahan dasar. Proses ini melibatkan pemanasan benda kerja dan logam pengisi ke suhu di atas titik leleh logam pengisi tetapi di bawah titik leleh bahan dasar. Logam pengisi cair mengalir ke dalam celah sambungan melalui aksi kapiler, membasahi permukaan material dasar dan mengalami difusi atom. Setelah pendinginan dan pemadatan, logam pengisi membentuk sambungan brazing yang menghubungkan benda kerja.

Pengelasan Laser vs Mematri

Pengelasan laser menggunakan sinar laser dengan kepadatan energi tinggi untuk melelehkan benda kerja secara lokal, membentuk kolam cair yang mengeras setelah pendinginan untuk membuat sambungan. Sebaliknya, mematri menggunakan logam pengisi dengan titik leleh yang lebih rendah dari bahan dasar. Logam ini dipanaskan hingga meleleh dan mengisi celah sambungan melalui aksi kapiler, mengeras saat pendinginan untuk membentuk sambungan. Oleh karena itu, pengelasan laser melibatkan peleburan dan fusi langsung dari bahan dasar, menghasilkan kekuatan sambungan yang tinggi, mendekati kekuatan bahan dasar. Sebaliknya, kekuatan sambungan mematri relatif lebih rendah, dibatasi oleh kekuatan logam pengisi.
Pengelasan laser cocok untuk berbagai logam dan beberapa non-logam, terutama untuk logam dengan titik leleh tinggi dan tahan api. Mematri adalah cocok untuk berbagai macam bahan logam, terutama untuk menyambung logam yang berbeda, lembaran tipis, dan komponen presisi.
Pengelasan laser banyak digunakan di bidang otomotif, kedirgantaraan, elektronik, perangkat medis, dan bidang lain yang membutuhkan kualitas dan presisi pengelasan yang tinggi. Mematri adalah secara luas digunakan dalam pendinginan, AC, instrumentasi, perhiasan, dan bidang lain di mana persyaratan kekuatan sambungan tidak tinggi tetapi penyegelan yang baik dan konduktivitas listrik / termal diperlukan.

Pengelasan Berkas Elektron (EBW)

Pengelasan sinar elektron dilakukan dalam lingkungan vakum tinggi. Pistol elektron memancarkan sinar elektron, yang mana dipercepat oleh tegangan tinggi dan difokuskan oleh lensa elektromagnetik. Sinar membombardir permukaan benda kerja, mengubah energi kinetik menjadi energi panas, menyebabkan benda kerja untuk meleleh secara lokal dan mencapai pengelasan.

Pengelasan Laser vs EBW

Pengelasan laser menggunakan sinar laser sebagai sumber energi dan dapat dilakukan di atmosfer atau lingkungan gas pelindung. EBW menggunakan berkas elektron yang dipercepat dalam lingkungan vakum tinggi dan harus dilakukan di ruang vakum. Hal ini memberikan keunggulan dalam fleksibilitas operasional pengelasan laser, sementara EBW memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk peralatan dan lingkungan operasi.
Kepadatan energi EBW umumnya lebih tinggi daripada pengelasan laser, sehingga memungkinkan penetrasi yang lebih dalam dan lapisan las yang lebih sempit, sehingga sangat cocok untuk pengelasan pelat tebal dan penyambungan bahan dengan titik leleh tinggi. Pengelasan laser memiliki kepadatan energi yang relatif lebih rendah, tetapi sinarnya mudah dikendalikan dan difokuskan, sehingga cocok untuk pengelasan presisi dan penyambungan bagian yang berbentuk rumit.
Karena kepadatan energinya yang tinggi, zona yang terpengaruh panas pada EBW lebih kecil dibandingkan dengan pengelasan laser, sehingga mengurangi deformasi pengelasan dan tegangan sisa. Hal ini sangat penting untuk pengelasan material yang sensitif terhadap panas dan komponen presisi.
EBW cocok untuk mengelas material dengan titik leleh tinggi, berkekuatan tinggi, dan mudah teroksidasi, seperti titanium paduan dan paduan suhu tinggi. Pengelasan laser memiliki jangkauan aplikasi yang lebih luas, termasuk berbagai logam dan beberapa bahan non-logam.
Peralatan EBW lebih mahal dan membutuhkan sistem vakum dan peralatan tambahan lainnya, sedangkan peralatan las laser relatif lebih murah. Oleh karena itu, EBW terutama digunakan di ruang angkasa, industri nuklir, instrumen presisi, dan bidang lain dengan persyaratan kualitas pengelasan yang sangat tinggi. Pengelasan laser memiliki jangkauan aplikasi yang lebih luas, termasuk otomotif, elektronik, medis, dan industri lainnya.

Pengelasan Mikro

Pengelasan mikro adalah teknik penyambungan presisi yang memanfaatkan sumber panas dengan kepadatan energi tinggi untuk menghasilkan sambungan pada skala mikroskopis. Prinsip kerjanya biasanya melibatkan pemfokusan sumber panas (seperti sinar laser, busur listrik, atau sinar elektron) ke dalam ukuran titik mikrometer atau sub-milimeter, yang dengan cepat melelehkan area lokal benda kerja untuk mencapai penyambungan material.

Pengelasan Laser vs Pengelasan Mikro

Pengelasan mikro terutama digunakan untuk menyambungkan bagian miniatur dan struktur mikro, biasanya melibatkan dimensi dalam kisaran mikrometer atau sub-mikrometer. Pengelasan laser memiliki jangkauan aplikasi yang lebih luas dan dapat digunakan untuk pengelasan dari bagian miniatur hingga struktur besar.
Pengelasan mikro biasanya memiliki kecepatan pengelasan yang lebih tinggi, cocok untuk produksi massal. Pengelasan laser juga cepat, tetapi untuk pengelasan bagian miniatur, pengelasan mikro mungkin lebih efisien.
Baik pengelasan mikro maupun pengelasan laser cocok untuk berbagai jenis logam dan beberapa bahan non-logam. Namun, pengelasan mikro mungkin lebih menguntungkan untuk menyambung beberapa bahan khusus (seperti biomaterial dan komponen elektronik) karena zona yang terpengaruh panasnya yang kecil, yang dapat menghindari kerusakan pada sifat material.

Pengelasan Perlawanan

Pengelasan resistansi memanfaatkan panas resistansi yang dihasilkan oleh bagian dari arus melalui permukaan kontak dan area yang berdekatan dengan benda kerja sebagai sumber panas. Di bawah tekanan, ini menyebabkan peleburan lokal benda kerja untuk mencapai penyambungan. Jenis utama pengelasan resistansi meliputi pengelasan titik, pengelasan jahitan, pengelasan proyeksi, pengelasan pantat, pengelasan flash, dan pengelasan frekuensi tinggi.

Pengelasan Laser vs Pengelasan Resistensi

Pengelasan laser menggunakan sinar laser dengan kepadatan energi tinggi sebagai sumber panas, sehingga menghasilkan pengelasan tanpa kontak. Sebaliknya, pengelasan resistansi bergantung pada panas resistansi yang dihasilkan oleh bagian dari arus melalui benda kerja, sehingga membutuhkan kontak langsung dengan benda kerja. Oleh karena itu, pengelasan laser cocok untuk benda kerja yang berbentuk rumit dan sulit dijangkau, sedangkan pengelasan resistansi lebih cocok untuk benda kerja yang berbentuk sederhana seperti sambungan pangkuan dan sambungan pantat.
Pengelasan laser menawarkan kontrol yang tepat atas masukan panas, menghasilkan zona kecil yang terpengaruh panas dan deformasi pengelasan yang minimal. Hal ini membuatnya cocok untuk pengelasan presisi dan pengelasan bahan yang sensitif terhadap panas. Pengelasan resistansi, di sisi lain, memiliki input panas yang relatif lebih tinggi, zona yang terpengaruh panas yang lebih luas, dan deformasi pengelasan yang lebih besar, sehingga cocok untuk situasi di mana deformasi pengelasan tidak menjadi perhatian utama.
Pengelasan laser memiliki kecepatan pengelasan yang lebih cepat dan efisiensi yang lebih tinggi, sehingga cocok untuk produksi massal. Pengelasan resistansi memiliki kecepatan pengelasan yang relatif lebih lambat dan lebih cocok untuk produksi batch kecil dan menengah. Peralatan las laser lebih mahal dan membutuhkan operator profesional, sedangkan peralatan las resistansi lebih murah, mudah dioperasikan, dan mudah diotomatisasi.
Pengelasan laser cocok untuk mengelas berbagai macam logam dan beberapa bahan non-logam, dengan berbagai macam aplikasi, termasuk industri otomotif, kedirgantaraan, elektronik, dan medis. Pengelasan resistansi terutama cocok untuk bahan logam yang menghantarkan listrik, seperti baja dan aluminium, dan banyak digunakan dalam industri otomotif, peralatan rumah tangga, dan konstruksi.

Bagaimana Cara Memilih Metode Pengelasan yang Tepat?

Pengelasan, sebagai teknologi penyambungan yang sangat diperlukan, memainkan peran penting dalam berbagai industri. Namun, dengan berbagai macam metode pengelasan yang tersedia di pasar, memilih teknologi pengelasan yang paling sesuai untuk kebutuhan industri Anda telah menjadi tantangan tersendiri bagi banyak perusahaan. Selanjutnya, kita akan membahas cara pilih metode pengelasan yang paling tepat untuk industri Anda dari berbagai perspektif.

Bahan dan Ketebalan Benda Kerja

Metode pengelasan yang berbeda cocok untuk berbeda bahan dan ketebalan. Sebagai contoh, pengelasan laser cocok untuk berbagai logam dan beberapa bahan non-logam, dan secara khusus unggul dalam pengelasan lembaran tipis. Sebaliknya, pengelasan busur adalah lebih cocok untuk pengelasan pelat tebal dan komponen struktural yang besar. Oleh karena itu, ketika memilih metode pengelasan, pertimbangan pertama haruslah jenis dan ketebalan material benda kerja.

Mengevaluasi Kualitas Pengelasan dan Persyaratan Presisi

Industri yang berbeda memiliki persyaratan yang berbeda-beda untuk kualitas dan presisi pengelasan. Misalnya, industri seperti kedirgantaraan dan perangkat medis memiliki tuntutan yang sangat tinggi untuk kualitas dan presisi pengelasan, sehingga menjadikan pengelasan laser dan pengelasan sinar elektron sebagai pilihan ideal. Di sisi lain, industri seperti konstruksi dan pembangunan jembatan memiliki persyaratan yang relatif lebih rendah untuk kualitas dan presisi pengelasan, dan metode pengelasan tradisional seperti pengelasan busur dan pengelasan resistansi juga dapat memenuhi kebutuhan mereka.

Fokus pada Efisiensi dan Biaya Produksi

Pilihan metode pengelasan juga harus mempertimbangkan efisiensi dan biaya produksi. Sangat otomatis pengelasan Metode seperti pengelasan laser dan pengelasan berkas elektron, meskipun memiliki biaya peralatan yang lebih tinggi, menawarkan efisiensi produksi yang tinggi dan cocok untuk produksi massal. Metode pengelasan tradisional seperti pengelasan busur dan pengelasan resistansi memiliki biaya peralatan yang lebih rendah tetapi efisiensi produksi yang relatif lebih rendah, membuatnya cocok untuk produksi batch kecil dan menengah atau pengelasan di tempat.

Pertimbangkan Faktor Lingkungan dan Keselamatan

Beberapa metode pengelasan menghasilkan asap, gas berbahaya, atau radiasi selama proses pengelasan, yang dapat berdampak pada lingkungan dan kesehatan operator. Oleh karena itu, faktor lingkungan dan keselamatan juga harus dipertimbangkan ketika memilih metode pengelasan. Pengelasan laser dan pengelasan sinar elektron relatif ramah lingkungan, sedangkan pengelasan busur memerlukan perhatian terhadap tindakan perlindungan.

Mencari Nasihat Profesional

Jika Anda tidak akrab Jika Anda masih awam dengan teknologi pengelasan atau kesulitan menentukan metode pengelasan yang paling sesuai untuk industri Anda, Anda bisa mencari saran profesional. Anda dapat berdiskusi secara detail dengan pemasok mesin las untuk mempelajari lebih lanjut tentang keahlian pengelasan dan meminta mereka memberikan panduan dan saran profesional kepada Anda. Anda juga dapat bertanya kepada teman yang telah membeli mesin las tentang pengalaman pengguna mereka.

Pemilihan Pengelas Laser Serat

Ada berbagai jenis mesin las laser serat yang tersedia di pasaran, seperti mesin las laser genggam, mesin las laser meja, dan tukang las laser robot otomatis. Di bawah ini adalah pengenalan berbagai jenis mesin las laser serat, dan Anda dapat memilih berdasarkan kebutuhan Anda.

Kesimpulan

Melalui analisis komparatif pengelasan laser dan pengelasan tradisional dalam artikel ini, kita dapat melihat karakteristik aplikasi metode pengelasan yang berbeda di berbagai bidang. Saat memilih metode pengelasan, kami perlu mempertimbangkan secara komprehensif faktor-faktor seperti bahan benda kerja, persyaratan pengelasan, efisiensi produksi, dan biaya, menimbang kelebihan dan kekurangan pengelasan laser dan metode pengelasan tradisional untuk memilih teknologi pengelasan yang paling sesuai dengan kebutuhan spesifik kita.

Dengan pengembangan teknologi laser yang berkelanjutan dan pengurangan biaya, prospek aplikasi pengelasan laser akan menjadi lebih luas. Diharapkan dapat memainkan keunggulan uniknya di lebih banyak bidang, mendorong kemajuan teknologi pengelasan.

Pengelasan Laser vs Pengelasan Tradisional: Perbandingan Secara Langsung