Sáu yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của hàn laser hàn xuyên sâu là gì?

Hàn laser là phương pháp hàn hiệu quả và chính xác sử dụng chùm tia laser mật độ năng lượng cao làm nguồn nhiệt. Máy hàn laze hiện đã phát triển thành một trong những khía cạnh quan trọng của việc ứng dụng công nghệ xử lý vật liệu laser.Có hai chế độ cơ bản của Hàn laser: hàn xuyên sâu bằng laser và hàn dẫn nhiệt khác.Trong số đó, hàn xuyên sâu bằng laser ngày càng được sử dụng rộng rãi.Leapion Laser sau đây sẽ chia sẻ với các bạn những yếu tố nào sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả hàn của việc hàn laser xuyên sâu.

Hàn xuyên sâu hoặc hàn xuyên sâu.Người ta thường hàn các vật liệu dày hơn với công suất laser cao.Trong hàn xuyên sâu, các tia laser được tập trung lại với nhau để tạo ra mật độ năng lượng rất cao trên phôi.

Trên thực tế, phần mà chùm tia laser tập trung sẽ làm kim loại bốc hơi, khiến xuất hiện một lỗ mù (tức là lỗ xuyên sâu) trong vũng kim loại nóng chảy.Áp suất hơi kim loại sẽ chặn phần kim loại nóng chảy xung quanh, nhờ đó lỗ mù luôn mở trong quá trình hàn.

Năng lượng laser chủ yếu được hấp thụ bởi sự tan chảy ở ranh giới giữa hơi và sự tan chảy và thành của lỗ xuyên sâu.Chùm tia laser tập trung và lỗ xuyên sâu tiếp tục di chuyển dọc theo đường hàn.Vật liệu hàn tan chảy ở phía trước lỗ xuyên sâu và đông đặc lại ở phía sau tạo thành mối hàn.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của hàn xuyên sâu bằng laser là:

1. Mật độ năng lượng laser

Điều kiện tiên quyết của hàn xuyên sâu là phải tập trung điểm laser sao cho có mật độ năng lượng đủ cao, do đó mật độ năng lượng laser có ảnh hưởng quyết định đến sự hình thành mối hàn.Công suất laser kiểm soát độ sâu thâm nhập và tốc độ hàn cùng một lúc.Đối với chùm tia laser có đường kính nhất định, khi tăng công suất laser thì độ xuyên thấu sâu hơn và tốc độ hàn tăng lên.

Nói chung, có một giá trị tới hạn để công suất laser đạt đến độ xuyên hàn nhất định.Khi đạt đến giá trị tới hạn này, bể nóng chảy sẽ sôi dữ dội và khi vượt quá giá trị tới hạn, độ xuyên thấu sẽ giảm mạnh.Ngoài ra, do lực của hơi kim loại, các lỗ nhỏ được hình thành trong bể nóng chảy và các lỗ nhỏ là chìa khóa để thực hiện hàn xuyên sâu.

Mật độ công suất tiêu điểm không chỉ tỷ lệ thuận với công suất laser mà còn liên quan đến chùm tia laser và các thông số đường quang tập trung.

2. Tốc độ hàn

Trong quá trình hàn xuyên sâu, tốc độ hàn tỷ lệ nghịch với độ sâu xuyên thấu.Trong trường hợp giữ công suất laser không đổi, chẳng hạn như tăng tốc độ hàn, lượng nhiệt đầu vào sẽ giảm và độ sâu thâm nhập cũng giảm.Do đó, việc giảm tốc độ hàn một cách thích hợp có thể làm tăng độ sâu thâm nhập, nhưng tốc độ quá thấp sẽ dẫn đến vật liệu nóng chảy quá mức và hiện tượng xuyên thấu mối hàn của phôi.Do đó, đối với công suất laser cụ thể, độ dày và loại vật liệu cụ thể, sẽ có phạm vi tốc độ hàn phù hợp để đạt được độ xuyên thấu tối đa.

3. Vị trí lấy nét

Trong hàn xuyên sâu, để duy trì đủ mật độ năng lượng, vị trí 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.Chỉ khi tiêu điểm nằm ở vị trí thích hợp trên bề mặt phôi thì mối hàn mới có thể tạo thành một mặt cắt song song và đạt được độ sâu ngấu tối đa.

4. Khí bảo vệ

Khí bảo vệ có hai chức năng:

1) Loại trừ không khí trong khu vực hàn để bảo vệ bề mặt làm việc khỏi bị oxy hóa;

2) Ngăn chặn đám mây plasma được tạo ra trong quá trình hàn laser công suất cao.

5. Khe hở phôi

Khe hở giữa các chi tiết gia công và khe hở lắp ráp có liên quan trực tiếp đến độ sâu xuyên thấu của chi tiết hàn và chiều rộng của đường hàn.Trong hàn xuyên sâu, nếu khe hở mối nối vượt quá kích thước điểm thì không thể hàn được;nếu khe hở khớp quá nhỏ, đôi khi quá trình này sẽ tạo ra những tác dụng không mong muốn như sự chồng chéo của các tấm khớp và khó hợp nhất;nếu khe hở khớp quá lớn thì dễ hàn xuyên qua;Hàn tốc độ chậm có thể bù đắp một số khuyết tật đường hàn do khe hở quá lớn, trong khi hàn tốc độ cao có đường nối hẹp hơn và yêu cầu lắp ráp chặt chẽ hơn.

6. Bản chất vật chất

Sự hấp thụ tia laser của vật liệu phôi được hàn quyết định hiệu quả hàn laser.Có hai yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hấp thụ của vật liệu đối với tia laser:

1) Điện trở suất của vật liệu.Sau khi đo độ hấp thụ của bề mặt được đánh bóng của các vật liệu khác nhau, người ta thấy rằng độ hấp thụ laser của vật liệu tỷ lệ thuận với căn bậc hai của điện trở suất và điện trở suất thay đổi theo sự thay đổi của nhiệt độ;

2) Trạng thái bề mặt của vật liệu có ảnh hưởng quan trọng đến tốc độ hấp thụ chùm tia, ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả hàn.

Có thể thấy, 6 yếu tố trên ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hàn xuyên sâu của hàn laser, chúng ta nên chú ý hơn đến quá trình sử dụng máy hàn laser.Để biết thêm các câu hỏi chuyên môn về máy hàn laser, chào mừng bạn đến tham khảo Leapion Laser.