Những loại khí cần thiết cho hàn Laser?

Hàn laser là phương pháp hàn có độ chính xác cao, sử dụng chùm tia laser để làm nóng chảy vật liệu của phôi và tạo thành mối hàn sau khi làm nguội. Trong hàn laser, khí đóng vai trò quan trọng. Khí bảo vệ không chỉ ảnh hưởng đến sự hình thành đường hàn, chất lượng đường hàn, độ xuyên thấu và chiều rộng đường hàn mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và hiệu quả của hàn laser. Những loại khí cần thiết cho hàn laser? Bài viết này sẽ xem xét sâu hơn về tầm quan trọng của khí hàn laser, các loại khí được sử dụng và tác dụng của chúng.

Tại sao cần khí để hàn laser?

Trong quá trình hàn laser, chùm tia laser mật độ năng lượng cao được tập trung vào khu vực hàn của phôi, gây ra sự nóng chảy tức thời của vật liệu bề mặt của phôi. Khí gas cần thiết trong quá trình hàn laser để bảo vệ vùng hàn, kiểm soát nhiệt độ, nâng cao chất lượng mối hàn, bảo vệ hệ thống quang học. Việc lựa chọn loại khí thích hợp và các thông số cung cấp là những yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình hàn laser hiệu quả và ổn định cũng như đạt được kết quả hàn chất lượng cao.

Bảo vệ khu vực hàn

Trong quá trình hàn laser, vùng hàn tiếp xúc với môi trường bên ngoài và dễ bị ảnh hưởng bởi oxy và các loại khí khác trong không khí. Oxy kích hoạt các phản ứng oxy hóa có thể dẫn đến giảm chất lượng mối hàn và tạo ra các lỗ rỗng và tạp chất. Mối hàn có thể được bảo vệ hiệu quả khỏi ô nhiễm oxy bằng cách cung cấp khí thích hợp, thường là khí trơ như argon, cho khu vực hàn.

Kiểm soát nhiệt

Việc lựa chọn và cung cấp khí có thể giúp kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn. Bằng cách điều chỉnh tốc độ dòng chảy và loại khí, tốc độ làm mát của khu vực hàn có thể bị ảnh hưởng. Điều này rất quan trọng để kiểm soát vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) trong quá trình hàn và giảm biến dạng nhiệt.

Cải thiện chất lượng mối hàn

Một số khí phụ trợ như oxy hoặc nitơ có thể cải thiện chất lượng và hiệu suất của mối hàn. Ví dụ, việc bổ sung oxy có thể cải thiện độ xuyên thấu của mối hàn và tăng tốc độ hàn, đồng thời ảnh hưởng đến hình dạng và độ sâu của mối hàn.

làm mát khí

Trong hàn laser, vùng hàn thường bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ cao. Sử dụng hệ thống làm mát bằng khí có thể giúp kiểm soát nhiệt độ khu vực hàn và tránh hiện tượng quá nhiệt. Điều này rất cần thiết để giảm ứng suất nhiệt trong khu vực hàn và cải thiện chất lượng hàn.

Bảo vệ khí của hệ thống quang học

Chùm tia laser được tập trung vào khu vực hàn thông qua hệ thống quang học. Trong quá trình hàn, vật liệu nóng chảy và các sol khí sinh ra có thể làm nhiễm bẩn các bộ phận quang học. Bằng cách đưa khí vào khu vực hàn, nguy cơ ô nhiễm sẽ giảm và tuổi thọ của hệ thống quang học được kéo dài.

Những loại khí nào được sử dụng trong hàn laser?

Trong hàn laser, khí có thể cô lập không khí khỏi tấm hàn và ngăn không cho nó phản ứng với không khí. Bằng cách này, bề mặt hàn của tấm kim loại sẽ trắng và đẹp hơn. Sử dụng khí cũng bảo vệ ống kính khỏi bụi hàn. Thông thường người ta sử dụng các loại khí sau:

Khí bảo vệ

Khí bảo vệ, đôi khi được gọi là “khí trơ”, đóng vai trò quan trọng trong quá trình hàn laser. Quá trình hàn laser thường sử dụng khí trơ để bảo vệ vũng hàn. Các loại khí bảo vệ thường được sử dụng trong hàn laser chủ yếu bao gồm argon và neon. Tính chất vật lý, hóa học của chúng khác nhau nên tác dụng của chúng đối với mối hàn cũng khác nhau.

Argon: Argon là một trong những loại khí trơ được sử dụng phổ biến nhất. Nó có mức độ ion hóa cao dưới tác dụng của tia laser, không có lợi cho việc kiểm soát sự hình thành các đám mây plasma, điều này sẽ có tác động nhất định đến việc sử dụng hiệu quả của tia laser. Bản chất trơ của argon giúp nó không bị ảnh hưởng trong quá trình hàn, đồng thời nó cũng tản nhiệt tốt, giúp kiểm soát nhiệt độ tại khu vực hàn.
Neon: Neon thường được sử dụng như một loại khí trơ, tương tự như argon, chủ yếu được sử dụng để bảo vệ khu vực hàn khỏi oxy và các chất ô nhiễm khác từ môi trường bên ngoài. Điều quan trọng cần lưu ý là neon không phù hợp với tất cả các ứng dụng hàn laser. Nó chủ yếu được sử dụng cho một số nhiệm vụ hàn đặc biệt, chẳng hạn như hàn vật liệu dày hơn hoặc khi yêu cầu đường hàn sâu hơn.

khí phụ trợ

Trong quá trình hàn laser, ngoài khí bảo vệ chính, các khí phụ cũng có thể được sử dụng để nâng cao hiệu suất và chất lượng hàn. Sau đây là một số khí phụ trợ phổ biến được sử dụng trong hàn laser:

Oxy: Oxy thường được sử dụng làm khí hỗ trợ và có thể được sử dụng để tăng nhiệt và độ sâu mối hàn trong quá trình hàn. Việc bổ sung oxy có thể làm tăng tốc độ hàn và độ xuyên thấu, nhưng cần phải được kiểm soát cẩn thận để tránh dư thừa oxy gây ra vấn đề oxy hóa.
Nitơ: Nitơ cũng thường được sử dụng làm khí phụ trong hàn laser. Năng lượng ion hóa của nitơ vừa phải, cao hơn argon và thấp hơn hydro. Mức độ ion hóa nói chung là dưới tác dụng của tia laser. Nó có thể làm giảm sự hình thành các đám mây plasma tốt hơn, mang lại các mối hàn và hình thức chất lượng cao hơn, đồng thời giảm tác động của oxy lên các mối hàn. Nitơ cũng có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn và giảm sự hình thành bong bóng và lỗ chân lông.
Hỗn hợp hydro/hydro: Hydro cải thiện chất lượng mối hàn và giảm sự hình thành rỗ. Hỗn hợp argon và hydro được sử dụng trong một số ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như hàn thép không gỉ. Hàm lượng hydro của hỗn hợp thường dao động từ 2% đến 15%.
Helium: Helium thường được sử dụng để hàn laser công suất cao vì nó có độ dẫn nhiệt thấp và không dễ bị ion hóa, cho phép tia laser đi qua một cách trơn tru và năng lượng chùm tia tới được bề mặt phôi mà không gặp bất kỳ trở ngại nào. Có lợi cho việc hàn công suất cao hơn. Helium cũng có thể được sử dụng để cải thiện chất lượng mối hàn và kiểm soát nhiệt độ hàn. Đây là loại khí bảo vệ hiệu quả nhất được sử dụng trong hàn laser, nhưng nó tương đối đắt tiền.

Khí làm mát

Khí làm mát thường được sử dụng trong quá trình hàn laser để kiểm soát nhiệt độ vùng hàn, chống quá nhiệt và duy trì chất lượng mối hàn. Sau đây là một số loại khí làm mát thường được sử dụng:

Nước: Nước là môi trường làm mát phổ biến thường được sử dụng để làm mát máy phát laser và hệ thống quang học hàn laser. Hệ thống làm mát bằng nước có thể giúp duy trì nhiệt độ ổn định của máy phát laser và các bộ phận quang học để đảm bảo hiệu suất và độ ổn định của chùm tia laser.
Khí quyển: Trong một số quy trình hàn laser, khí quyển xung quanh có thể được sử dụng để làm mát. Ví dụ, trong hệ thống quang học của máy phát laser, khí quyển xung quanh có thể mang lại hiệu ứng làm mát.
Khí trơ: Các khí trơ như argon và nitơ cũng có thể được sử dụng làm khí làm mát. Chúng có độ dẫn nhiệt thấp hơn và có thể được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của khu vực hàn và giảm vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ).
Nitơ lỏng: Nitơ lỏng là môi trường làm mát ở nhiệt độ cực thấp có thể được sử dụng để hàn laser công suất cực cao. Nó mang lại hiệu quả làm mát rất hiệu quả và đảm bảo kiểm soát nhiệt độ trong khu vực hàn.

Lựa chọn khí trong các ứng dụng khác nhau

Trong các ứng dụng khác nhau của hàn laser, việc lựa chọn loại khí thích hợp là rất quan trọng, bởi vì sự kết hợp khí khác nhau có thể tạo ra chất lượng, tốc độ và hiệu quả hàn khác nhau. Dưới đây là một số hướng dẫn giúp bạn chọn loại khí phù hợp cho ứng dụng cụ thể của mình:

Loại vật liệu hàn

Các vật liệu khác nhau đòi hỏi sự kết hợp khí khác nhau. Nói chung:

Thép không gỉ thường sử dụng argon hoặc hỗn hợp argon/hydro.
Nhôm và hợp kim nhôm thường sử dụng argon nguyên chất.
Hợp kim titan thường sử dụng nitơ.
Thép có hàm lượng carbon cao thường sử dụng oxy làm khí phụ.

Tốc độ hàn và độ xuyên thấu

Nếu cần tốc độ hàn cao hơn hoặc độ ngấu hàn sâu hơn thì có thể điều chỉnh sự kết hợp khí. Việc bổ sung oxy thường cải thiện tốc độ và khả năng xuyên thấu, nhưng cần phải được kiểm soát cẩn thận để tránh các vấn đề về oxy hóa.

Chất lượng mối hàn

Một số sự kết hợp khí có thể cải thiện chất lượng và hình thức của mối hàn. Ví dụ, nitơ có thể mang lại hình thức và chất lượng bề mặt tốt hơn.

Kiểm soát lỗ chân lông và bong bóng

Đối với các ứng dụng yêu cầu mối hàn chất lượng rất cao, cần đặc biệt chú ý đến sự hình thành các lỗ rỗng và bong bóng. Lựa chọn khí thích hợp có thể làm giảm nguy cơ xảy ra những khuyết tật này.

Kiểm soát vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ)

Tùy thuộc vào vật liệu được làm sạch, chất thải nguy hại cần quy trình xử lý đặc biệt có thể được tạo ra trong quá trình làm sạch. Điều này có thể thêm vào chi phí tổng thể của quá trình làm sạch bằng laser.

Cân nhắc về thiết bị và chi phí

Việc lựa chọn khí cũng bị ảnh hưởng bởi loại thiết bị và chi phí. Một số loại khí có thể yêu cầu hệ thống cung cấp đặc biệt hoặc chi phí cao hơn.

Đối với các ứng dụng cụ thể, nên làm việc với kỹ sư hàn hoặc nhà sản xuất thiết bị hàn laser chuyên nghiệp để nhận được lời khuyên chuyên nghiệp và tối ưu hóa quy trình hàn. Một số thử nghiệm và tối ưu hóa thường được yêu cầu trước khi chọn tổ hợp khí cuối cùng. Tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, có thể thử các thông số và kết hợp khí khác nhau để tìm ra điều kiện hàn tối ưu.

tóm tắt

Tóm lại, hàn laser cần sử dụng khí để bảo vệ vùng hàn, kiểm soát nhiệt độ, nâng cao chất lượng mối hàn, bảo vệ hệ thống quang học. Việc lựa chọn loại khí và thông số cung cấp thích hợp là yếu tố quan trọng để đảm bảo quá trình hàn laser hiệu quả và ổn định cũng như đạt được kết quả hàn chất lượng cao. Các vật liệu và ứng dụng khác nhau có thể yêu cầu các loại và tỷ lệ hỗn hợp khác nhau để đáp ứng các yêu cầu hàn cụ thể.
Nếu bạn cần tìm một tùy chỉnh phù hợp máy hàn laze, bạn có thể liên hệ với tài khoản. Chúng tôi sẽ cung cấp cho bạn giải pháp hoàn chỉnh dựa trên ngân sách và ứng dụng của bạn, bao gồm máy móc, lắp đặt và đào tạo kỹ thuật phù hợp. Khi bạn chọn một AccTekLaser, bạn sẽ nhận được nhiều hơn là một chiếc máy hàn laser tuyệt vời. Bạn cũng sẽ nhận được sự trợ giúp của một nhóm chuyên gia đặc biệt và họ cam kết cung cấp các dịch vụ hỗ trợ, đào tạo và bảo trì khách hàng tuyệt vời.

Thiết bị laser

Thông tin liên lạc

Nhận giải pháp Laser