Công nghệ ghép laser hay công nghệ hàn laser sử dụng chùm tia laser công suất cao để tập trung và điều chỉnh sự chiếu xạ của bề mặt vật liệu, bề mặt vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng laser và chuyển thành năng lượng nhiệt, khiến vật liệu nóng lên và tan chảy cục bộ , tiếp theo là làm mát và hóa rắn để đạt được sự kết nối của các vật liệu đồng nhất hoặc khác nhau.Quá trình hàn laser đòi hỏi mật độ năng lượng laser là 104đến 108W/cm2.So với các phương pháp hàn truyền thống, hàn laser có những ưu điểm sau.
Công nghệ ghép laser hay công nghệ hàn laser sử dụng chùm tia laser công suất cao để tập trung và điều chỉnh sự chiếu xạ của bề mặt vật liệu, bề mặt vật liệu sẽ hấp thụ năng lượng laser và chuyển thành năng lượng nhiệt, khiến vật liệu nóng lên và tan chảy cục bộ , tiếp theo là làm mát và hóa rắn để đạt được sự kết nối của các vật liệu đồng nhất hoặc khác nhau.Quá trình hàn laser đòi hỏi mật độ năng lượng laser là 104đến 108W/cm2.So với các phương pháp hàn truyền thống, hàn laser có những ưu điểm sau.
Đám mây 1 plasma, vật liệu nóng chảy 2, lỗ khóa 3, phản ứng tổng hợp 4 độ sâu
Do sự tồn tại của lỗ khóa, chùm tia laser sau khi chiếu vào bên trong lỗ khóa sẽ làm tăng khả năng hấp thụ tia laser của vật liệu và thúc đẩy sự hình thành vũng nóng chảy sau khi tán xạ và các hiệu ứng khác, hai phương pháp hàn được so sánh như sau.
Hình trên cho thấy quá trình hàn laser của cùng một vật liệu và cùng một nguồn sáng, cơ chế chuyển đổi năng lượng chỉ được thực hiện thông qua lỗ khóa, lỗ khóa và kim loại nóng chảy gần thành lỗ di chuyển theo hướng tiến của chùm tia laser, kim loại nóng chảy sẽ di chuyển lỗ khóa ra khỏi không khí còn sót lại để lấp đầy và sau khi ngưng tụ, tạo thành đường hàn.
Nếu vật liệu hàn là kim loại khác nhau, sự tồn tại của sự khác biệt về tính chất nhiệt sẽ có tác động lớn đến quá trình hàn, chẳng hạn như sự khác biệt về điểm nóng chảy, độ dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng và hệ số giãn nở của các vật liệu khác nhau, dẫn đến trong ứng suất hàn, biến dạng hàn và sự thay đổi điều kiện kết tinh của kim loại mối hàn làm giảm tính chất cơ lý của mối hàn.
Do đó, theo các đặc điểm khác nhau của bối cảnh hàn, quy trình hàn đã phát triển hàn phụ bằng laser, hàn hàn bằng laser, hàn laser hai chùm tia, hàn laser composite, v.v.
Hàn dây Laser
Trong quá trình hàn laser các hợp kim nhôm, titan và đồng, do các vật liệu này có độ hấp thụ ánh sáng laser thấp (<10%) nên plasma tạo ra ảnh có khả năng che chắn ánh sáng laser nhất định nên dễ hình thành vết loang và dẫn đến việc tạo ra các khuyết tật như độ xốp và vết nứt.Ngoài ra, chất lượng mối hàn cũng bị ảnh hưởng khi khe hở giữa các chi tiết gia công lớn hơn đường kính điểm trong quá trình phún xạ tấm mỏng.
Để giải quyết các vấn đề trên, có thể đạt được kết quả hàn tốt hơn bằng cách sử dụng phương pháp vật liệu độn.Chất độn có thể ở dạng dây hoặc bột, hoặc có thể sử dụng phương pháp làm đầy được cài đặt sẵn.Do điểm hội tụ nhỏ, mối hàn trở nên hẹp hơn và có hình dạng hơi lồi trên bề mặt sau khi sử dụng vật liệu độn.
hàn laze
Không giống như hàn nhiệt hạch làm nóng chảy hai chi tiết hàn cùng lúc, hàn hàn thêm vật liệu độn có điểm nóng chảy thấp hơn vật liệu cơ bản vào bề mặt mối hàn, làm nóng chảy vật liệu phụ để lấp đầy khe hở ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của vật liệu cơ bản. điểm và cao hơn điểm nóng chảy của vật liệu độn, sau đó ngưng tụ để tạo thành mối hàn rắn.
Hàn đồng phù hợp với các thiết bị vi điện tử nhạy nhiệt, tấm mỏng và vật liệu kim loại dễ bay hơi.
Hơn nữa, nó có thể được phân loại thành hàn hơi mềm (<450 °C) và hàn cứng (>450 °C) tùy thuộc vào nhiệt độ mà vật liệu hàn được nung nóng.
Hàn tia laser kép
Hàn chùm tia kép cho phép kiểm soát linh hoạt và thuận tiện thời gian và vị trí chiếu xạ laser, từ đó điều chỉnh sự phân bổ năng lượng.
Nó chủ yếu được sử dụng để hàn laser các hợp kim nhôm và magiê, hàn mối nối và tấm lót cho ô tô, hàn laser và hàn nhiệt hạch sâu.
Chùm tia kép có thể thu được bằng hai tia laser độc lập hoặc bằng cách tách chùm tia bằng bộ tách chùm tia.
Hai chùm tia này có thể là sự kết hợp của các tia laser có đặc điểm miền thời gian khác nhau (xung so với liên tục), các bước sóng khác nhau (hồng ngoại trung bình so với bước sóng khả kiến) và công suất khác nhau, có thể được lựa chọn tùy theo vật liệu được xử lý thực tế.
4. Hàn tổng hợp bằng laser
Do sử dụng chùm tia laser làm nguồn nhiệt duy nhất, hàn laser nguồn nhiệt đơn có tỷ lệ chuyển đổi và sử dụng năng lượng thấp, giao diện cổng vật liệu cơ sở hàn dễ tạo ra sai lệch, dễ tạo ra lỗ chân lông, vết nứt và các thiếu sót khác, Để giải quyết vấn đề này, bạn có thể sử dụng các đặc tính gia nhiệt của các nguồn nhiệt khác để cải thiện khả năng gia nhiệt của tia laser trên phôi, thường được gọi là hàn composite laser.
Hình thức hàn tổng hợp laser chính là hàn tổng hợp giữa laser và hồ quang điện, hiệu ứng 1 + 1 > 2 như sau.
sau chùm tia laser gần hồ quang được áp dụng,mật độ electron giảm đáng kể, đám mây plasma được tạo ra bởi quá trình hàn laser sẽ bị pha loãng,có thể làm cho tốc độ hấp thụ laser được cải thiện đáng kể, trong khi hồ quang trên vật liệu cơ bản được làm nóng trước sẽ làm tăng thêm tốc độ hấp thụ của tia laser.
2. việc sử dụng năng lượng cao của hồ quang và tổng sốviệc sử dụng năng lượng sẽ tăng lên.
3, vùng hoạt động của hàn laser nhỏ, dễ gây ra sai lệch cổng hàn, trong khi tác dụng nhiệt của hồ quang lớn, có thểgiảm độ lệch của cổng hàn.Đồng thời,chất lượng hàn và hiệu quả của hồ quang được cải thiệndo tác dụng tập trung và dẫn hướng của chùm tia laser lên hồ quang.
4, hàn laser với nhiệt độ đỉnh cao, vùng chịu nhiệt lớn, tốc độ làm lạnh và hóa rắn nhanh, dễ tạo ra các vết nứt và lỗ chân lông;trong khi vùng ảnh hưởng nhiệt của hồ quang nhỏ, có thể làm giảm độ dốc nhiệt độ, làm mát, tốc độ hóa rắn,có thể làm giảm và loại bỏ sự hình thành các lỗ chân lông và vết nứt.
Có hai hình thức hàn composite hồ quang laser phổ biến: hàn composite laser-TIG (như hình bên dưới) và hàn composite laser-MIG.
Ngoài ra còn có các hình thức hàn khác như hàn hồ quang laser và plasma, hàn laser và hàn hỗn hợp nguồn nhiệt cảm ứng.
Giới thiệu về MavenLaser
Maven Laser là công ty hàng đầu về ứng dụng công nghiệp hóa laser ở Trung Quốc và là nhà cung cấp chính thức các giải pháp xử lý laser toàn cầu.Chúng tôi nắm bắt sâu sắc xu hướng phát triển của ngành sản xuất, không ngừng làm phong phú các sản phẩm và giải pháp của mình, nhấn mạnh vào việc khám phá sự tích hợp tự động hóa, thông tin hóa và trí thông minh với ngành sản xuất, cung cấp thiết bị hàn laser, thiết bị đánh dấu laser, thiết bị làm sạch bằng laser và đồ trang sức bằng vàng và bạc bằng laser thiết bị cắt cho các ngành công nghiệp khác nhau bao gồm dòng sản phẩm công suất toàn phần và không ngừng mở rộng ảnh hưởng của chúng tôi trong lĩnh vực thiết bị laser.
Thời gian đăng: Jan-13-2023
