Hàn laser là một quá trình nối kim loại. Giống như tất cả các quá trình hàn và nối, hàn laser tạo ra nhiệt tại các điểm cụ thể. Để hiểu rõ hơn về hàn laser là gì, hoạt động như thế nào và có các loại laser hàn nào thì mời các bạn xem tiếp nội dung sau đây.
Hàn laser là một quá trình sử dụng chùm tia laser cường độ cao để nối các kim loại hoặc nhựa nhiệt dẻo lại với nhau. Mối hàn laser được hình thành khi ánh sáng laser cường độ cao nhanh chóng làm nóng vật liệu - thường được tính bằng mili giây.
Hàn laser cho phép hàn chính xác ở những khu vực nhỏ và khó tiếp cận và là một công nghệ nối đầy hứa hẹn với chất lượng cao, độ chính xác cao, tốc độ cao, tính linh hoạt tốt và độ biến dạng thấp.
Hàn laser có thể được thực hiện bằng chùm tia laser liên tục hoặc xung.
Nguyên lý của hàn laser có thể được chia thành hàn dẫn nhiệt và hàn laser xuyên sâu (hoặc hàn lỗ khóa). Hàn laser có thể được kết hợp với các quy trình hàn thông thường và được sử dụng để hàn.
Khi mật độ công suất nhỏ hơn 104 ~ 105 W / cm2, đó là hàn dẫn nhiệt. Lúc này chiều sâu hàn cạn. Nó có thể dễ dàng nối các phần mỏng và các cạnh có thể nhìn thấy được. Độ sâu của nó thường là dưới 2,5mm và tối đa. tỷ lệ chiều sâu / chiều rộng (D / W) là 3: 1.
Khi mật độ công suất lớn hơn 105 ~ 107 W / cm2, bề mặt kim loại bị lõm vào "lỗ" khi nung nóng, tạo thành hàn xuyên sâu. Tính năng hàn xuyên sâu có tốc độ hàn nhanh và tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng (D / W) lớn. Tỷ lệ chiều sâu trên chiều rộng của mối hàn có thể lên đến 12: 1 và chiều sâu hàn tối đa hiện tại có thể đạt tới 51mm.
Trong hàn laser dẫn nhiệt, chùm tia laser làm tan chảy các bộ phận giao phối dọc theo một mối nối chung. Vật liệu nóng chảy chảy ra và đông đặc lại để tạo thành mối hàn.
Trong quá trình này, năng lượng laser được chuyển vào các phôi chỉ thông qua dẫn nhiệt. Khả năng dẫn nhiệt của phôi giới hạn độ sâu mối hàn tối đa. Như vậy chiều rộng của mối hàn luôn lớn hơn chiều sâu của nó.
Thông thường, điều này có thể được sử dụng cho các ứng dụng yêu cầu mối hàn thẩm mỹ hoặc khi các hạt bụi là mối quan tâm, chẳng hạn như các ứng dụng niêm phong pin nhất định.
Khi mật độ công suất đủ lớn, nhiệt sẽ không thể tản đi đủ nhanh. Phôi không chỉ nóng chảy mà còn bốc hơi.
Kim loại hóa hơi hoặc plasma nở ra và tạo ra một lỗ khóa hoặc đường hầm từ bề mặt xuống sâu của mối hàn.
Khi chùm tia laze được di chuyển trên bề mặt của phôi, lỗ khóa sẽ đi theo và tạo ra một mối hàn sâu và hẹp.
Hệ thống hàn la-de bao gồm quang học la-de, một thanh dẫn hướng có động cơ và một bàn làm việc (nếu cần). Trong mọi trường hợp, các bán thành phẩm được hàn phải được kẹp chặt để có thể ghép nối chính xác. Do đó, có sự phân biệt giữa các hệ thống hàn laser di động và cố định. Trong trường hợp hệ thống hàn chùm tia laze di động, thiết bị được đưa đến gần sản phẩm. Máy hàn laser văn phòng phẩm có bàn làm việc với thiết bị kẹp. Việc đưa và kẹp các hệ thống hàn laser tĩnh là động cơ hoặc tự động. Tuy nhiên, kích thước của bàn làm việc giới hạn kích thước của các sản phẩm được gia công. Ngoài quang học hàn và các servo làm việc chính xác của cánh tay robot, hệ thống điều khiển là thành phần quan trọng nhất của hệ thống hàn chùm tia laze. Nó hướng dẫn cánh tay đến các điểm đã định và điều chỉnh thời lượng cũng như cường độ của chùm tia laze.
Sự bổ sung lý tưởng cho hệ thống hàn laser là hệ thống cắt laser. Các hình dạng laser chính xác cung cấp hình dạng chính xác mà máy hàn chùm tia laser có thể sử dụng để tạo ra kết quả tốt nhất có thể.
Laser thích hợp để hàn bao gồm garnet nhôm yttrium pha tạp neodymium (Nd: YAG), sợi quang và diode. Mỗi tính năng cung cấp các tính năng độc đáo phù hợp với các ứng dụng cụ thể.
Độ chính xác cao nhất quán của hàn laser là đặc điểm nổi bật của nó. Ngoài đường may đặc biệt tốt, nhiệt độ đầu vào thấp là điểm cộng quan trọng nhất. Trái ngược với hàn bằng khí, nơi làm việc chậm và nhiều nhiệt được áp dụng, hàn laser cực kỳ nhanh chóng và xâm lấn tối thiểu. Điều này tránh làm nóng hoàn toàn vật liệu nền. Do đó không xảy ra hiện tượng giãn nở nhiệt có chọn lọc, điều này cũng tránh được sự biến dạng của phôi sau khi làm mát. Do đó, việc hoàn thiện kết cấu hàn trên máy nắn thẳng là không cần thiết sau khi hàn bằng tia laze.
Chùm tia laser xung đồng nhất cũng đảm bảo đường may đặc biệt sạch sẽ. Hạt hàn hoặc gờ, thường không thể tránh khỏi trong quá trình hàn điện hoặc được che chắn bằng khí, không xảy ra trong quá trình nối này. Cuối cùng, bất kỳ vật liệu hàn nào cũng có thể được xử lý trên máy hàn laser. Trong tất cả các quy trình gia công, hàn laser cung cấp nhiều loại vật liệu nhất có thể được xử lý. Ví dụ, thủy tinh hoặc nhựa không thể được kết hợp với bất kỳ quá trình nào khác.
Một nhược điểm lớn của hàn chùm tia laze là giá thành thiết bị cao. Đầu tư này phải được suy nghĩ rất kỹ lưỡng. ROI phải được đảm bảo hợp lý trước khi mua, nếu không hệ thống hàn laser có thể nhanh chóng trở thành một công việc kinh doanh thua lỗ. Do đó, nếu nhà cung cấp dịch vụ theo hợp đồng xem xét đưa hệ thống hàn laser vào bãi máy của họ, thì nên đầu tư cao tương ứng vào một chiến dịch tiếp thị phù hợp. Hàn laser đang được ủng hộ bởi thực tế là nhu cầu của khách hàng về dung sai trong sản xuất không ngừng tăng lên. Các quy trình hàn thông thường sẽ không còn phù hợp với nhiều ứng dụng nữa. Do đó, đầu tư vào hàn laser vẫn là một rủi ro, mặc dù ngày càng dễ quản lý hơn.
Một yếu tố hạn chế đối với hàn laser là loại ứng dụng: Hoạt động của hệ thống hàn laser có thể so sánh với hoạt động của máy phay CNC. Đúng là hoạt động sai không thể gây ra thiệt hại to lớn như một máy cắt được lập trình sai. Tuy nhiên, cần phải có nền tảng giáo dục tốt, kiến thức cơ bản về toán học-kỹ thuật và sự quen thuộc kỹ lưỡng để có thể sử dụng máy hàn laser một cách hiệu quả.
Mặt khác, các rủi ro sức khỏe liên quan đến việc hàn bằng tia laze là rất nhỏ. Không cần phải nói rằng hàn nhôm bằng laser đòi hỏi một hệ thống khai thác mạnh mẽ. Nó cũng nên lưu ý giữ khoảng cách với chuyển động học do động cơ điều khiển. Người vận hành phải tránh xa khu vực làm việc của cánh tay rô bốt đang hoạt động. Đây là thực tế cơ bản trong việc xử lý các quy trình sản xuất tự động, hiện đại. Rốt cuộc, hàn laser về cơ bản yêu cầu đeo kính bảo hộ laser. Điều này ngăn ngừa tai nạn do nhìn vào ánh sáng laser. Nếu các quy tắc an toàn này được tuân thủ, thì hàn laser không gây ra nguy hiểm đặc biệt nào.
Hàn laser ngày càng được sử dụng rộng rãi hơn. Các lĩnh vực tiêu biểu là:
Hàn laser phổ biến trong chế tạo dụng cụ vì độ chính xác của nó. Do đó, nó đang cạnh tranh trực tiếp với quá trình xói mòn. Việc sản xuất các công cụ đục lỗ, ép và đúc chính xác bằng phương pháp hàn laser cộng hoặc trừ là câu trả lời cho những thách thức của nền công nghiệp 4.0.
Trong ngành công nghiệp ô tô, hàn laser được sử dụng vì chế độ hoạt động không cần dụng cụ. Ngược lại với hàn điện, hàn laser không yêu cầu bất kỳ việc làm sạch hoặc thay thế đầu liên tục nào. Kết cấu thép đang trải qua những kích thước hoàn toàn mới về độ chính xác và năng suất thông qua hàn laser. Xử lý nhanh các tấm dày với dung sai cao không còn là điều viễn tưởng nhờ có hàn chùm tia laze. Điều này cũng áp dụng cho việc đóng tàu: Ở đó, trên tất cả các bộ phận được sản xuất chính xác như bánh lái, vít điều khiển và ổ đĩa phải đạt được dung sai mong muốn bằng cách hàn laser. Kết quả là tốc độ cao hơn và mức tiêu thụ nhiên liệu của tàu thấp hơn.
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
92 Nghĩa Thục, Phường 5, Quận 5, TP. Hồ Chí Minh
0968 98 98 48
thanhquy3d@gmail.com
www.kimhoanthanhcong.com
