Laser Pengelasan Transmisi Poliamida: Pengaruh Parameter Proses dan Properti Material pada Kekuatan Las

السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ

Hai teman – teman selamat datang di Dhozer Website, pada pertemuan kali ini sa

ya akan melampirkan uatu jurnal yang telah di terbitkan oleh Diterbitkan oleh Elsevier Ltd.

 

Di dalam artikel ini saya hanya menulis sebagian dari penelitian tersebut. Jadi, jika teman – teman menginginkan versi lengkapnya, kalian bisa download link yang ada dibawah artikel.

 

 

Abstrak

Pengelasan laser transmisi (TLW) adalah proses yang ramah lingkungan dan serbaguna untuk merakit bagian-bagian polimer. Pengelasan melalui transmisi membutuhkan elemen atas transparan untuk panjang gelombang laser sedangkan bagian yang lebih rendah menyerap ke panjang gelombang yang sama.

 

1. pengantar

Pengelasan laser transmisi (TLW) adalah salah satu yang paling banyak proses yang menjanjikan untuk merakit bagian polimer, karena lingkungan yang rendah               sayampakta dan fleksibilitas. Melalui pengelasan transmisi membutuhkan elemen atas transparan untuk panjang gelombang laser sedangkan bagian yang lebih rendah menyerap panjang gelombang yang sama.

 

2. Material dan metode

2.1. Pilihan poliamida

Ultramid® Exp. Visi B3K yang dikembangkan oleh BASF, bernama B3K dalam makalah ini, adalah poliamida semi-kristal pertama dengan sifat transparan. Ini memiliki koefisien transmisi hingga 80% dalam panjang gelombang yang terlihat dengan hamburan cahaya rendah. B3K digunakan sebagai elemen atas semi-transparan di majelis.

Untuk elemen yang lebih rendah, Ultramid® B3S alami, bernama B3S, dari BASF dipilih sebagai spesimen buram. Kelas lain yang diisi dengan karbon hitam dipilih untuk memiliki sifat sepenuhnya buram: Terez® PA6 7630 (bernama T7630), oleh TER HELL PLASTIC GMBH.

 

2.2. Persiapan spesimen

Karena kepekaannya terhadap air, semua poliamida dalam pellet telah dikeringkan 4 jam pada 80 ° C menurut lembar data mereka. 2 mm dan 4 mm tebal 95x95mm2piring telah dicetak dengan mesin cetak injeksi Billion 50T H120. Pelat telah dipotong menjadi 10 mm lebar spesimen parallelepipedic.

 

2.3. Karakterisasi sifat material

Faktor transmisi dalam kisaran panjang gelombang 0,2-1,2pM telah diukur dengan spektrofotometer ThermoFisher dalam mode transmisi. Sudut sinar datang adalah 0 ° sehubungan dengan arah tegak lurus permukaan sampel. Pengujian dilakukan pada 20 ° C. Garis tebal adalah rata-rata dari semua pengukuran yang dilakukan, sedangkan lebarnya adalah kisaran antara nilai maksimum dan minimum.

 

2.4. Welding spesimen

Rakitan B3K / B3S dan B3K / T7630 telah dibuat dengan sebuah mesin las yang dilengkapi dengan sinar laser inframerah pada panjang gelombang 940 nm dengan daya maksimum 46 W. Dua baris sinar laser telah diterapkan pada setiap perakitan. Kecepatan laser bervariasi dari 2 hingga 8 mm-1.

 

2.5. Simulasi penelusuran ray

Perhitungan metode ray tracing dilakukan dalam dua skala mesh: mesh makroskopik biasa dan mesh mikroskopik periodik dan kubik. Dalam metode ini, jalur masing-masing sinar diikuti dalam jaring makroskopik. Dalam setiap elemen makro, sinar masuk dalam mesh mikroskopis dan diikuti dalam elemen mikro. Mesh mikroskopis mewakili struktur mikro polimer. Deskripsi dua skala polimer semi-kristal ini diwujudkan untuk meminimalkan biaya perhitungan.

 

2.6. Pembuatan mikro

Ruang diskretisasi dalam voxel 3D [4]. Kristal-kristal itu akan menjadi didasari oleh asumsi inklusi bola, mewakili spherulites. Struktur polimer semi-kristal adalah dibuat dengan menggunakan data geometris. Perangkat lunak MATLAB adalah digunakan untuk membuat struktur di mana dimungkinkan untuk memodifikasi parameter input. Ini memungkinkan untuk mengontrol banyak parameter pada konstruksi inklusi menurut struktur mikro yang sebenarnya. Mikrostruktur dihasilkan oleh memilih lokasi pusat inklusi acak dengan maksimal rasio pengisian. Koordinat lokasi yang mungkin disimpan dalam a vektor. Lingkaran perhitungan memilih satu pusat secara acak mengoordinasikan dan menghapus pusat tetangga dari vektor lokasi menurut lingkup pengaruh yang ditentukan dari  ukuran inklusi yang diinginkan, pada Gambar. 2 (a). Pusat lain dipilih dan seterusnya sampai tidak ada lagi koordinat yang tersedia. Dalam urutan untuk menghasilkan sel periodik, urutan yang dijelaskan dilakukan pada pengaturan 3 x 3 dari grid yang identik. Dengan cara ini, ketika pengaruh bola melewati batas grid, itu adalah kemudian dipertimbangkan di sisi lain grid.

 

2.7. Generasi sel referensi

Menggunakan triangulasi Delaunay untuk memisahkan perwakilan

sel dalam domain serat, dan diagram Voronoi, pada Gambar. 2 (b), untuk menentukan diameter sel yang dihasilkan, sel representatif periodik digambarkan pada Gambar. 3. Ukuran sel unit adalah 0,65 mm dan ukuran spherulites adalah dekat dengan 0.

 

2.8. Karakterisasi mekanik

Didorong tes irisan dilakukan pada Instron 5500R mesin uji dengan load cell 500 N. Tes dipantau oleh perangkat korelasi gambar digital GOM Aramis 2M untuk mengikuti inisiasi dan perbanyakan retakan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 4. Baji memiliki bentuk persegi panjang dengan sudut di ujung dan ditutupi oleh Pita perekat PTFE untuk memudahkan pemasangan di antara media. Panjangnya 77 mm, lebar 12,5 mm dan tebal 0,7 mm. Baji bergerak semu-statis pada kecepatan 0,1 mm.s-1.

 

3. Hasil

3.1. Sifat material

Koefisien transmisi telah diukur menggunakan spektrofotometer. Untuk suhu yang sama, faktor transmisi dipengaruhi oleh kekasaran permukaan, sudut datang cahaya dan ketebalan sampel. Hasil transmisi ditunjukkan pada Gambar. 6. Transmisi sampel PA diabaikan antara 200 dan 400 nm, kemudian, faktor transmisi meningkat hingga mencapai 28 ± 3% pada maksimum untuk 1100nm. Pada panjang gelombang bunga pada 940 nm, faktor transmisi adalah 26 ± 3% pada 20 ° C untuk sampel tebal 2 mm. Mengikuti hukum Beer-Lambert, faktor transmisi meningkat ketika ketebalan sampel menurun. Efek ketebalan lemah untuk B3S yang transmisi bervariasi dari 6 hingga 11 ± 3% berapapun ketebalannya. Sebaliknya, efek ketebalan lebih besar untuk B3K: dari 1% untuk sampel 4 mm, mencapai 26 ± 3% untuk sampel centang 2mm. Untuk sampel yang diisi karbon hitam, transmisi adalah 0% pada seluruh rentang panjang gelombang.

 

3.2. Pengaruh parameter pengelasan

Model analitik: Pada bagian termoplastik difusif, a

hamburan terjadi selama pengelasan laser. Oleh karena itu akan menjadi masalah untuk menerapkan hukum Beer-Lambert untuk menggambarkan distribusi intensitas cahaya dalam bahan-bahan termoplastik yang tersebar ini. Telah diketahui bahwa kristal meningkatkan penyebaran sinar laser, yang pada gilirannya meningkatkan diameter berkas efektif [5]. Dalam penelitian ini, model analitis dikembangkan untuk menggambarkan jalur cahaya laser pada hamburan polimer dengan memperkenalkan rasio hamburan cahaya dan hamburan standar deviasi. Dalam penelitian ini, penyerapan diabaikan dibandingkan efek hamburan. Pemodelan sumber panas laser yang cocok untuk distribusi persegi panjang disajikan.

 

3.3. Hasil difusi sinar laser.

TLW telah dilakukan pada tiga jenis majelis: B3K (Transparan) dengan tebal 2 mm dan 4 mm dan B3S (buram) dengan ketebalan 2 mm. Ukuran zona yang terkena panas (HAZ) diukur pada penampang jahitan las. Itu mikrograf disajikan pada Gambar.8. memungkinkan penentuan zona yang terkena panas, yang hampir berbentuk elips.

 

3.4. Karakterisasi kekuatan antar muka

Kekuatan antarmuka telah dievaluasi pada rakitan B3K / T7630, dengan kekuatan pengelasan 46 W. T7630 diisi dengan partikel karbon hitam, itulah sebabnya koefisien transmisinya adalah 0% seperti terlihat pada Gambar.7. Kepadatan energi keseluruhan mencapai antarmuka terkonsentrasi pada antarmuka ketika energi laser mencapai spesimen T7630. Ketebalan mediaℎ𝑖𝑖 bervariasi dari 2 mm hingga 4 mm dan kecepatan pengelasan 𝑉𝑉bervariasi dari 1 mm-1 hingga 8 mm-1.

 

4. Kesimpulan

Dalam karya ini, efek dari parameter proses seperti kepadatan energi, kecepatan sinar laser dan ketebalan bagian telah dikorelasikan dengan kekuatan mekanik dari lasan, diukur dengan tes baji. Sifat termomekanis dan optik dari sampel telah dinilai dan dikorelasikan dengan dimensi zona yang terkena panas (HAZ). Untuk pemahaman yang lebih dalam tentang efek sifat optik dan termal dari material pada kualitas sambungan yang dilas, kami mengusulkan model analitik baru difusi laser selama proses TLW berdasarkan distribusi Lorentzian. Model ini cocok dengan hasil numerik yang diberikan oleh ray tracing. Kedua metode, numerik dan analitis, mampu menjelaskan variasi zona panas yang dipengaruhi lapisan las untuk berbagai jenis sampel yang dipelajari. Untuk analisis difusi laser yang lebih dalam dan lebih lengkap, hasil ini harus dikonsolidasikan dengan pengukuran eksperimental difusi laser dan kampanye eksperimental yang lebih luas.

 

Download DocumentPDF Asli Jurnal Tentang Laser Pengelasan Transmisi Poliamida: PengaruhParameter Proses dan Properti Material pada Kekuatan Las.

PenjelasanTentang Laser Pengelasan Transmisi Poliamida: Pengaruh Parameter Proses danProperti Material pada Kekuatan Las.

Download DocumentPPT Tentang Laser Pengelasan Transmisi Poliamida: Pengaruh Parameter Proses danProperti Material pada Kekuatan Las.

 

Sekian pada artikel ini, semoga bisa bermanfaat dan menginspirasi bagi kita semua, dan saya persilahkan untuk download dokument diatas  untuk disimpan atau untuk pelajaran. Jangan lupa untuk share ya teman – teman ke sosial media kamu, facebook, twitter, whatsapp atau yang lain – lainnya, silahkan bisa klik icon sosial media di bawah atau bisa copy dan share link artikel yang telah tercantum di bawah ini.

 

وَ السَّلاَمُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ اللهِ وَبَرَكَاتُهُ