Pertama, apakah itu laser? Pancaran laser pertama di dunia dihasilkan pada tahun 1960 dengan menggunakan mentol kilat untuk merangsang butiran kristal delima. Disebabkan oleh had kapasiti haba kristal, ia hanya boleh menghasilkan pancaran nadi yang sangat pendek dengan frekuensi yang sangat rendah. Walaupun tenaga puncak nadi serta-merta boleh setinggi 106 watt, ia masih merupakan output tenaga yang rendah.
Teknologi laser menggunakan polarizer untuk memantulkan pancaran yang dihasilkan oleh laser supaya ia tertumpu pada peranti pemfokus untuk menghasilkan pancaran tenaga yang besar. Jika fokus dekat dengan bahan kerja, bahan kerja akan cair dan sejat dalam beberapa milisaat. Kesan ini boleh digunakan dalam proses kimpalan. Kemunculan-CO berkuasa tinggi2dan laser YAG berkuasa tinggi- telah membuka bidang baharu kimpalan laser. Kunci kepada peralatan kimpalan laser ialah-laser berkuasa tinggi. Terdapat dua kategori utama. Satu ialah laser pepejal, juga dikenali sebagai laser Nd:YAG. Nd (neodymium) ialah unsur bangsawan yang jarang ditemui, YAG adalah singkatan kepada yttrium aluminium garnet, dan struktur kristalnya serupa dengan delima. Panjang gelombang laser Nd:YAG ialah 1.06μm. Kelebihan utama adalah bahawa rasuk yang dihasilkan boleh dihantar melalui gentian optik, jadi sistem penghantaran rasuk yang kompleks boleh ditinggalkan. Ia sesuai untuk sistem pembuatan fleksibel atau pemprosesan jauh, dan biasanya digunakan untuk bahan kerja dengan keperluan ketepatan kimpalan yang tinggi. Laser Nd:YAG dengan kuasa keluaran 3-4 kilowatt biasanya digunakan dalam industri automotif. Jenis lain ialah laser gas, juga dikenali sebagai CO2laser. Gas molekul digunakan sebagai medium kerja untuk menghasilkan laser inframerah dengan saiz seragam 10.6 μm. Ia boleh berfungsi secara berterusan dan mengeluarkan kuasa yang sangat tinggi. Kuasa laser standard adalah antara 2-5 kilowatt.
Berbanding dengan teknologi kimpalan tradisional lain, kelebihan utama kimpalan laser ialah:
1. Kelajuan pantas, kedalaman besar dan ubah bentuk kecil.
2. Kimpalan boleh dilakukan pada suhu bilik atau di bawah keadaan khas, dan peralatan kimpalan adalah mudah. Sebagai contoh, pancaran laser tidak akan terpesong apabila melalui medan elektromagnet; laser boleh melakukan kimpalan dalam vakum, udara, dan persekitaran gas tertentu, dan boleh mengimpal melalui kaca atau bahan lutsinar kepada pancaran laser.
3. Ia boleh mengimpal bahan refraktori seperti titanium, kuarza, dan lain-lain, dan juga boleh mengimpal bahan heterogen dengan hasil yang baik.
4. Selepas laser difokuskan, ketumpatan kuasa adalah tinggi. Apabila mengimpal-peranti kuasa tinggi, nisbah bidang boleh mencapai 5:1 dan sehingga 10:1.
5. Kimpalan mikro adalah mungkin. Selepas pancaran laser difokuskan, ia boleh mendapatkan tempat yang sangat kecil dan boleh diletakkan dengan tepat, jadi ia boleh digunakan
Ia digunakan dalam pemasangan dan kimpalan bahan kerja mikro dan kecil dalam pengeluaran automatik besar-besaran.
6. Ia boleh mengimpal bahagian yang tidak boleh diakses dan melaksanakan kimpalan jauh tanpa-hubungi, yang mempunyai fleksibiliti yang hebat. Terutama dalam beberapa tahun kebelakangan ini, teknologi penghantaran gentian optik telah diterima pakai dalam teknologi pemprosesan laser YAG, yang telah membolehkan teknologi kimpalan laser dipromosikan dan digunakan secara lebih meluas.
7. Pancaran laser boleh dibahagikan dengan mudah dalam masa dan ruang, membolehkan pemprosesan berbilang-pancaran dan pemprosesan berbilang-stesen serentak, menyediakan syarat untuk kimpalan yang lebih tepat.
Walau bagaimanapun, kimpalan laser juga mempunyai batasan tertentu:
1. Ia memerlukan ketepatan pemasangan tinggi bahan kerja dan kedudukan pancaran laser pada bahan kerja tidak boleh diimbangi dengan ketara. Ini kerana saiz bintik laser adalah kecil selepas memfokus, jahitan kimpalan sempit, dan bahan logam pengisi ditambah. Jika ketepatan pemasangan bahan kerja atau ketepatan kedudukan rasuk tidak memenuhi keperluan, kecacatan kimpalan boleh berlaku dengan mudah.
2. Kos laser dan sistem berkaitan adalah agak tinggi, menghasilkan pelaburan permulaan yang besar.
