BẬT MÍ VỀ CÔNG NGHỆ HÀN TỐI TÂN NHẤT

Máy hàn laser đang làm mưa làm gió trên thị trường gia công chế tạo kim loại mỏng những năm gần đây. Tuy nhiên, vì là công nghệ tiên tiến bậc nhất mà vẫn còn khá mới lạ tại Việt Nam nên có rất nhiều nhà đầu tư, doanh nghiệp vẫn rất đắn đo, băn khoăn liệu không biết công nghệ này có giúp ích gì được cho việc kinh doanh không? Hãy cùng DIMEC vén màn bí mật của loại công nghệ hàn tối tân này nhé.

1. Máy hàn laser là gì?

Hàn laser là quá trình nối các vật liệu kim loại với nhau bằng cách sử dụng một chùm tia laser cường độ cao tập trung vào một điểm, sau khi vật liệu bị nóng chảy đông cứng lại tạo thành mối hàn thì đó chính là đã đạt được mục đích của hàn nối. Đây là công nghệ hàn hiện đại và mới nhất trên thị trường hiện nay, đang trở nên rất phổ biến và dần trở thành xu hướng thịnh hành tương lai của ngành công nghiệp.

Máy hàn laser là thiết bị sử dụng nguồn năng lượng laser để hàn các vật liệu là kim loại như: vàng, bạc, đồng, inox, thép, nhôm, sắt… giúp mang lại hiệu quả chất lượng hơn hẳn so với các phương pháp hàn kim loại truyền thống khác như hàn Tig hay hàn Mig. Công nghệ hàn bằng tia Laser sẽ cho tốc độ hàn nhanh, mạch hàn chính xác, mối hàn mịn, sáng và sạch sẽ hơn, độ bền cao.

Máy hàn laser kim loại

2. Máy hàn laser hoạt động như thế nào?

Nguyên lý hoạt động của máy hàn laser dựa trên nguyên lý sử dụng năng lượng của chùm tia sáng đơn sắc ở mật độ siêu cao. Chùm tia này có tác dụng làm nóng chảy mép hàn và kết tinh, sau đó chúng ta sẽ thu được mối hàn hoàn chỉnh.

Công nghệ hàn laser

Công nghệ hàn laser hoạt động dựa trên nguyên lý sinh nhiệt của nguồn laser. Các nguồn laser khác nhau phù hợp với các loại vật liệu khác nhau và các tính chất lý hóa của chúng. Thông thường, một nguồn phát laser cần phải đảm bảo các bộ phận sau:

+ Môi trường hoạt hóa laser bao gồm các nguyên tử, ion, các phân tử, tinh thể tạo thành hệ thống vật lý lượng tử.

+ Nguồn kích động đóng vai trò giúp môi trường hoạt hóa phát xạ các photon theo hướng bất kì. Chỉ có những photon có bước sóng xác định mới được hệ thống cho qua, các photon còn lại sẽ tiếp tục bị phản xạ, hấp thụ hoặc cho tới khi có thông số phù hợp.

+ Hệ thống gương cộng hưởng quang học.

Nguyên lý hoạt động của máy hàn laser

Khi chùm tia laser có năng lượng cao được hội tụ vào một điểm của tấm kim loại, nó sẽ tạo ra các đường nối hoàn hảo trên các tấm kim loại mỏng mà không bị biến dạng ở tốc độ cao tại vị trí đó. Độ sâu của mối hàn được quản lý bằng các phương pháp hàn khác nhau và thay đổi tương ứng. Quá trình này diễn ra tại đường nối của hai kim loại hoặc vật liệu cần hàn với nhau. Tuy nhiên, có nhiều phương pháp hàn laser tùy thuộc vào loại, độ dày và chất lượng của vật liệu được hàn.

Các phương pháp hàn laser phổ biến

Có nhiều phương pháp hàn laser được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Hãy cùng TRIDICO tham khảo về một số kỹ thuật hàn laser này để bạn có thể hiểu rõ hơn về quá trình hàn laser.

Các phương pháp hàn laser phổ biến

Chế độ Hàn dẫn

Hàn dẫn là một phương pháp cung cấp cho bạn một mối hàn rộng mà nông. Hàn dẫn được chia làm 2 phương pháp hàn như sau:

1. Phương pháp gia nhiệt trực tiếp

Phương pháp này sử dụng sự dẫn nhiệt từ nguồn nhiệt. Sau đó, dẫn đến sự nóng chảy của vật liệu cơ bản và cuối cùng tạo nên mối hàn với vật liệu khác.

2. Phương thức truyền năng lượng

Phương pháp truyền năng lượng sử dụng vật liệu trung gian dẫn nhiệt từ nguồn đến mối hàn. Thông thường, mực hấp thụ hoạt động giống như vật liệu trung gian để truyền năng lượng. Tương tự, các khớp đối đầu cũng có thể thực hiện được bằng cách hướng nhiệt năng vào một góc của khớp.

1.a) Cơ chế dẫn / thâm nhập

Cơ chế này hoạt động dựa trên năng lượng trung bình và tạo ra lỗ sâu hơn phương pháp dẫn điện nhưng nông hơn phương pháp xuyên thấu.

1.b) Cơ chế hàn thâm nhập hoặc lỗ khóa

Một cách khác để hàn bằng cách sử dụng tia laser là sử dụng phương pháp lỗ khóa. Phương pháp này tập trung chùm tia laser vào vật liệu và tạo ra nhiệt xuyên sâu.

Cơ chế hàn thâm nhập hoặc hàn lỗ khóa

Vì vậy, một lỗ được tạo ra tại chỗ bằng phương pháp này. Lỗ này sau đó được lấp đầy bởi hơi kim loại tạo thành vật liệu liên kết với kim loại kia. Do đó, kết quả của mối hàn tạo ra tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng lớn và tạo ra các mối hàn chặt chẽ có độ bền cao.

Các loại máy hàn laser thường gặp

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều dòng máy hàn laser và được phân loại theo chức năng hàn khác nhau. Ví dụ như máy hàn điểm laser, máy hàn laser đốt theo khuôn, máy hàn laser tự động, máy hàn truyền cáp quang, máy hàn ánh sáng… Ưu điểm khi sử dụng máy hàn laser là nó tạo ra đường hàn mịn, đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm. Hãy cùng TRIDICO bắt đầu xác định máy hàn laser theo các phân loại khác nhau sau:

Phân loại dựa trên loại laser

• Loại Laser xung

Cơ chế laser xung rất lý tưởng cho các kim loại có bản chất nhẹ và có độ dày thấp. Bởi vậy, tia laser xung tạo ra sự tiếp xúc không liên tục trên bề mặt kim loại. Giữ cho nó an toàn không bị cháy hoặc chảy. Hơn nữa, kiểu hàn laser này lý tưởng để hàn các tấm kim loại, dao cạo, đồ trang sức hay thậm chí cả các bộ phận như ốc vít.

• Loại Tia laser liên tục

Tia laser liên tục lý tưởng để hàn trên các bộ phận có độ dày cao và bền. Hơn nữa, công nghệ hàn này cũng tốt cho các kim loại bề mặt chịu lửa. Kiểu hàn này tuy tốn kém hơn kiểu hàn laser xung nhưng về lâu dài sẽ tiết kiệm được nhiều chi phí và nhân công cho bạn.

Phân loại dựa trên nguồn laser

Hiện nay, có ba loại nguồn laser chính được sử dụng cho máy hàn laser, đó là laser Fiber, laser CO2 và laser Nd: YAG. Mỗi nguồn laser này có ưu và nhược điểm riêng và phù hợp với các loại vật liệu hàn khác nhau.

• Máy hàn sợi quang ( Laser Fiber )

Máy hàn laser sợi quang hay còn gọi là máy hàn laser fiber rất lý tưởng để làm việc trên các bộ phận kim loại. Hơn nữa, nó mang lại độ tin cậy và hiệu quả cao. Theo ước tính, độ chính xác của máy hàn laser sử dụng sợi quang là gần 25%. Đây cũng là loại nguồn laser được ưa chuộng nhất hiện nay trong việc hàn công nghiệp.

• Máy hàn Laser CO2

Máy hàn laser CO2 có thể cung cấp chùm tia hàn liên tục lớn để tạo ra mối hàn hiệu quả và bền. Nó có thể dễ dàng xuyên qua kim loại và bề mặt phi kim loại.

• Máy hàn Laser Nd: YAG

Các máy laser Nd: YAG tiết kiệm năng lượng hơn so với các máy hàn laser fiber. Tuy nhiên, có một số ứng dụng nhất định như khả năng điều khiển laser lớn hơn mà bạn không thể đạt được với các loại nguồn laser khác.

Nhìn chung, bạn sẽ nhận thấy có rất nhiều loại máy hàn laser, công nghệ và nguồn. Bạn sẽ phải quyết định loại máy hàn laser nào sẽ phù hợp với doanh nghiệp của bạn nhất. Trước khi thảo luận về việc lựa chọn máy hàn laser tốt nhất, chúng ta hãy tìm hiểu các ứng dụng chính của máy hàn laser trong ngành công nghiệp cơ khí.