Quy trình hàn laser cơ bản bao gồm việc tập trung chùm tia laser vào vùng tiếp xúc giữa hai vật liệu bằng hệ thống phân phối quang học. Khi chùm tia tiếp xúc với vật liệu, nó sẽ truyền năng lượng, nhanh chóng làm nóng và làm tan chảy một vùng nhỏ.
1. Máy hàn Laser là gì?
Máy hàn laser là một công cụ công nghiệp sử dụng chùm tia laser làm nguồn nhiệt tập trung để ghép nhiều vật liệu lại với nhau.
Một số đặc điểm chính của máy hàn laser bao gồm:
1. Nguồn laser:Hầu hết các máy hàn laser hiện đại đều sử dụng diode laser thể rắn, tạo ra chùm tia laser công suất cao trong phổ hồng ngoại. Các nguồn laser phổ biến bao gồm laser CO2, laser sợi quang và laser diode.
2. Quang học:Chùm tia laser đi qua một loạt các thành phần quang học như gương, thấu kính và vòi phun, giúp hội tụ và hướng chùm tia đến khu vực hàn một cách chính xác. Các cánh tay hoặc giàn ống lồng giúp định vị chùm tia.
3. Tự động hóa:Nhiều máy hàn laser được tích hợp điều khiển số bằng máy tính (CNC) và robot để tự động hóa các quy trình và mẫu hàn phức tạp. Đường dẫn hàn có thể lập trình và cảm biến phản hồi đảm bảo độ chính xác.
4. Giám sát quy trình:Camera, máy quang phổ và các cảm biến tích hợp khác theo dõi quá trình hàn theo thời gian thực. Mọi vấn đề về căn chỉnh chùm tia, độ xuyên thấu hoặc chất lượng đều có thể được phát hiện và xử lý nhanh chóng.
5. Khóa liên động an toàn:Vỏ bảo vệ, cửa và nút dừng khẩn cấp bảo vệ người vận hành khỏi tia laser công suất cao. Khóa liên động sẽ tắt tia laser nếu vi phạm các quy trình an toàn.
Tóm lại, máy hàn laser là một công cụ công nghiệp chính xác được điều khiển bằng máy tính, sử dụng chùm tia laser tập trung cho các ứng dụng hàn tự động, có thể lặp lại.
2. Hàn laser hoạt động như thế nào?
Một số giai đoạn chính trong quá trình hàn bằng laser bao gồm:
1. Tạo chùm tia laser:Một diode laser thể rắn hoặc nguồn khác tạo ra chùm tia hồng ngoại.
2. Phân phối chùm tia: Gương, thấu kính và vòi phun sẽ tập trung chùm tia chính xác vào một điểm hẹp trên phôi.
3. Làm nóng vật liệu:Chùm tia này làm nóng vật liệu nhanh chóng, với mật độ đạt tới 106 W/cm2.
4. Nấu chảy và kết dính:Một vũng nóng chảy nhỏ hình thành tại nơi các vật liệu kết dính. Khi vũng nóng chảy đông cứng lại, mối hàn được tạo ra.
5. Làm nguội và đông đặc lại: Khu vực hàn nguội đi ở tốc độ cao trên 104°C/giây, tạo ra cấu trúc vi mô cứng, hạt mịn.
6. Tiến triển:Dầm di chuyển hoặc các bộ phận được định vị lại và quá trình lặp lại để hoàn thiện đường hàn. Khí bảo vệ trơ cũng có thể được sử dụng.
Tóm lại, hàn bằng laser sử dụng chùm tia laser có độ hội tụ cao và chu kỳ nhiệt được kiểm soát để tạo ra mối hàn vùng ảnh hưởng nhiệt thấp, chất lượng cao.
Chúng tôi cung cấp thông tin hữu ích về máy hàn laser
Cũng như các giải pháp tùy chỉnh cho doanh nghiệp của bạn
3. Hàn Laser có tốt hơn hàn MIG không?
Khi so sánh với các quy trình hàn kim loại khí trơ (MIG) truyền thống...
Hàn laser mang lại một số lợi thế:
1. Độ chính xác: Chùm tia laser có thể được tập trung vào một điểm rất nhỏ 0,1-1mm, cho phép hàn chính xác và lặp lại. Điều này lý tưởng cho các chi tiết nhỏ, dung sai cao.
2. Tốc độ:Tốc độ hàn laser nhanh hơn nhiều so với MIG, đặc biệt là trên các vật liệu mỏng hơn. Điều này giúp cải thiện năng suất và giảm thời gian chu kỳ.
3. Chất lượng:Nguồn nhiệt tập trung tạo ra độ biến dạng tối thiểu và vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp. Điều này tạo ra mối hàn chắc chắn, chất lượng cao.
4. Tự động hóa:Hàn laser dễ dàng tự động hóa bằng robot và CNC. Điều này cho phép tạo ra các mẫu phức tạp và cải thiện tính nhất quán so với hàn MIG thủ công.
5. Vật liệu:Tia laser có thể kết hợp nhiều loại vật liệu, bao gồm cả mối hàn nhiều vật liệu và mối hàn kim loại không giống nhau.
Tuy nhiên, hàn MIG cómột số lợi thếtrên laser trong các ứng dụng khác:
1. Chi phí:Thiết bị MIG có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn so với hệ thống laser.
2. Vật liệu dày hơn:MIG phù hợp hơn để hàn các phần thép dày hơn 3mm, nơi mà sự hấp thụ tia laser có thể gây ra vấn đề.
3. Khí bảo vệ:MIG sử dụng lá chắn khí trơ để bảo vệ khu vực hàn, trong khi laser thường sử dụng đường dẫn chùm tia kín.
Tóm lại, hàn laser thường được ưa chuộng hơnđộ chính xác, tự động hóa và chất lượng hàn.
Nhưng MIG vẫn có khả năng cạnh tranh trong việc sản xuấtthước đo dày hơn với giá phải chăng.
Quy trình phù hợp phụ thuộc vào ứng dụng hàn cụ thể và yêu cầu của bộ phận.
4. Hàn laser có tốt hơn hàn TIG không?
Hàn khí trơ vonfram (TIG) là một quy trình thủ công, đòi hỏi kỹ năng nghệ thuật cao, có thể tạo ra kết quả tuyệt vời trên các vật liệu mỏng.
Tuy nhiên, hàn laser có một số ưu điểm so với hàn TIG:
1. Tốc độ:Hàn laser nhanh hơn đáng kể so với hàn TIG trong các ứng dụng sản xuất nhờ độ chính xác tự động. Điều này giúp cải thiện năng suất.
2. Độ chính xác:Chùm tia laser tập trung cho phép định vị chính xác đến từng phần trăm milimét. Điều này không thể đạt được bằng tay người với phương pháp hàn TIG.
3. Kiểm soát:Các biến số quy trình như nhiệt lượng đầu vào và hình dạng mối hàn được kiểm soát chặt chẽ bằng tia laser, đảm bảo kết quả đồng nhất qua từng lô.
4. Vật liệu:TIG phù hợp nhất với các vật liệu dẫn điện mỏng hơn, trong khi hàn laser mở ra nhiều sự kết hợp vật liệu đa dạng hơn.
5. Tự động hóa: Hệ thống laser robot cho phép hàn hoàn toàn tự động mà không gây mệt mỏi, trong khi TIG thường đòi hỏi sự tập trung và chuyên môn cao của người vận hành.
Tuy nhiên, hàn TIG vẫn giữ được lợi thếcông việc chính xác mỏng hoặc hàn hợp kimnơi nhiệt lượng đầu vào phải được điều chỉnh cẩn thận. Đối với những ứng dụng này, tay nghề của kỹ thuật viên lành nghề là rất quan trọng.
5. Nhược điểm của hàn laser là gì?
Giống như bất kỳ quy trình công nghiệp nào, hàn laser cũng có một số nhược điểm tiềm ẩn cần cân nhắc:
1. Chi phí: Mặc dù giá cả phải chăng hơn, nhưng hệ thống laser công suất cao đòi hỏi đầu tư vốn đáng kể so với các phương pháp hàn khác.
2. Vật tư tiêu hao:Vòi phun khí và hệ thống quang học sẽ xuống cấp theo thời gian và phải được thay thế, làm tăng chi phí sở hữu.
3. An toàn:Cần phải có các giao thức nghiêm ngặt và vỏ bọc an toàn kín để ngăn ngừa tiếp xúc với chùm tia laser cường độ cao.
4. Đào tạo:Người vận hành cần được đào tạo để làm việc an toàn và bảo trì thiết bị hàn laser đúng cách.
5. Đường ngắm:Chùm tia laser di chuyển theo đường thẳng, do đó các hình dạng phức tạp có thể cần nhiều chùm tia hoặc phải định vị lại phôi.
6. Khả năng hấp thụ:Một số vật liệu như thép dày hoặc nhôm có thể khó hàn nếu chúng không hấp thụ hiệu quả bước sóng riêng của tia laser.
Tuy nhiên, với các biện pháp phòng ngừa, đào tạo và tối ưu hóa quy trình thích hợp, hàn laser mang lại lợi thế về năng suất, độ chính xác và chất lượng cho nhiều ứng dụng công nghiệp.
6. Hàn laser có cần khí không?
Không giống như các quy trình hàn bảo vệ bằng khí, hàn laser không yêu cầu sử dụng khí bảo vệ trơ chảy qua khu vực hàn. Điều này là do:
1. Chùm tia laser tập trung di chuyển qua không khí để tạo ra một vũng hàn nhỏ, năng lượng cao có tác dụng làm nóng chảy và kết nối các vật liệu.
2. Không khí xung quanh không bị ion hóa như hồ quang plasma khí và không ảnh hưởng đến quá trình hình thành chùm tia hoặc mối hàn.
3. Mối hàn đông cứng rất nhanh do nhiệt độ tập trung trước khi oxit kịp hình thành trên bề mặt.
Tuy nhiên, một số ứng dụng hàn laser chuyên dụng vẫn có thể được hưởng lợi khi sử dụng khí hỗ trợ:
1. Đối với kim loại phản ứng như nhôm, khí sẽ bảo vệ vũng hàn nóng khỏi oxy trong không khí.
2. Trong các công việc sử dụng tia laser công suất cao, khí sẽ ổn định luồng plasma hình thành trong quá trình hàn xuyên sâu.
3. Tia khí làm sạch khói và mảnh vụn để truyền tia tốt hơn trên bề mặt bẩn hoặc bề mặt sơn.
Tóm lại, mặc dù không thực sự cần thiết, khí trơ có thể mang lại lợi thế cho các ứng dụng hoặc vật liệu hàn laser khó khăn cụ thể. Tuy nhiên, quy trình này thường vẫn có thể hoạt động tốt mà không cần khí trơ.
▶ Có thể hàn bằng laser những vật liệu nào?
Hầu như tất cả các kim loại đều có thể hàn bằng laser bao gồmthép, nhôm, titan, hợp kim niken, v.v.
Ngay cả những sự kết hợp kim loại không giống nhau cũng có thể xảy ra. Điều quan trọng là chúngphải hấp thụ bước sóng laser một cách hiệu quả.
▶ Có thể hàn vật liệu dày đến mức nào?
Tấm mỏng như0,1mm và dày tới 25mmthường có thể hàn bằng laser, tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và công suất laser.
Các phần dày hơn có thể cần hàn nhiều lớp hoặc quang học đặc biệt.
▶ Hàn laser có phù hợp với sản xuất số lượng lớn không?
Hoàn toàn đúng. Các ô hàn laser bằng robot thường được sử dụng trong môi trường sản xuất tự động, tốc độ cao cho các ứng dụng như sản xuất ô tô.
Có thể đạt được tốc độ thông lượng lên tới vài mét mỗi phút.
▶ Ngành công nghiệp nào sử dụng công nghệ hàn laser?
Các ứng dụng hàn laser phổ biến có thể được tìm thấy trongsản xuất ô tô, điện tử, thiết bị y tế, hàng không vũ trụ, dụng cụ/khuôn mẫu và các bộ phận chính xác nhỏ.
Công nghệ làliên tục mở rộng sang các lĩnh vực mới.
▶ Làm thế nào để tôi chọn được hệ thống hàn laser?
Các yếu tố cần xem xét bao gồm vật liệu phôi, kích thước/độ dày, nhu cầu thông lượng, ngân sách và chất lượng mối hàn yêu cầu.
Các nhà cung cấp uy tín có thể giúp xác định loại laser, công suất, quang học và tự động hóa phù hợp cho ứng dụng cụ thể của bạn.
▶ Có thể thực hiện những loại mối hàn nào?
Các kỹ thuật hàn laser thông thường bao gồm hàn giáp mối, hàn chồng, hàn góc, hàn xuyên và hàn ốp.
Một số phương pháp cải tiến như sản xuất bồi đắp bằng laser cũng đang nổi lên trong các ứng dụng sửa chữa và tạo mẫu.
▶ Hàn laser có phù hợp cho công việc sửa chữa không?
Có, hàn laser rất phù hợp để sửa chữa chính xác các thành phần có giá trị cao.
Nhiệt lượng tập trung giúp giảm thiểu thiệt hại thêm cho vật liệu cơ bản trong quá trình sửa chữa.
Bạn muốn bắt đầu sử dụng máy hàn laser?
Tại sao không cân nhắc đến chúng tôi?
Thời gian đăng: 12-02-2024