Máy hàn laser cầm tay hoạt động trên kim loại bằng các nguyên tắc cơ bản tương tự như các loại máy lớn hơn, tự động hơn, nhưng có thêm lợi ích là tính di động và khả năng điều khiển bằng tay. Dưới đây là phân tích về cách chúng hoạt động:
1. Nguyên tắc cốt lõi: Năng lượng laser tập trung
Về bản chất, máy hàn laser cầm tay tạo ra một chùm ánh sáng (laser) có độ tập trung cao và hướng nó vào các bề mặt kim loại cần nối. Năng lượng mạnh mẽ của chùm tia tập trung này nhanh chóng làm nóng kim loại tại điểm tiếp xúc, khiến nó tan chảy và tạo thành một vũng kim loại nóng chảy. Khi laser di chuyển dọc theo mối nối, kim loại nóng chảy nguội đi và đông đặc, tạo ra một đường hàn chắc chắn, liên tục.
2. Các thành phần chính và vai trò của chúng:
Nguồn laser: Đây thường là laser sợi quang, được biết đến với hiệu quả, kích thước nhỏ gọn và khả năng được truyền qua cáp quang linh hoạt. Laser sợi quang tạo ra chùm tia laser năng lượng cao.
Cáp quang: Cáp linh hoạt này truyền chùm tia laser từ nguồn laser đến súng hàn cầm tay. Tính linh hoạt của nó là yếu tố mang lại tính di động cho máy hàn laser cầm tay và cho phép chúng được sử dụng ở nhiều vị trí khác nhau và trên các phôi lớn, khó thao tác.
Súng hàn cầm tay (Mỏ hàn): Thiết bị tiện dụng này chứa các bộ phận quang học (thấu kính và gương) tập trung chùm tia laser chính xác vào phôi. Nó được thiết kế để cầm nắm thoải mái và dễ dàng thao tác. Nhiều mỏ hàn cầm tay hiện đại cũng kết hợp chức năng "lắc".
Chức năng lắc (Tùy chọn nhưng phổ biến): Đây là một tính năng quan trọng trong nhiều máy hàn laser cầm tay. Thay vì một điểm tĩnh, gương bên trong mỏ hàn nhanh chóng làm dao động chùm tia laser theo một mẫu nhỏ, được kiểm soát (ví dụ: hình tròn, hình số tám). Chức năng "lắc" này phục vụ một số mục đích:
Mối hàn rộng hơn: Nó tạo ra một mối hàn rộng hơn một chút, có thể dễ dàng hơn cho thao tác thủ công và phù hợp với các khoảng trống nhỏ giữa các bộ phận.
Cải thiện sự nóng chảy: Nó giúp đảm bảo sự trộn lẫn và nóng chảy tốt hơn của kim loại nóng chảy, dẫn đến một mối hàn nhất quán và chắc chắn hơn.
Khí thoát ra: Nó có thể giúp khuấy động vũng kim loại nóng chảy, cho phép các loại khí bị mắc kẹt thoát ra và giảm độ xốp trong mối hàn.
Bộ điều khiển: Bộ phận này cho phép người vận hành điều chỉnh các thông số hàn khác nhau, chẳng hạn như công suất laser, thời lượng xung (đối với laser xung), biên độ và tần số lắc, và đôi khi thậm chí cả các cài đặt được lập trình sẵn cho các vật liệu và độ dày khác nhau.
Hệ thống làm mát: Hàn laser tạo ra nhiệt, vì vậy hệ thống làm mát (thường là hệ thống làm mát bằng nước cho các thiết bị công suất cao hơn) là điều cần thiết để duy trì nguồn laser và các bộ phận quang học ở nhiệt độ hoạt động tối ưu.
Nguồn cung cấp khí bảo vệ (Thường được tích hợp): Khí bảo vệ trơ (như argon hoặc helium) thường được cung cấp qua vòi phun của súng cầm tay để bao quanh vũng kim loại nóng chảy. Điều này ngăn ngừa quá trình oxy hóa và nhiễm bẩn từ khí quyển, đảm bảo mối hàn sạch và chắc chắn.