Perkenalan
Penerapan luas pengelasan laser untuk paduan aluminium dalam produksi industri telah menghasilkan manfaat yang signifikan bagi pembangunan berkelanjutan dan kemajuan sosial ekonomi, karena secara bersamaan meningkatkan kekuatan las dan mengurangi konsumsi energi. Meskipun prospek paduan ini menjanjikan, penelitian saat ini yang secara khusus membahas pengurangan konsumsi energi selama proses pengelasan laser masih terbatas. Studi ini mencapai tujuan ganda untuk meningkatkan kekuatan sambungan dan mengurangi konsumsi energi dengan memasukkan sejumlah kecil tabung nano karbon ke dalam paduan aluminium 2A12. Studi ini mendefinisikan "efisiensi pengelasan", menetapkan model konsumsi energi untuk pengelasan laser paduan aluminium, dan melakukan analisis komparatif antara proses pengelasan laser dengan penambahan karbon nanotube dan proses pengelasan laser standar. Hasilnya menunjukkan bahwa penambahan jejak karbon nanotube menyebabkan pengurangan konsumsi energi lebih dari 33% dan peningkatan kekuatan sambungan sebesar 101 MPa. Selain itu, dibandingkan dengan proses pengelasan laser lain untuk paduan aluminium yang dilaporkan dalam literatur yang ada, teknik ini menunjukkan keunggulan-penghematan energi yang signifikan. Peningkatan kinerja ini disebabkan oleh fakta bahwa jejak karbon nanotube meningkatkan laju penyerapan laser paduan aluminium, sementara nanotube yang tersisa dalam sambungan bertindak sebagai media penguat. Studi ini menawarkan wawasan dan metodologi baru untuk mencapai pengelasan paduan aluminium yang rendah karbon dan berkualitas tinggi.
Studi ini secara signifikan meningkatkan efisiensi energi pengelasan laser paduan aluminium dan mengurangi konsumsi energi pengelasan melalui penambahan sejumlah kecil karbon nanotube. Pertama, analisis komparatif dilakukan antara proses pengelasan laser standar dan proses pengelasan laser yang menggunakan tabung nano karbon, berdasarkan model konsumsi energi dan efisiensi pengelasan yang telah ditetapkan. Kedua, proses LC-3 dibandingkan dengan data konsumsi energi laser yang dilaporkan dalam literatur yang relevan. Secara bersamaan, sifat mekanik-metrik penting untuk kualitas pengelasan-dimasukkan ke dalam kerangka evaluasi untuk setiap sambungan. Pada akhirnya, korelasi intrinsik antara kemampuan hemat energi dari proses LC-3 dan peningkatan kinerja sambungan las telah dijelaskan. Temuan-temuan utama dirangkum sebagai berikut:
Dibandingkan dengan proses pengelasan laser standar, proses pengelasan laser yang menggunakan sejumlah kecil karbon nanotube (LC-3) menunjukkan peningkatan efisiensi pengelasan sebesar 33% dan mencapai penghematan energi sekitar 33%. Selain itu, proses LC-3 menunjukkan keuntungan yang signifikan dalam hal mengurangi konsumsi material.
Dibandingkan dengan proses yang ada, proses LC-3 mencapai efisiensi pengelasan tertinggi, mencapai 60 mm²/s·kW. Untuk paduan aluminium dengan ketebalan setara, proses LC-3 juga menunjukkan konsumsi energi laser terendah.
Karakteristik-hemat energi dan-efisiensi tinggi dari proses LC-3 terutama berasal dari sifat penyerapan cahaya unik dari jejak tabung nano karbon. Dengan mengisi lapisan las, nanotube ini secara signifikan meningkatkan tingkat penyerapan energi laser paduan aluminium, sehingga meminimalkan kehilangan energi laser selama tahap awal proses pengelasan.
