Trong các lò công nghiệp hiện đại,hàn laser và hàn cungtừ các thiết bị y tế nhỏ và chính xác đến các cấu trúc lớn như tàu và cây cầu,mặc dù các lĩnh vực ứng dụng của họ đôi khi chồng chéo, chúng cũng tạo thành sự khác biệt rõ rệt trong các đặc điểm cốt lõi.Một sự hiểu biết sâu sắc về những khác biệt thiết yếu giữa hai công nghệ chính này là nền tảng chính để đạt được sự lựa chọn chính xác và tối đa hóa hiệu quả trong thực hành kỹ thuật.
I. Nguồn năng lượng: Từ lượng tử ánh sáng đến cung ion hóa
hàn bằng laser: hàn bằng laser là một phương pháp hàn hiệu quả và chính xác sử dụng chùm tia laser có mật độ năng lượng cao làm nguồn nhiệt.hàn bằng laser là một trong những ứng dụng quan trọng của công nghệ xử lý vật liệu bằng laser. hàn laser có thể đạt được bằng cách sử dụng chùm tia laser liên tục hoặc xung. Các nguyên tắc của hàn laser có thể được chia thành hàn dẫn nhiệt và hàn xuyên sâu bằng laser.
Nguyên tắc của hàn laser kiểu dẫn nhiệt là như sau: bức xạ laser làm nóng bề mặt được xử lý và nhiệt bề mặt lan ra bên trong thông qua dẫn nhiệt.Bằng cách kiểm soát các thông số laser như chiều rộng, năng lượng, công suất đỉnh và tần số lặp lại của xung laser, mảnh làm việc được nóng chảy để tạo thành một hồ nóng chảy cụ thể.
(1) mật độ điện mật độ điện là một trong những thông số quan trọng nhất trong xử lý laser.Lớp bề mặt có thể được làm nóng đến điểm sôi trong khoảng thời gian microsecondDo đó, mật độ công suất cao là có lợi cho xử lý loại bỏ vật liệu, chẳng hạn như khoan, cắt và khắc.mất vài mili giây để nhiệt độ lớp bề mặt đạt đến điểm sôiTrước khi lớp bề mặt bốc hơi, lớp dưới đạt đến điểm nóng chảy, điều này tạo điều kiện cho việc hình thành một hàn hợp hạch tốt
(2) Hình dạng sóng xung laser. Hình dạng sóng của xung laser là một vấn đề quan trọng trong hàn laser, đặc biệt là trong hàn tấm mỏng.Khi một chùm tia laser cường độ cao được hướng vào bề mặt của vật liệu, 60 đến 98% năng lượng laser trên bề mặt kim loại sẽ được phản xạ và mất đi, và độ phản xạ thay đổi theo nhiệt độ bề mặt.độ phản xạ của kim loại rất khác nhau.
(3) Độ rộng xung laser. Độ rộng xung là một trong những thông số quan trọng trong hàn bằng laser xung. Nó không chỉ là một thông số quan trọng phân biệt loại bỏ vật liệu từ nấu chảy vật liệu, nó còn là một trong những yếu tố quan trọng trong quá trình hàn bằng laser xung.nhưng cũng là một thông số quan trọng xác định chi phí và khối lượng thiết bị chế biến.
(4) Tốc độ hàn. Tốc độ hàn ảnh hưởng đến lượng nhiệt nhập mỗi đơn vị thời gian. Nếu tốc độ hàn quá chậm, nhiệt nhập sẽ quá lớn, gây ra việc đốt cháy.Nếu tốc độ hàn quá nhanh, nhiệt nhập sẽ quá nhỏ, dẫn đến việc không thâm nhập vào mảnh.
hàn cung: Năng lượng của nó đến từ vòng cung được hình thành bởi sự xả liên tục giữa điện cực ( điện cực hoặc dây) và mảnh làm việc.Nhiệt độ cao được tạo ra bởi vòng cung điện (thường trên 5000 ° C) làm cho điện cực và kim loại cơ bản nóng chảy đồng thời để tạo thành một hồ nóng chảyTùy thuộc vào loại điện cực và phương pháp bảo vệ, nó được phân loại thành nhiều phương pháp tiếp cận:
hàn cung kim loại bằng khí (MIG / MAG): Tiếp tục cấp năng lượng cho dây hàn dưới dạng điện cực và đồng thời phun khí bảo vệ trơ hoặc hoạt động (argon, CO2 hoặc hỗn hợp của chúng).
Đồng hàn bằng khí tungsten trơ (TIG): Nó sử dụng điện cực tungsten dễ cháy và được bảo vệ bởi khí trơ (chủ yếu là argon).và vật liệu cơ bản được nóng chảy bởi nhiệt của vòng cung.
hàn cung kim loại được bảo vệ (SMAW): Điện cực được phủ phủ nóng chảy dưới nhiệt của cung điện, và lớp phủ tạo ra khí bảo vệ và rác để phủ hồ nóng chảy.
hàn theo vòng cung chìm (SAW): Sợi hàn và luồng hạt được đồng thời đưa vào vùng vòng cung.và dòng chảy tan chảy để tạo thành rác che phủ hồ nóng chảy.
II. Phân tích sâu về các chiều kích hiệu suất cốt lõi
hàn bằng laser: Những lợi thế đáng kể: Năng lượng tập trung cao, nhiệt nhập cực kỳ thấp và vùng bị ảnh hưởng bởi nhiệt rất hẹp.Điều này làm giảm đáng kể biến dạng hàn và căng thẳng còn lại, đặc biệt phù hợp với các tấm mỏng, các bộ phận chính xác và các thành phần lắp ráp, tránh hiệu quả các quy trình điều chỉnh phức tạp tiếp theo.
hàn cung: Nhiệt lượng tương đối cao và phân phối rộng rãi, và khu vực bị ảnh hưởng bởi nhiệt rộng hơn đáng kể.đặc biệt là trong hàn tấm mỏng, nơi thiết kế công cụ đặc biệt cẩn thận và lập kế hoạch trình tự hàn là cần thiết.
Tốc độ và hiệu quả hàn
hàn laser: Những lợi thế đáng kể. Nó có mật độ năng lượng cực kỳ cao và tốc độ hàn vượt xa hầu hết các phương pháp hàn cung.Ưu điểm của nó trong các dây chuyền sản xuất tự động tốc độ cao là không thể thay thế.
hàn cung: Tốc độ là tương đối chậm. Mặc dù hàn cung chìm hoặc hàn MIG tốc độ cao có thể đạt được tốc độ tương đối cao, nhưng chúng thường vẫn thấp hơn hàn laser.Hiệu quả của nó được giới hạn bởi các tính chất vật lý của vòng cung và quá trình chuyển đổi giọt.
Khả năng thâm nhập và hình thành hàn:
hàn laser: Ưu điểm (đặc biệt là hàn xuyên sâu). Hiệu ứng lỗ khóa làm cho nó tốt để đạt được hàn với tỷ lệ chiều sâu lớn,và nó có thể thâm nhập các tấm dày trong một lần đi quaCác lớp hàn thường hẹp và sâu, với bề mặt mịn màng và đẹp.
hàn cung: Khả năng thâm nhập của nó tương đối hạn chế, và tỷ lệ chiều sâu-chiều rộng là nhỏ.Chiều rộng của đường may hàn thường lớn hơn của hàn laser, và hình thành phụ thuộc vào các thông số quy trình cụ thể và kỹ năng của thợ hàn.
III. Khả năng thích nghi vật liệu và phạm vi độ dày:
hàn bằng laser
Các vật liệu có lợi: Các kim loại phổ biến như thép carbon, thép không gỉ, hợp kim nhôm và hợp kim titan đều áp dụng.các bước sóng đặc biệt (đèn xanh), ánh sáng xanh) hoặc công suất cao hơn được yêu cầu để vượt qua phản xạ.
Phạm vi độ dày: Có khả năng hàn các tấm mỏng và tấm trung bình.hàn kim loại khác nhau (chẳng hạn như thép-aluminium) có tiềm năng lớn, nhưng nó đòi hỏi sự kiểm soát chính xác.
hàn cung
Ưu điểm: Nó áp dụng cho một loạt các vật liệu cực kỳ rộng, bao gồm hầu hết các kim loại có thể hàn (thép, thép không gỉ, nhôm, đồng, hợp kim dựa trên niken, sắt đúc, v.v.).Không có khó khăn đặc biệt đối với vật liệu phản xạ cao.
Phạm vi độ dày: Khả năng thích nghi cực kỳ rộng. It can handle everything from ultra-thin foils (requiring special technologies such as micro-beam TIG/Plasma) to giant structures hundreds of millimeters thick (such as submerged arc welding for shipbuilding and electroslag welding of thick plates), và là lực chính trong hàn các bộ phận dày và lớn.
hàn bằng laser, với đặc điểm tốc độ cao, nhiệt thấp, độ chính xác cao và tỷ lệ khung hình lớn, đã nổi bật trong lĩnh vực sản xuất chính xác và tự động hóa hiệu quả.hàn cung, với những lợi thế của nó về khả năng thích nghi vật liệu rộng, công suất tấm dày lớn, chi phí thiết bị thấp và hoạt động linh hoạt, có nền tảng sâu sắc trong ngành công nghiệp nặng và xây dựng tại chỗ.Cả hai đều sử dụng những điểm mạnh của họ trong bản thiết kế lớn của sản xuất công nghiệp và cùng nhau thúc đẩy sự mở rộng liên tục của ranh giới công nghệ kết nốiSự khôn ngoan của một kỹ sư nằm ở việc nhận thức được nhu cầu cốt lõi của các kịch bản ứng dụng cụ thể và tìm ra điểm cân bằng phù hợp nhất trong tam giác chi phí, hiệu quả và chất lượng.làm cho kết nối của kim loại cả hai vững chắc và đáng tin cậy, cũng như hiệu quả và kinh tế.