Máy hàn Laser cầm tay |

Hàn laser là gì? Giải thích về hàn Laser! Tất cả những gì bạn cần biết về Hàn Laser, bao gồm nguyên lý chính và các thông số quy trình chính!

Nhiều khách hàng không hiểu nguyên lý làm việc cơ bản của máy hàn laser, chưa nói đến việc chọn máy hàn laser phù hợp, tuy nhiên Mimowork Laser sẵn sàng giúp bạn đưa ra quyết định đúng đắn và cung cấp hỗ trợ bổ sung để giúp bạn hiểu rõ hơn về hàn laser.

Hàn Laser là gì?

Hàn laser là một loại hàn nóng chảy, sử dụng chùm tia laser làm nguồn nhiệt hàn, nguyên lý hàn là thông qua một phương pháp cụ thể để kích thích môi trường hoạt động, tạo thành dao động khoang cộng hưởng, sau đó biến đổi thành chùm bức xạ kích thích, khi chùm tia và chi tiết gia công tiếp xúc với nhau, năng lượng được chi tiết gia công hấp thụ, khi nhiệt độ đạt đến điểm nóng chảy của vật liệu có thể hàn được.

Theo cơ chế chính của bể hàn, hàn laser có hai cơ chế hàn cơ bản là hàn dẫn nhiệt và hàn xuyên sâu (lỗ khóa). Nhiệt sinh ra khi hàn dẫn nhiệt được khuếch tán đến chi tiết gia công thông qua quá trình truyền nhiệt, do đó bề mặt mối hàn bị nóng chảy, không xảy ra hiện tượng bay hơi, thường được sử dụng trong hàn các bộ phận mỏng tốc độ thấp. Hàn nhiệt hạch sâu làm bay hơi vật liệu và tạo thành một lượng lớn plasma. Do nhiệt độ tăng cao, phía trước bể nóng chảy sẽ xuất hiện các lỗ thủng. Hàn xuyên sâu là chế độ hàn laser được sử dụng rộng rãi nhất, nó có thể hàn chi tiết gia công một cách triệt để và năng lượng đầu vào rất lớn dẫn đến tốc độ hàn nhanh.

Các thông số quy trình trong hàn Laser

Có nhiều thông số quy trình ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser, chẳng hạn như mật độ công suất, dạng sóng xung laser, độ lệch tiêu cự, tốc độ hàn và lựa chọn khí bảo vệ phụ trợ.

Mật độ năng lượng laser

Mật độ năng lượng là một trong những thông số quan trọng nhất trong xử lý laser. Với mật độ năng lượng cao hơn, lớp bề mặt có thể được làm nóng đến điểm sôi trong vòng một phần triệu giây, dẫn đến lượng hóa hơi lớn. Do đó, mật độ năng lượng cao thuận lợi cho các quá trình loại bỏ vật liệu như khoan, cắt và khắc. Đối với mật độ năng lượng thấp, phải mất vài mili giây để nhiệt độ bề mặt đạt đến điểm sôi và trước khi bề mặt bốc hơi, đáy đạt đến điểm nóng chảy, dễ tạo thành mối hàn nóng chảy tốt. Do đó, ở dạng hàn laser dẫn nhiệt, mật độ công suất là 104-106W/cm2.

Dạng sóng xung laser

Dạng sóng xung laser không chỉ là thông số quan trọng để phân biệt việc loại bỏ vật liệu với quá trình nóng chảy vật liệu mà còn là thông số chính để xác định khối lượng và giá thành của thiết bị xử lý. Khi chùm tia laser cường độ cao chiếu tới bề mặt vật liệu, bề mặt vật liệu sẽ có 60 ~ 90% năng lượng laser bị phản xạ và coi là mất mát, đặc biệt là vàng, bạc, đồng, nhôm, titan và các vật liệu khác có phản xạ mạnh và truyền nhiệt nhanh. Độ phản xạ của kim loại thay đổi theo thời gian trong quá trình phát xung laser. Khi nhiệt độ bề mặt của vật liệu tăng đến điểm nóng chảy, độ phản xạ giảm nhanh và khi bề mặt ở trạng thái nóng chảy, độ phản xạ ổn định ở một giá trị nhất định.

Độ rộng xung laser

Độ rộng xung là một thông số quan trọng của hàn laser xung. Độ rộng xung được xác định bởi độ sâu thâm nhập và vùng ảnh hưởng nhiệt. Độ rộng xung càng dài thì vùng ảnh hưởng nhiệt càng lớn và độ sâu thâm nhập tăng theo 1/2 công suất của độ rộng xung. Tuy nhiên, việc tăng độ rộng xung sẽ làm giảm công suất cực đại, do đó việc tăng độ rộng xung thường được sử dụng để hàn dẫn nhiệt, dẫn đến kích thước mối hàn rộng và nông, đặc biệt thích hợp cho hàn chồng các tấm mỏng và dày. Tuy nhiên, công suất cực đại thấp hơn dẫn đến lượng nhiệt đầu vào dư thừa và mỗi vật liệu có độ rộng xung tối ưu giúp tối đa hóa độ sâu thâm nhập.

Số lượng làm mất nét

Hàn laser thường yêu cầu một lượng làm mờ nhất định, vì mật độ năng lượng của tâm điểm tại tiêu điểm laser quá cao, dễ làm bay hơi vật liệu hàn thành các lỗ. Sự phân bố mật độ năng lượng tương đối đồng đều ở mỗi mặt phẳng cách xa tiêu điểm laser.

Có hai chế độ làm mờ:
Làm mất nét tích cực và tiêu cực. Nếu mặt phẳng tiêu cự nằm phía trên phôi thì đó là độ mờ dương; nếu không thì đó là độ lệch tiêu cực. Theo lý thuyết quang học hình học, khi khoảng cách giữa mặt phẳng làm mờ dương và âm và mặt phẳng hàn bằng nhau thì mật độ năng lượng trên mặt phẳng tương ứng là gần như nhau, nhưng trên thực tế, hình dạng bể nóng chảy thu được là khác nhau. Trong trường hợp độ lệch tiêu cực âm, có thể đạt được độ xuyên thấu lớn hơn, điều này có liên quan đến quá trình hình thành vũng nóng chảy.

Tốc độ hàn

Tốc độ hàn quyết định chất lượng bề mặt hàn, độ sâu thâm nhập, vùng chịu ảnh hưởng nhiệt, v.v. Tốc độ hàn sẽ ảnh hưởng đến lượng nhiệt đầu vào trên một đơn vị thời gian. Nếu tốc độ hàn quá chậm, nhiệt lượng đưa vào quá cao dẫn đến phôi bị cháy. Nếu tốc độ hàn quá nhanh thì nhiệt lượng đưa vào quá ít dẫn đến phôi được hàn một phần và không hoàn thiện. Giảm tốc độ hàn thường được sử dụng để cải thiện sự thâm nhập.

Khí bảo vệ thổi phụ trợ

Khí bảo vệ thổi phụ trợ là một quy trình thiết yếu trong hàn laser công suất cao. Một mặt, để ngăn chặn vật liệu kim loại bắn ra và làm bẩn gương lấy nét; Mặt khác, nó nhằm ngăn chặn plasma sinh ra trong quá trình hàn tập trung quá nhiều và ngăn tia laser chạm tới bề mặt vật liệu. Trong quá trình hàn laser, heli, argon, nitơ và các loại khí khác thường được sử dụng để bảo vệ bể nóng chảy, nhằm ngăn phôi khỏi quá trình oxy hóa trong kỹ thuật hàn. Các yếu tố như loại khí bảo vệ, kích thước luồng không khí và Góc thổi có ảnh hưởng lớn đến kết quả hàn và các phương pháp thổi khác nhau cũng sẽ có tác động nhất định đến chất lượng hàn.