Hàn lai hồ quang laserPhương pháp hàn laser g là sự kết hợp giữa chùm tia laser và hồ quang để hàn. Sự kết hợp này thể hiện rõ sự cải thiện đáng kể về tốc độ hàn, độ sâu xuyên thấu và độ ổn định của quá trình. Từ cuối những năm 1980, sự phát triển liên tục của các loại laser công suất cao đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ hàn lai laser-hồ quang. Các vấn đề như độ dày vật liệu, độ phản xạ vật liệu và khả năng bắc cầu khe hở không còn là trở ngại đối với công nghệ hàn. Phương pháp này đã được ứng dụng thành công trong việc hàn các chi tiết vật liệu có độ dày trung bình.
Công nghệ hàn lai hồ quang laser
Trong quy trình hàn lai laser-hồ quang, chùm tia laser và hồ quang tương tác trong một vũng nóng chảy chung để tạo ra các mối hàn hẹp và sâu, nhờ đó nâng cao năng suất, như thể hiện trong Hình 1.
Hình 1. Sơ đồ quy trình hàn lai hồ quang laser.
Nguyên lý cơ bản của hàn lai laser-hồ quang
Hàn laser nổi tiếng với vùng ảnh hưởng nhiệt rất hẹp, và chùm tia laser có thể được tập trung vào một khu vực nhỏ để tạo ra các mối hàn hẹp và sâu, giúp đạt được tốc độ hàn cao hơn, từ đó giảm lượng nhiệt đầu vào và giảm nguy cơ biến dạng nhiệt của các chi tiết hàn. Tuy nhiên, hàn laser có khả năng bắc cầu khe hở kém, do đó yêu cầu độ chính xác cao trong việc lắp ráp phôi và chuẩn bị mép. Hàn laser rất khó hàn các vật liệu có độ phản xạ cao như nhôm, đồng và vàng. Ngược lại, quá trình hàn hồ quang có khả năng bắc cầu khe hở tuyệt vời, hiệu suất điện cao và có thể hàn hiệu quả các vật liệu có độ phản xạ cao. Tuy nhiên, mật độ năng lượng thấp trong quá trình hàn hồ quang làm chậm quá trình hàn, dẫn đến lượng nhiệt đầu vào lớn trong vùng hàn và gây ra biến dạng nhiệt của các chi tiết hàn. Do đó, việc sử dụng chùm tia laser công suất cao để hàn xuyên sâu và sự kết hợp của hồ quang có hiệu suất năng lượng cao, hiệu ứng lai này bù đắp những nhược điểm của quá trình và bổ sung những ưu điểm của nó, như thể hiện trong Hình 2.
Nhược điểm của hàn laser là khả năng lấp đầy khe hở kém và yêu cầu cao về lắp ráp phôi; nhược điểm của hàn hồ quang là mật độ năng lượng thấp và độ sâu nóng chảy nông khi hàn các tấm dày, tạo ra lượng nhiệt lớn trong vùng hàn và gây biến dạng nhiệt cho các chi tiết hàn. Sự kết hợp của hai phương pháp có thể ảnh hưởng và hỗ trợ lẫn nhau, bù đắp những nhược điểm của từng quy trình hàn, phát huy tối đa ưu điểm của sự nóng chảy sâu của laser và khả năng bao phủ của hàn hồ quang, đạt được ưu điểm về lượng nhiệt đầu vào nhỏ, biến dạng mối hàn nhỏ, tốc độ hàn nhanh và độ bền mối hàn cao, như thể hiện trong Hình 3. Bảng 1 so sánh hiệu quả của hàn laser, hàn hồ quang và hàn kết hợp laser-hồ quang trên các tấm có độ dày trung bình và dày.
Bảng 1 So sánh hiệu quả hàn của tấm có độ dày trung bình và tấm dày
Hình 3. Sơ đồ quy trình hàn lai hồ quang laser.
Trường hợp hàn lai hồ quang Mavenlaser
Thiết bị hàn hồ quang lai Mavenlaser chủ yếu bao gồm:Cánh tay robot, một tia laser, một máy làm lạnh, mộtđầu hàn, nguồn điện hàn hồ quang, v.v., như thể hiện trong Hình 4.
Các lĩnh vực ứng dụng và xu hướng phát triển của hàn lai laser-hồ quang
Lĩnh vực ứng dụng
Khi công nghệ laser công suất cao ngày càng hoàn thiện, hàn lai laser-hồ quang được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Phương pháp này có ưu điểm là hiệu suất hàn cao, dung sai khe hở lớn và độ xuyên thấu mối hàn sâu. Đây là phương pháp hàn được ưa chuộng cho các tấm có độ dày trung bình và dày. Nó cũng là phương pháp hàn có thể thay thế phương pháp hàn truyền thống trong lĩnh vực sản xuất thiết bị quy mô lớn. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp như máy móc kỹ thuật, cầu, container, đường ống, tàu thủy, kết cấu thép và công nghiệp nặng.
Thời gian đăng bài: 07/06/2024
