Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser

Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser?

Khi hàn laser sẽ cho ra kết quả các mối hàn khác nhau. Việc khác nhau này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại laser, công suất máy hàn laser fiber, tính chất vật liệu, cách lắp ráp vật liệu, khí bảo vệ và kiểm soát môi trường. Vậy có những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser nào? hãy cùng Laser Tân Tiến tìm hiểu bài viết này.

Việc xác định được nguyên nhân, yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser giúp tối ưu hóa chất lượng sản phẩm khi hàn laser, kiểm soát độ sâu, giảm thiểu kích thước vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ), tránh các khuyết tật như rỗ khí và thiếu liên kết, và đạt được hình dạng mối hàn nhất quán.

Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser

1/ Loại nguồn laser (sợi quang, carbon dioxide, YAG, bán dẫn)

Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser phải nói đến đầu tiên là loại nguồn laser. Việc lựa chọn nguồn sáng laser ảnh hưởng đến hệ số chất lượng chùm tia (M²), bước sóng, hiệu suất và phạm vi công suất thực tế.

Mỗi loại laser sẽ là yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser khác nhau.

2/ Chất liệu vật liệu và độ dày vật liệu là yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser

Các kim loại có độ phản xạ cao (đồng, nhôm) gây khó khăn trong việc hấp thụ ở các bước sóng thông thường. Chúng phản xạ nhiều tia tới hơn và có thể dẫn nhiệt nhanh chóng, do đó cần công suất cao hơn, điều chỉnh công suất hội tụ, làm nóng trước hoặc điều chỉnh xung.

Độ dày quyết định trực tiếp đến chất lượng mối hàn và độ bền mối hàn trên vật liệu đó.

Xem máy hàn nữ trang vàng bạc tại đây

3/ Loại mối hàn (hàn giáp mí, hàn chồng, hàn góc)

Kích thước khe hở và dung sai kẹp có ảnh hưởng đáng kể đến sự truyền nhiệt và độ nóng chảy. Ngay cả khi công suất và tốc độ có vẻ phù hợp, việc lắp ráp kém hoặc khe hở quá lớn có thể dẫn đến các khuyết tật do thiếu độ nóng chảy. Cần sử dụng kẹp và đồ gá chính xác khi hàn các khe hở nhỏ.

4/ Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser: Thông số xử lý bằng laser 

Các thông số xử lý bằng laser là những yếu tố điều khiển chính được sử dụng để thiết lập hình dạng, độ sâu và độ ổn định của mối hàn. Các thông số có ảnh hưởng nhất bao gồm công suất laser, tốc độ hàn, vị trí tiêu điểm (kích thước điểm sáng/độ lệch tiêu điểm) và, nếu có, đặc tính xung (tần số, độ rộng xung, dạng sóng).

 

5/ Công suất laser

Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser là công suất laser điều khiển năng lượng đi vào lỗ khóa hoặc vũng nóng chảy. Với tiêu cự và tốc độ di chuyển cố định, việc tăng công suất sẽ khiến quá trình hàn chuyển từ hàn dẫn nhiệt (độ xuyên nông, đường hàn rộng) sang hàn lỗ khóa/xuyên sâu (tỷ lệ chiều cao/chiều rộng cao).

6/ Vị trí lấy nét, kích thước điểm sáng và chất lượng chùm sáng

Vị trí tiêu điểm (△f) là khoảng cách từ điểm tiêu đến bề mặt của vật gia công. △f = 0 cho biết điểm tiêu nằm chính xác trên bề mặt. △f dương cho biết điểm tiêu nằm phía trên bề mặt vật liệu, trong khi △f âm cho biết điểm tiêu nằm phía dưới bề mặt (bên trong vật liệu). Vị trí tiêu điểm ảnh hưởng đến kích thước của điểm sáng, từ đó ảnh hưởng đến mật độ công suất (W/mm²).

Đối với thép không gỉ và thép carbon, tiêu cự dương (tiêu điểm nằm trên bề mặt) thường tạo ra độ xuyên sâu hơn. Đối với các vật liệu có độ phản xạ cao như đồng và nhôm, có thể sử dụng tiêu cự âm nhẹ để tăng khả năng hấp thụ và giảm phản xạ ngược.

 

7/ Tốc độ hàn 

Yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng hàn laser có phần quan trọng không kém đó là tốc độ hàn laser. Tốc độ tỷ lệ nghịch với lượng nhiệt đầu vào. Tốc độ càng nhanh thì độ sâu thâm nhập và chiều rộng mối hàn càng giảm. Tốc độ càng chậm thì lượng nhiệt đầu vào và độ sâu thâm nhập càng tăng, nhưng có thể gây cháy xuyên thủng ở vật liệu mỏng hoặc tạo ra vùng ảnh hưởng nhiệt quá mức ở các chi tiết nhạy nhiệt.

8/ Khí bảo vệ và các yếu tố môi trường

Khí bảo vệ có thể ngăn ngừa quá trình oxy hóa kim loại nóng chảy và giảm sự hình thành plasma phía trên lỗ khóa, vốn có thể hấp thụ năng lượng laser. Các loại khí thường dùng bao gồm: argon (một loại khí trơ phù hợp với nhiều kim loại), heli (có độ dẫn nhiệt cao hơn, giúp ổn định lỗ khóa của một số hợp kim nhất định) và nitơ (phản ứng với một số loại thép và cần sử dụng cẩn thận). Tốc độ dòng khí và hình dạng vòi phun rất quan trọng. Tốc độ dòng khí không đủ có thể dẫn đến quá trình oxy hóa. Tốc độ dòng khí quá cao có thể làm gián đoạn vùng nóng chảy hoặc thổi bay khí bảo vệ.

9/ Ảnh hưởng của độ sạch bề mặt và người vận hành

Bụi bẩn, dầu mỡ, rỉ sét hoặc lớp mạ có thể làm giảm tỷ lệ hấp thụ và dẫn đến hiện tượng rỗ hoặc lẫn tạp chất. Quy trình làm sạch nghiêm ngặt (tẩy dầu mỡ, làm sạch cơ học nhẹ), dụng cụ cố định nhất quán và thiết lập của người vận hành có kinh nghiệm có thể cải thiện đáng kể năng suất. Bảo trì máy móc, độ sạch của các thành phần quang học, độ ổn định công suất và sự căn chỉnh chính xác – cũng ảnh hưởng đến chất lượng.

Các lỗi, khắc phục sự cố và kiểm soát chất lượng

• Rỗ khí: Do nhiễm bẩn, khí bị kẹt hoặc các lỗ nhỏ không ổn định gây ra. Biện pháp khắc phục: Tăng cường làm sạch, điều chỉnh khí bảo vệ, giảm tốc độ hàn hoặc điều chỉnh các thông số xung.
• Hiện tượng bắn tóe:  Do sự sụp đổ lỗ khóa quá mức hoặc công suất quá cao. Giải pháp: Giảm năng lượng đỉnh hoặc thay đổi hình dạng xung.
• Sự kết hợp không hoàn toàn/ thiếu độ xuyên thấu:  Công suất thấp hoặc tốc độ cao; khả năng lấy nét kém. Giải pháp: Tăng công suất, giảm tốc độ, cải thiện khả năng lấy nét hoặc giảm khoảng cách giữa các điện cực.
• Hiện tượng mất ổn định (dao động):  Thường do các thông số nằm giữa vùng dẫn điện và vùng lỗ khóa ổn định. Giải pháp: Di chuyển đến vùng công suất/tốc độ ổn định hoặc điều chỉnh vị trí tiêu điểm.
• Vết nứt:  Tính chất vật liệu. Biện pháp khắc phục: làm nóng trước hoặc sử dụng vật liệu hàn và thực hiện kiểm soát làm nguội thích hợp.

 

Quý khách có nhu cầu mua máy hàn laser fiber. Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi theo thông tin bên dưới. Rất hân hạnh được phục vụ quý khách!

• CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ TÂN TIẾN
• ĐC: 115/23/8 Nguyễn Văn Quá, phường Đông Hưng Thuận, Tp.HCM
• Mobile: 0972 692 192 – 0919 036 046
• Email: ngtuanke@gmail.com
• Website : www.lasertantien.com.vn