1. giới thiệu
Công nghệ hàn bằng laser có năng lượng nhiệt thấp, các đường hàn dày đặc và thẩm mỹ, điều khiển chính xác cao và tích hợp tự động hóa dễ dàng,cho phép áp dụng nhanh chóng trong ngành công nghiệp sản xuất kim loạiTuy nhiên, không phải tất cả các vật liệu đều phù hợp với hàn bằng laser. Các yếu tố như dẫn nhiệt, đặc điểm hấp thụ quang học, sự khác biệt điểm nóng chảy, các yếu tố hợp kim,và điều kiện bề mặt có thể ảnh hưởng đến chất lượng hànDo đó, việc hiểu phạm vi vật liệu áp dụng và giới hạn của hàn laser là rất quan trọng đối với việc lựa chọn thiết bị, lập kế hoạch quy trình và kiểm soát chất lượng sản xuất.
2. Phạm vi vật liệu áp dụng
hàn bằng laser phù hợp với nhiều loại vật liệu kim loại, trong đó vật liệu sắt đại diện cho lĩnh vực ứng dụng trưởng thành nhất.và thép không gỉ thể hiện sự hấp thụ tốt của chùm tia laser, cung cấp sự hình thành hàn ổn định, độ sâu thâm nhập có thể kiểm soát được và độ bền cơ học đầy đủ.và được sử dụng rộng rãi trong các thành phần hàng không vũ trụ và tab pinNhững vật liệu này được coi là thân thiện với laser nhất.
Nhôm và hợp kim nhôm cũng có thể hàn, mặc dù có khó khăn quá trình cao hơn so với vật liệu sắt.và điểm nóng chảy thấpDo đó, hàn nhôm thường đòi hỏi công suất laser cao hơn, điều khiển vị trí tiêu cự chính xác hơn,và lựa chọn khí chắn tối ưu để đảm bảo sự ổn định của quy trình và mật độ hànMặc dù có những thách thức, hợp kim nhôm thường được sử dụng trong vỏ pin, vỏ thiết bị điện tử tiêu dùng và các cấu trúc hàng không vũ trụ.
Đồng và hợp kim đồng là các vật liệu có độ khó hàn thậm chí cao hơn.dẫn đến hiệu quả kết nối laser ban đầu thấp và các khiếm khuyết thường xuyên như thiếu hợp nhấtVới sự phát triển của laser sợi năng lượng cao, laser xanh, và các nguồn laser xung,hiệu suất hàn đồng đã được cải thiện và ngày càng được sử dụng trong các thanh bus pin, các đầu nối điện, đầu cuối và các thành phần điện tử chính xác.
hàn bằng laser cũng phù hợp với kim loại quý như vàng, bạc và bạch kim. Những vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong chế tạo đồ trang sức và sản xuất tiếp xúc điện.Mặc dù chúng có độ dẫn nhiệt cao, sự ổn định hàn của chúng vẫn rất tốt. laser xung thường được sử dụng cho siêu hàn chính xác, mang lại sự nhất quán hàn đặc biệt và chất lượng bề mặt.
3. Vật liệu có giới hạn
hàn bằng laser không phù hợp với tất cả các vật liệu. thép carbon cao và sắt đúc, mặc dù thuộc hệ thống sắt, chứa hàm lượng carbon cao hơn.chúng có xu hướng hình thành các cấu trúc vi mô cứng và mong manhCác vật liệu như vậy đòi hỏi phải được làm nóng trước, làm mát có kiểm soát hoặc giảm mật độ năng lượng để giảm thiểu các khiếm khuyết hàn.
Canh, magiê, và một số hợp kim magiê-aluminium cũng có giới hạn trong quá trình.Và những hồ nước nóng chảy không ổn địnhMặc dù tối ưu hóa quy trình có thể cải thiện hiệu suất, các ứng dụng công nghiệp vẫn tương đối hạn chế.
Các vật liệu có lớp phủ bề mặt như bạc, niken hoặc vàng tạo ra những thách thức bổ sung.dẫn đến kết nối không đủ hoặc chảy không nhất quánNgoài ra, lớp phủ nhiều lớp có thể bị phân mảnh dưới nhiệt do độ bám sát giao diện kém.
Đối với vật liệu phi kim loại, các hệ thống hàn laser kim loại thông thường không phù hợp với nhựa, cao su hoặc vật liệu tổng hợp.hàn nhựa đòi hỏi quá trình hàn truyền cụ thể và ghép vật liệu, thường áp dụng các hệ thống hàn laser nhựa chuyên dụng thay vì các nguồn laser kim loại thông thường.
4. Ống hàn kim loại khác nhau
hàn laser cũng được sử dụng để kết hợp các kim loại khác nhau. Tuy nhiên, khả năng tương thích kim loại, sự không phù hợp của sự mở rộng nhiệt và sự khác biệt về điểm nóng chảy gây ra những hạn chế đáng kể.Thép không gỉ và thép carbon dễ hàn với nhau hơn, trong khi các cặp nhôm ốp không gỉ, đồng ốp không gỉ và nhôm ốp có xu hướng tạo thành các hợp chất liên kim loại dễ vỡ, làm giảm độ bền của khớp.Thực hành công nghiệp thường áp dụng hàn laser, quét lắc, bổ sung dây lấp hoặc đường dẫn chùm tối ưu hóa để cải thiện hiệu suất khớp.
5Các hạn chế quy trình và các yếu tố ảnh hưởng
Sự phù hợp của vật liệu để hàn bằng laser được xác định bởi nhiều yếu tố ảnh hưởng, bao gồm bước sóng laser, đặc điểm hấp thụ bề mặt, các yếu tố hợp kim, dẫn nhiệt,khả năng phản xạ, ô nhiễm bề mặt, lớp oxit, tốc độ di chuyển, vị trí tiêu cự và khí che chắn.yêu cầu lựa chọn thiết bị cẩn thận và điều chỉnh các thông số dựa trên các đặc điểm vật liệu.
6Kết luận
Tóm lại, máy hàn laser có khả năng ứng dụng rộng rãi trong chế biến kim loại.trong khi hợp kim nhôm và đồng có thể hàn nhưng đòi hỏi kiểm soát quy trình tiên tiếnMột số vật liệu carbon cao, kim loại phủ và hợp kim nhẹ cho thấy hạn chế ứng dụng,và nhựa hoặc vật liệu phi kim loại đòi hỏi hệ thống laser chuyên dụng hơn là các nguồn hàn kim loại thông thườngVới sự tiến bộ của laser sợi năng lượng cao, nguồn laser xanh / xanh dương và laser siêu nhanh, phạm vi vật liệu áp dụng tiếp tục mở rộng,và các nút thắt hàn hiện tại dự kiến sẽ được khắc phục trong nhiều lĩnh vực công nghiệp hơn.