Công nghệ hàn laser hiện nay đang ngày càng phổ biến trong lĩnh vực gia công cơ khí. Vậy hàn laser là gì? phương pháp hàn laser phổ biến hiện nay là gì? cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé!
Mục lục bài viết
Hàn laser là gì?
Hàn Laser là một công nghệ hàn bằng tia laser được sử dụng để nối một số thành phần kim loại. Tia laser tạo ra chùm tia cường độ cao tập trung vào một điểm. Nguồn nhiệt tập trung này cho phép hàn tốt, hàn sâu và tốc độ hàn cao. công nghệ hàn laser giúp đem lại chất lượng tốt hơn so với những phương pháp hàn khác.
>>Xem thêm: Laser Fiber là gì? Phân biệt cắt laser Fiber, laser CO2 và laser Nd-YAG
Kỹ thuật hàn laser
Một số phương pháp hàn khác:
- Hàn TIG là gì? Tổng quan về hàn TIG
- Hàn Mig Là Gì? Những Ứng Dụng Của Hàn Mig Trong Công Nghiệp
- Tìm hiểu về hàn lăn inox và máy hàn lăn
Hàn laser hoạt động như thế nào?
Hàn laser hoạt động ở hai chế độ cơ bản khác nhau: hàn giới hạn dẫn điện và hàn lỗ khóa. Chế độ mà chùm tia laser tương tác với vật liệu mà nó hàn sẽ phụ thuộc vào mật độ năng lượng của chùm tia chiếu vào phôi.
Hàn hạn chế dẫn điện xảy ra khi mật độ công suất thường nhỏ hơn 105W/cm2. Chùm tia laser chỉ được hấp thụ ở bề mặt vật liệu và không xuyên qua nó. Khi đó, các mối hàn giới hạn dẫn điện thường thể hiện tỷ lệ chiều rộng và chiều sâu cao.
Hàn laser thường được thực hiện nhiều hơn bằng cách sử dụng mật độ năng lượng cao hơn, bằng cơ chế lỗ khóa. Khi chùm tia laser được hội tụ vào một điểm đủ nhỏ để tạo ra mật độ công suất thường > 106-107 W/cm2, vật liệu trên đường đi của chùm tia không chỉ tan chảy mà còn bốc hơi, trước khi có thể loại bỏ một lượng nhiệt đáng kể bằng cách dẫn truyền. Chùm tia laser hội tụ sau đó thâm nhập vào phôi tạo thành một khoang gọi là ‘lỗ khóa’, chứa đầy hơi kim loại (trong một số trường hợp thậm chí có thể bị ion hóa, tạo thành plasma).
Hơi hoặc plasma giãn nở này góp phần ngăn chặn sự sụp đổ của các bức tường nóng chảy của lỗ khóa trong khoang này.
Hơn nữa, sự ghép chùm tia laser vào phôi gia công được cải thiện đáng kể nhờ sự hình thành lỗ khóa này. Sau đó, quá trình hàn xuyên sâu đạt được bằng cách di chuyển lỗ khóa dọc theo mối hàn hoặc di chuyển mối nối đối với chùm tia laser. Điều này dẫn đến các mối hàn có tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng cao.
Dưới tác động của sức căng bề mặt, một số vật liệu nóng chảy ở mép trước của lỗ khóa chảy xung quanh khoang lỗ khóa về phía sau, sau đó được làm mát và hóa rắn để tạo thành mối hàn. Điều này làm cho nắp mối hàn có hoa văn chevron, hướng ngược về phía điểm bắt đầu của mối hàn.
hàn laser
Các loại máy hàn laser phổ biến
Máy hàn trên thị trường có rất nhiều loại, có thể phân loại dứa trên loại laser, nguồn laser như sau:
Phân loại theo loại laser
- Laser xung
- Laser liên tục
Phân loại nguồn laser
- Máy hàn laser sợi quang
- Máy hàn laser Co2
- Máy hàn laser ND: YAG
Nguồn laser ưu chuộng hiện nay
Trong các nguồn laser cho máy hàn như laser sợi quang, Nd: YAG, laser CO2 thì laser sợi quang được ưu chuộng nhất bởi những ưu điểm của nó.
Trong laser sợi quang, ánh sáng laser được tạo ra trong một sợi quang hoạt động và được dẫn hướng tới chi tiết gia công bằng một sợi phân phối linh hoạt, hoạt động như một “dẫn hướng ánh sáng”. Tính linh hoạt của việc cung cấp chùm tia laser này là một tính năng quan trọng đối với nhiều hình thức xử lý vật liệu như cắt laser, hàn laser, đánh dấu laser và khắc laser.
Ưu điểm của hàn laser
Dưới đây là các ưu điểm của hàn chùm laser:
- So với các phương pháp hàn khác thì hàn laser nhanh hơn, đặc biệt là khi hàn các vật liệu dày.
- Các mối hàn được tạo ra bởi hàn chùm tia laser có chất lượng cao.
- Đối với các ứng dụng khối lượng lớn, việc hàn laser có thể được tự động hóa.
- Hàn laser không cần điện cực.
- Các chùm tia laser có thể được truyền qua không khí. Do đó, hàn chùm tia laser không cần chân không cho hoạt động của nó.
- Trong trường hợp hàn bằng tia laser, tia X không được tạo ra, do đó không cần che chắn tia X.
- Hàn chùm tia laser có thể được sử dụng ở những nơi không dễ tiếp cận.
Nhược điểm của hàn tia laser
Dưới đây là một vài nhược điểm của hàn laser:
- Phương pháp hàn laser yêu cầu người thợ hàn phải có tay nghề cao để tạo ra những mối hàn đẹp, chính xác.
- Hiệu suất chuyển đổi năng lượng trong quá trình hàn bằng tia laser rất thấp, khoảng 10%.
Ứng dụng của hàn laser
Hàn laser thường được ứng dụng để:
- Hàn thép carbon, thép HSLA và thép không gỉ.
- Hàn nhôm và titan.
- Hàn laser chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô.
- Hàn laser cũng được sử dụng trong các lĩnh vực cần sản xuất số lượng lớn.
>>Xem dịch vụ: Gia công hàn inox
Sản phẩm inox được hàn laser
Có thể bạn quan tâm:
