Máy hàn laser

Hai loại thiết bị hàn laser bạn nên biết

Thiết bị hàn laser

Thời gian đọc ước tính: 10 phút

Thiết bị hàn laser
Thiết bị hàn laser

Chế độ xử lý và thiết bị hàn lai hồ quang laze

Công nghệ hàn lai laze đề cập đến công nghệ hàn lai kết hợp tia laze và các phương pháp hàn khác. Ưu điểm của nó là phát huy được hết ưu điểm của từng phương pháp hàn và khắc phục được một số khuyết điểm. Ví dụ, do tỷ lệ giá trên công suất của hàn laser quá lớn, khi hàn sâu và tốc độ cao hàn các tấm dày, để tránh sử dụng laser công suất cao đắt tiền, có thể kết hợp laser công suất thấp. với hàn che chắn khí thông thường cho hàn composite.

Thiết bị hàn laser

Thiết bị hàn lai hồ quang laze

Ngay khi hàn lai hồ quang laze xuất hiện, nó đã thu hút sự chú ý của nhiều công nhân hàn, vì vậy công việc R&D lần lượt được tiến hành. Có nhiều dạng thiết bị hàn lai hồ quang laze. Hình 3.1 (a) mô tả hệ thống hàn lai laser-MIG / MAG. Hệ thống hàn lai bao gồm các bộ phận sau.

  • Đầu hàn lai Laser-MIG / MAG, như hình 1.1 (b).
  • Hệ thống hàn MIG / MAG (bao gồm bộ cấp nguồn, cơ cấu cấp dây và cuộn dây hàn).
  • Laser và hệ thống dẫn hướng, lấy nét và truyền dẫn ánh sáng của nó.
  • Robot hàn và hộp điều khiển của nó.
  • Điều khiển từ xa.

Ngoài ra, còn có khí bảo vệ, bàn làm việc, hệ thống điều khiển, v.v.

Laser-MIG/MAG hybrid welding system and hybrid welding head
Hình 1.1 Hệ thống hàn lai Laser-MIG / MAG và đầu hàn lai

Hỗn hợp hàn xì đầu, còn được gọi là súng hàn lai, là một bộ phận kết hợp giữa chùm tia laze và nguồn nhiệt hồ quang, thông qua đó vị trí tương đối giữa cả hai có thể được điều chỉnh linh hoạt (chẳng hạn như khoảng cách giữa các sợi quang học, góc giữa sợi quang học, trình tự của laze và vòng cung, v.v.), Nhận thấy sự kết hợp hiệu quả của hai nguồn nhiệt là thành phần quan trọng của thiết bị hàn lai.

Thiết bị hàn laser

Các mỏ hàn composite thương mại đã được tung ra thị trường, chẳng hạn như mỏ hàn composite đồng trục của Mitsubishi Heavy Industries của Nhật Bản và mỏ hàn composite của Fronius của Áo có thể dễ dàng kết nối với rô bốt [Hình 1.2 (a)], và nghiên cứu và phát triển của Viện nghiên cứu Fraunhofer ở Đức Mỏ hàn lai hình paraxial Laser-MIG dựa trên nguyên tắc “vòi tích hợp” [Hình 1.2 (b)], mỏ hàn được cố định chặt chẽ bằng các ống, bên ngoài laze và hồ quang được bảo vệ bởi một ống bọc đồng tròn làm mát bằng nước. Góc giữa tia laser và mỏ hàn MIG là 15 ℃ ~ 30 ℃, nó có thể làm cho hai nguồn nhiệt gần nhau tối đa, do đó làm giảm khối lượng của súng hàn hợp chất, giúp việc sử dụng súng hàn linh hoạt hơn, và dễ dàng nhận ra hàn tự động ba chiều.

Composite welding torch of Fronius and Fraunhofer Institute
Hình 1.2 Mỏ hàn composite của Viện Fronius và Fraunhofer

In addition to the conventional hybrid welding system, the researchers also developed a synchronous modulation laser-arc hybrid welding system (HybSy). The system has the following characteristics: laser arc control mechatronics, the process synergy is further expanded, the welding speed is faster, the application range of processing materials is wider, and the three-dimensional processing ability is stronger. The test results show that when surfacing 6mm thick medium-strength steel plates, Under the same process conditions, HybSy is 40% higher than conventional hybrid welding penetration.Laser Welding Device

Chế độ làm việc hàn lai hồ quang laze

Đối với hàn lai laser-MIG, theo tỷ lệ nhiệt đầu vào khác nhau của hai nguồn nhiệt, cơ chế vật lý và chế độ quá trình cũng khác nhau. Theo kích thước của công suất laser trong hàn lai, hàn lai hồ quang laser có thể được phân thành ba loại; Composite hồ quang laser 100 watt, composite hồ quang laser 1000 watt và composite hồ quang laser 10.000 watt.

Hàn hồ quang laser 100 watt

Chủ yếu thể hiện đặc điểm của hàn hồ quang, không sinh ra lỗ nhỏ trong quá trình hàn. Năng lượng laser công suất thấp chủ yếu đóng vai trò ổn định và nén hồ quang và cải thiện việc sử dụng năng lượng hồ quang, tránh hiện tượng trôi hồ quang xảy ra trong điều kiện tốc độ hàn cao nói chung hàn MIG và có thể ngăn chặn sự xuất hiện của các khuyết tật như như bướu và cắt, do đó cải thiện đáng kể Tốc độ hàn phù hợp hơn cho hàn tốc độ cao các tấm mỏng. Loại chế độ hàn lai này có chi phí thấp và ngày càng được nhiều người quan tâm.

Hàn hồ quang laser 10.000 watt

Chủ yếu thể hiện các đặc điểm của hàn xuyên sâu bằng laser, mối hàn có tỷ lệ khung hình lớn hơn. Rất khó để thực hiện hàn linh hoạt mọi vị trí với sự kết hợp của CO công suất cao 10.000 watt2 hàn laser và MIG. Các hướng ứng dụng chính là hàn các tấm tàu phẳng lớn và hàn sườn. Do đầu tư trang thiết bị quá lớn (trên dưới chục triệu NDT) nên tạm thời khó phổ biến và áp dụng trên diện rộng.

Hàn lai hồ quang laze 1000 watt

Nó có các đặc tính của cả hàn laze và hàn hồ quang và có thể phát huy hết những ưu điểm của cả hai. Nó chủ yếu được sử dụng cho vật liệu tổng hợp laser-MIG. Nó phù hợp với hợp kim nhôm, hợp kim magiê, thép cacbon, thép không gỉ, thép cường độ cao hợp kim thấp, thép cường độ cực cao và các vật liệu khác. Đối với hàn các tấm dày và trung bình, việc đầu tư vào thiết bị hàn lai hồ quang laze mức kilowatt là vừa phải và nó có khả năng thích ứng tốt với các cấu trúc hàn khác nhau và có nhiều triển vọng ứng dụng. Đây là công nghệ nguồn nhiệt lai hồ quang laze đáp ứng các điều kiện quốc gia của đất nước tôi.

Quá trình hàn laze

Phương pháp hàn laser là một công nghệ hàn trong đó tia laser được sử dụng như một nguồn nhiệt để đốt nóng vật liệu sợi để làm tan chảy nó. Tính năng chính của phương pháp hàn laser là sử dụng mật độ năng lượng cao của tia laser để làm nóng nhanh cục bộ hoặc các khu vực nhỏ để hoàn thành quá trình hàn. Hình 1.3 cho thấy dạng khớp và phương pháp cấp dây của phương pháp hàn laze.

The joint form and wire feeding method of laser brazing
Hình 1.3 Dạng khớp và phương pháp cấp dây của phương pháp hàn laser

According to the different heating temperatures, laser welding is divided into soft soldering and brazing. Solder whose liquidus temperature is lower than 450℃ is called soft soldering, which is mainly used for the connection of printed circuit boards and electronic components; solder whose liquidus temperature is higher than 450℃ and lower than the melting point of the base metal for brazing, it is mainly used for the connection of structural steel and galvanized steel. Laser brazing also has advantages in the connection of non-ferrous metals. Most of the non-ferrous metals have higher reflectivity to the laser, and the thermal conductivity of the material is higher. Laser melting and welding require higher power. Laser brazing of silver, copper, nickel, gold, aluminum, and other non-ferrous metals has good results. The brazing seam structure is small and joint performance is good.Laser Welding Device

The brazing filler metal during laser fiber welding can be preset or wire feeding. The brazing heating temperature is low, and the requirement of laser power density is low, so the defocusing method is generally used for heating. In this way, the power density can be reduced, and the spot size and shape can be adjusted according to the size of the brazing seam. Laser brazing joints usually adopt two methods: crimping butt joint and lap joint. In the case of crimping butt joints, the feeding of the solder from the laser front end is conducive to the stability of the brazing process; in the case of lap joints, the feeding of the solder horizontally from the bottom of the side is conducive to the stability of the brazing process.Laser Welding Device

Hàn laze có thể sử dụng xà đơn hoặc xà kép. Chùm tia kép có thể thu được bằng hai tia laser độc lập hoặc bằng bộ tách chùm tia laser. Phương pháp hàn chùm đôi có thể kiểm soát thời gian và vị trí chiếu xạ linh hoạt và thuận tiện hơn, đồng thời kiểm soát tốt hơn quá trình hàn dây. Chế độ chiếu xạ laser của sự chồng chéo, đối đầu và uốn nếp của laser chùm tia kép được thể hiện trong Hình 1.4.

Diagram of dual-beam laser brazing
Hình 1.4 Sơ đồ hàn laser chùm tia kép

Trong trường hợp chồng chéo tia laze hai tia, một tia laze làm nóng và nóng chảy dây hàn, và tia laze kia làm nóng và lấp đầy khoảng trống để tăng nhiệt độ của vật liệu cơ bản, thúc đẩy sự thấm ướt và lan rộng của sợi quang, đồng thời tăng sức mạnh của khớp. Trong trường hợp lắp ghép, hai chùm tia laze được chiếu xạ và làm nóng bằng cách chồng lên nhau, ngoài việc nâng cao hiệu quả làm nóng vật hàn, khu vực gần mối nối cũng được đốt nóng và làm nóng đồng thời, thúc đẩy quá trình thấm ướt, lan rộng và sự phân bố đồng đều của vật liệu kim.

Các thông số công nghệ chính của hàn laze như sau.

  • Công suất laser. Cả CO2 laser và laser YAG có thể được sử dụng để hàn laser và các đặc tính tương ứng của chúng trong quá trình hàn cũng giống như đặc tính của hàn nhiệt hạch bằng laser.
  • Đường kính điểm. Phương pháp hàn laser thường sử dụng một điểm làm mờ và kích thước của điểm đó phụ thuộc vào chiều rộng của đường hàn.
  • Tốc độ hàn. Theo yêu cầu hàn thực tế, nó phụ thuộc vào công suất laser. Công suất laser càng lớn, tốc độ hàn càng nhanh.
  • Tốc độ cấp dây. Kích thước của nó chủ yếu được coi là lấp đầy đường hàn và tạo hình tốt. Tốc độ cấp dây phải phù hợp với tốc độ hàn và tốc độ cấp dây phải được tăng lên trong khi tăng tốc độ hàn.

Ngoài ra, góc tới của tia laser, góc ăn dây, hình dạng vật hàn và kích thước cũng là các thông số được xử lý của phương pháp hàn laser.

Khi hàn laze, việc lựa chọn kim loại độn hàn, chất trợ dung và khí bảo vệ về cơ bản giống như phương pháp hàn thông thường. Trong hầu hết các trường hợp, hàn laser có thể được thực hiện mà không cần thông lượng và khí che chắn.

Chìa khóa để hàn laser là kiểm soát hợp lý sự phân bố công suất laser. Chùm tia laze hội tụ vào vật hàn và nhiệt độ của vật hàn quá cao dẫn đến nóng chảy quá nhanh. Nhiệt độ không đủ của vật liệu cơ bản làm cho vật hàn không thấm ướt tốt vật liệu cơ bản, điều này ảnh hưởng đến hiệu quả lấp đầy và làm xấu sự hình thành của đường hàn. Chùm tia laze tập trung vào vật liệu nền. Nhiệt độ của vật hàn có thể quá thấp để làm giảm tính lưu động hoặc hoạt tính của vật hàn. Vật liệu cơ bản có thể bị quá nhiệt và nóng chảy, khiến vật hàn trực tiếp đi vào vùng nóng chảy để tạo thành mối hàn nóng chảy. Giai đoạn giòn được hình thành cũng ảnh hưởng đến hoạt động của khớp hàn.

Hàn laser chủ yếu được sử dụng để kết nối các linh kiện điện tử và mạch tích hợp bảng mạch in. Bức xạ laser được sử dụng để làm nóng các dây dẫn của mạch tích hợp, và nhiệt được truyền đến chất nền thông qua vật liệu hàn hoặc vật liệu hàn đặt trước. Khi đạt đến nhiệt độ hàn, chất hàn và chất hàn nóng chảy, chất nền và dây dẫn được làm ướt để tạo thành kết nối. Laser YAG chủ yếu được sử dụng để hàn laser các mạch tích hợp.

Laser bán dẫn là một bộ chuyển đổi electron-photon trực tiếp với khả năng điều chế trực tiếp. Việc chuyển đổi laser xung và laser liên tục có thể được thực hiện bằng cách điều chỉnh công suất phát. Bước sóng đầu ra của laser bán dẫn là 808nm, ngắn hơn so với laser YAG, dẫn đến việc vật hàn hấp thụ tia laser và cải thiện hiệu quả gia nhiệt. Đặc điểm của hàn laser bán dẫn là sẽ không có tác dụng nhiệt lên linh kiện cần hàn, trường nhiệt độ của laser được giới hạn trong phạm vi dẫn. Độ lưu động của chất hàn có thể được kiểm soát một cách hiệu quả, tránh việc hàn nối giữa các dây dẫn có bước nhỏ.

Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device Laser Welding Device

Một suy nghĩ về “Two Types of Laser Welding Device You Should Know

  1. Avatar of Dimitry Dimitry viết:

    Bài viết hay quá, cho em mua máy hàn laser bên em được không ạ?

    1. Avatar of Sandy Sandy viết:

      Có, tôi sẽ gửi danh mục cho bạn.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *