Số Duyệt:20 CỦA:trang web biên tập đăng: 08-05-2021 Nguồn:Site
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ laser, công nghệ hàn laser liên tục được cập nhật, cập nhật theo công nghệ truyền thống, khiến cho máy hàn laser dần dần chiếm được lợi thế tốt hơn.Trong quy trình hàn laser, nếu bạn nắm bắt tốt quy luật thay đổi của một số thông số quy trình, bạn có thể điều chỉnh các thông số theo các yêu cầu khác nhau, sau đó đạt được chất lượng hàn tốt hơn bằng cách kiểm soát các thông số quy trình.Có thể thấy, các thông số của quá trình có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng hàn laser.Hãy cùng phân tích tia laser Leapion dưới đây.Những thông số quy trình cụ thể nào sẽ ảnh hưởng đến chất lượng hàn?
1) Có một ngưỡng mật độ năng lượng laser trong hàn laser.Dưới giá trị này, độ sâu thâm nhập rất nông.Khi đạt hoặc vượt quá giá trị này, độ sâu thâm nhập sẽ tăng lên rất nhiều.
2) Chỉ khi mật độ năng lượng laser trên phôi vượt quá ngưỡng (liên quan đến vật liệu), plasma mới được tạo ra, đánh dấu tiến trình hàn xuyên sâu ổn định.
3) Nếu công suất laser thấp hơn ngưỡng này thì chỉ có bề mặt của phôi sẽ nóng chảy, nghĩa là quá trình hàn sẽ được thực hiện ở loại dẫn nhiệt ổn định.Khi mật độ năng lượng laser gần đến điều kiện tới hạn để hình thành các lỗ nhỏ, hàn xuyên sâu và hàn dẫn lần lượt trở thành quá trình hàn không ổn định, dẫn đến độ xuyên thấu dao động lớn.
4) Trong quá trình hàn xuyên sâu bằng laser, công suất laser sẽ kiểm soát độ sâu thâm nhập và tốc độ hàn cùng một lúc.Sự xuyên thấu hàn có liên quan trực tiếp đến mật độ công suất chùm tia và là hàm số của công suất chùm tia tới và tiêu điểm chùm tia.
5) Nói chung, đối với chùm tia laser có đường kính nhất định, độ sâu xuyên thấu tăng khi công suất chùm tia tăng.
Kích thước điểm chùm tia là một trong những biến số quan trọng nhất trong hàn laser vì nó quyết định mật độ năng lượng.
Kích thước điểm giới hạn nhiễu xạ của tiêu điểm chùm tia có thể được tính theo lý thuyết nhiễu xạ ánh sáng, nhưng do quang sai của thấu kính lấy nét nên điểm thực tế lớn hơn giá trị tính toán.Phương pháp đo thực tế đơn giản nhất là phương pháp biên dạng đẳng nhiệt, là đo tiêu điểm và đường kính lỗ thủng sau khi đốt cháy giấy dày và xuyên qua tấm polypropylen.Phương pháp này nên được thực hành thông qua phép đo để nắm vững kích thước của công suất laser và thời gian tác động của chùm tia.
Sự hấp thụ ánh sáng laser của vật liệu phụ thuộc vào một số tính chất quan trọng của vật liệu, chẳng hạn như độ hấp thụ, độ phản xạ, độ dẫn nhiệt, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ bay hơi, v.v. Trong đó quan trọng nhất là độ hấp thụ.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ chùm tia laser của vật liệu bao gồm hai khía cạnh:
1) Đầu tiên là điện trở suất của vật liệu.Sau khi đo độ hấp thụ của bề mặt được đánh bóng của vật liệu, người ta thấy rằng độ hấp thụ của vật liệu tỷ lệ thuận với căn bậc hai của điện trở suất và điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ;
2) Thứ hai, trạng thái bề mặt (hoặc độ hoàn thiện) của vật liệu có ảnh hưởng quan trọng hơn đến tốc độ hấp thụ chùm tia, ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả hàn.
Tốc độ hàn có ảnh hưởng lớn đến độ sâu thâm nhập.Việc tăng tốc độ sẽ làm cho độ xuyên thấu nông hơn, nhưng nếu tốc độ quá thấp sẽ gây ra sự nóng chảy quá mức của vật liệu và độ xuyên thấu của mối hàn của phôi.Do đó, có một phạm vi tốc độ hàn phù hợp cho một công suất laser nhất định và độ dày nhất định của vật liệu nhất định và độ sâu thâm nhập tối đa có thể đạt được ở giá trị tốc độ tương ứng.
1) Trong quá trình hàn laser, khí trơ thường được sử dụng để bảo vệ bể nóng chảy.Khi một số vật liệu được hàn, quá trình oxy hóa bề mặt cũng có thể bị bỏ qua.Tuy nhiên, đối với hầu hết các ứng dụng, heli, argon, nitơ và các loại khí khác thường được sử dụng để bảo vệ.Phôi được bảo vệ khỏi quá trình oxy hóa trong quá trình hàn.
2) Chức năng thứ hai của việc sử dụng khí bảo vệ là bảo vệ thấu kính lấy nét khỏi bị nhiễm hơi kim loại và hiện tượng phún xạ của giọt chất lỏng.Đặc biệt trong hàn laser công suất cao, do lực phóng ra trở nên rất mạnh nên lúc này việc bảo vệ thấu kính càng cần thiết hơn.
3) Chức năng thứ ba của khí bảo vệ là làm tiêu tan lớp bảo vệ plasma do hàn laser công suất cao tạo ra.Hơi kim loại hấp thụ chùm tia laser và ion hóa thành đám mây plasma, đồng thời khí bảo vệ xung quanh hơi kim loại cũng bị ion hóa khi đun nóng.Nếu có quá nhiều plasma, tia laser sẽ bị plasma tiêu thụ ở một mức độ nào đó.Plasma tồn tại dưới dạng năng lượng thứ hai trên bề mặt làm việc, khiến độ sâu xuyên thấu trở nên nông hơn và bề mặt vũng hàn trở nên rộng hơn.Tăng tốc độ tái hợp electron bằng cách tăng sự va chạm ba vật thể của electron với các ion và nguyên tử trung tính để giảm mật độ electron trong plasma.Nguyên tử trung tính càng nhẹ thì tần số va chạm càng cao và tốc độ tái hợp càng cao.Mặt khác, chỉ có khí bảo vệ có năng lượng ion hóa cao mới không làm tăng mật độ electron do bản thân khí bị ion hóa.
Khi hàn, phương pháp lấy nét thường được sử dụng để hội tụ tia laser và ống kính có tiêu cự 63 ~ 254mm (2,5'~10') thường được sử dụng.Kích thước tiêu điểm tỷ lệ thuận với tiêu cự, tiêu cự càng ngắn thì tiêu điểm càng nhỏ.Tuy nhiên, tiêu cự cũng ảnh hưởng đến độ sâu tiêu cự, tức là độ sâu tiêu cự tăng đồng bộ với tiêu cự nên tiêu cự ngắn có thể làm tăng mật độ công suất, nhưng do độ sâu tiêu cự nhỏ nên khoảng cách giữa ống kính và ống kính. phôi phải được duy trì chính xác và độ sâu thâm nhập không lớn.Do ảnh hưởng của chế độ bắn tóe và laser trong quá trình hàn, độ sâu tiêu cự ngắn nhất được sử dụng trong hàn thực tế hầu hết là 126mm (5').
Khi đường may lớn hoặc kích thước điểm cần tăng lên để tăng đường may hàn, bạn có thể Chọn ống kính có tiêu cự 254mm (10'). Trong trường hợp này, để đạt được hiệu ứng lỗ kim xuyên sâu, cần có công suất đầu ra laser cao hơn (mật độ công suất).
Khi hàn, để duy trì đủ mật độ năng lượng thì tiêu điểm là rất quan trọng.Sự thay đổi vị trí tương đối của tiêu điểm và bề mặt phôi ảnh hưởng trực tiếp đến chiều rộng và chiều sâu của mối hàn.
Trong hầu hết các ứng dụng hàn laser, tiêu điểm thường được đặt ở khoảng 1/4 độ sâu thâm nhập cần thiết bên dưới bề mặt phôi.
Khi thực hiện hàn laser trên các vật liệu khác nhau, vị trí của chùm tia laser quyết định chất lượng cuối cùng của mối hàn, đặc biệt trường hợp mối hàn đối đầu nhạy hơn trường hợp mối hàn chồng.Ví dụ, khi hàn một bánh răng thép cứng vào trống thép có hàm lượng carbon thấp, việc kiểm soát chính xác vị trí chùm tia laser sẽ giúp tạo ra mối hàn chủ yếu bao gồm các thành phần có hàm lượng carbon thấp, có khả năng chống nứt tốt hơn.
Trong một số ứng dụng, hình dạng của phôi hàn đòi hỏi chùm tia laser phải bị lệch một góc.Khi góc lệch giữa trục chùm tia và mặt phẳng khớp nằm trong khoảng 100 độ, khả năng hấp thụ năng lượng laser của phôi sẽ không bị ảnh hưởng.
Trong hàn xuyên sâu bằng laser, dù mối hàn có sâu đến đâu thì hiện tượng lỗ kim vẫn luôn tồn tại.Khi quá trình hàn kết thúc và tắt công tắc nguồn sẽ xuất hiện các vết rỗ ở cuối mối hàn.Ngoài ra, khi lớp hàn laser bao phủ lên mối hàn ban đầu sẽ xảy ra hiện tượng hấp thụ quá mức của chùm tia laser khiến mối hàn bị quá nhiệt hoặc tạo ra lỗ rỗng.
Để ngăn chặn hiện tượng trên xảy ra, điểm bắt đầu và kết thúc nguồn có thể được lập trình để điều chỉnh thời gian bắt đầu và kết thúc nguồn, nghĩa là công suất khởi động được nâng điện tử từ 0 lên giá trị công suất đã đặt trong một khoảng thời gian ngắn. thời gian và mối hàn được điều chỉnh.Thời gian và cuối cùng là công suất giảm dần từ công suất cài đặt về 0 khi kết thúc quá trình hàn.
Do sự tương tác của 9 thông số quy trình trên đã ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser.Khi sử dụng máy hàn laze, chúng ta phải thiết lập các thông số quy trình một cách hợp lý để đạt được chất lượng và hiệu quả hàn hoàn hảo.Đối với các câu hỏi chuyên nghiệp hơn, vui lòng liên hệ với Leapion Laser.
