Máy hàn Laser và công nghệ hàn Laser tuy mới xuất hiện ở Việt Nam nhưng đã nhanh chóng trở nên phổ biến. Không giống như các quy trình hàn thông thường, sử dụng phương pháp hàn Laser có thể hoàn thành công việc trong thời gian ngắn hơn đáng kể. Trong bài viết này hãy cùng tìm hiểu về công nghệ hàn đang làm mưa làm gió trong nhiều lĩnh vực này nhé!
Máy hàn Laser là gì?
Máy hàn Laser có thể hiểu đơn giản là thiết bị sử dụng nguồn năng lượng Laser sợi quang, ứng dụng trong việc hàn các vật liệu là kim loại như: sắt, thép, inox, nhôm..
Thực tế cho thấy hàn Laser đem lại hiệu quả chất lượng hơn hẳn khi dùng phương pháp hàn kim loại thông thường. Công nghệ hàn bằng tia Laser cho tốc độ hàn cực nhanh và độ chính xác của mạch hàn vô cùng cao. Cùng với đó kết quả vết hàn cũng sáng và sạch hơn so với hàn mig/tig nên được nhiều người yêu thích.
Trong quá trình hoạt động, nguồn phát sẽ tạo ra các tia Laser vì thế nó được gọi là công nghệ hàn Laser. Những tia này được khuếch đại và gắn kết với độ phân kì thấp, để đảm bảo hiệu quả thì một nguồn phát Laser cần phải có đủ bộ phận sau:
- Môi trường hoạt hóa Laser: Gồm có các nguyên tử, ion, các phân tử, tinh thể tổng hòa tạo thành hệ thống vật lý lượng tử.
- Nguồn kích động: Có vai trò quan trọng giúp môi trường hoạt hóa phát xạ các photon theo hướng bất kỳ. Nó được tạo ra để đảm bảo chỉ có những photon có bước sóng xác định mới được cho qua, số photon còn lại cần tiếp tục phản xạ, hấp thụ hoặc đới tới khi có thông số phù hợp theo tiêu chuẩn.
- Hệ thống gương cộng hưởng quang học tuy là bộ phận không hàm chứa nhiều công nghệ cao nhưng không thể thiếu.
Ứng dụng công nghệ máy hàn Laser trong công nghiệp
Hàn Laser được được ứng dụng trong nhiều loại hình công nghiệp với vai trò khó có công nghệ nào thay thế được. Các ngành công nghiệp đang hoạt động suôn sẻ nhờ có máy hàn Laser phải kể đến: công nghiệp sản xuất, y tế, đồ trang sức và nhiều lĩnh vực khác nữa.
Ngành sản xuất đồ trang sức
Ngành sản xuất trang sức có thể có bước tiến vượt trội từ thủ công hoàn toàn lên thành một ngành công nghiệp có sự đóng góp không nhỏ của máy hàn Laser. Khi bạn phải chế tạo các bộ phận phức tạp, yêu cầu cao về độ tinh xảo của đồ trang sức thì không có lựa chọn nào tốt hơn công nghệ hàn Laser để tạo ra mối hàn đẹp mắt, chắc chắn.
Ngành công nghiệp sản xuất động cơ tự động
Theo twi-global, có gần 15% quy trình sản xuất của ngành này phải sử dụng hoặc có liên quan đến kỹ thuật Laser. Loại hàn CO2 xuất hiện chủ yếu trong ngành công nghiệp ô tô và ngành sản xuất chính đang dùng hệ thống máy hàn Laser là chế tạo bánh răng, bộ phận truyền động, tàu điện.
Hầu hết các sản phẩm này có yêu cầu khắt khe về mối hàn hình tròn và hình khuyên nên hàn Laser phát huy tác dụng rất hiệu quả. Đặc biệt phải kể đến Nd: YAG có ứng dụng cao trong hoạt động hàn các chi tiết thân vỏ và kết cấu của ô tô. Nhờ sự hỗ trợ của hàn Laser những thành công lớn trong ngành công nghiệp ô tô đã gia tăng tốc độ hoạt động, tăng độ chính xác, hiệu quả đồng thời có chi phí thấp hơn trong thời gian dài.
Máy hàn Laser trong ngành y tế
Kỹ thuật hàn Laser trong ngành y tế được ứng dụng để hàn các kim loại khác nhau bởi những dụng cụ hỗ trợ y tế có kết cấu khá phức tạp. Chúng thường được tạo thành từ các loại bộ phận điện tử khác nhau sau đó chất bán dẫn được thêm vào. Thử thách chính mà máy hàn Laser phải giải quyết là khi hàn các kim loại và vật liệu khác nhau làm thế nào điều hòa tốt các tính chất hóa học và vật lý khác nhau.
Một số kim loại và vật liệu dùng trong y tế có yêu cầu mức độ an toàn vệ sinh và chống thấm cực tốt cho mối hàn. Bởi chất liệu cứng như thép không gỉ, 440C hoặc 430, và hợp kim Titan cần được hàn với nhau bằng hệ thống đạt chuẩn để sức khỏe bệnh nhân luôn được đảm bảo. Ngày nay hầu như các thiết bị khác như máy tạo nhịp tim, AED, máy bơm thuốc đều có sử dụng công nghệ hàn Laser.
Phân loại máy sử dụng công nghệ hàn Laser
Nguyên lý hoạt động của máy hàn Laser là dựa trên cách sử dụng năng lượng của chùm tia sáng đơn sắc và phải có mật độ siêu cao. Chùm tia này có tác dụng làm nóng chảy mép hàn và sau đó nhanh chóng kết tinh để tạo thành mối hàn hoàn chỉnh. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều dòng máy hàn tia Laser làm người tiêu dùng phân vân không biết loại nào phù hợp.
Các loại máy có thể được phân loại theo chức năng hàn khác nhau từ máy hàn điểm, mẫu máy hàn đốt theo khuôn cho đến sản phẩm tiên tiến hơn như máy hàn Laser tự động, máy hàn truyền cáp quang,… Sau đây là hai cách thức phân loại chính để phân nhóm các loại máy hàn cho mục đích khác nhau:
Phân loại dựa trên loại tia Laser phát ra
- Máy hàn Laser xung: Cơ chế Laser xung cực kỳ lý tưởng cho các kim loại sở hữu khối lượng nhẹ và mỏng. Khi hoạt động tia Laser xung tạo ra sự tiếp xúc không liên tục trên bề mặt kim loại từ đó giữ cho kim loại được an toàn, hầu như không bị cháy hoặc chảy. Kiểu hàn Laser này nên được áp dụng với các tấm kim loại, dao cạo, đồ trang sức cho đến bộ phận yêu cầu tỉ mỉ như ốc vít.
- Tia Laser liên tục: Có đặc tính phù hợp cho mục đích hàn trên các bộ phận có độ dày cao và bền. Công nghệ hàn này rất hiệu quả với các kim loại bề mặt chịu lửa, ưu điểm là bền, dùng được lâu dài nhưng nhược điểm là khá tốn kém vậy nên hãy cân nhắc kỹ.
Phân loại máy hàn Laser dựa vào nguồn được sử dụng
Mỗi nguồn Laser này đều có đặc điểm riêng, những lợi ích chúng mang lại sẽ không giống nhau vì thể sẽ phù hợp với các loại vật liệu hàn khác nhau.
- Máy hàn sợi quang: Ứng dụng chủ yếu cho mục đích hàn các bộ phận kim loại. Máy hàn tia Laser này mang lại độ tin cậy và hiệu quả cao, độ chính xác được tính toán rơi vào khoảng 25%.
- Máy hàn Laser CO2: Có ưu điểm vượt trội về khả năng cung cấp chùm tia hàn liên tục lớn tạo ra mối hàn hiệu quả và bền. Máy hàn này sẽ thể dễ dàng xuyên qua kim loại đồng thời không hề chịu thua bề mặt phi kim loại.
- Máy hàn Laser Nd:YAG: Được đánh giá cao vì tiết kiệm năng lượng hơn so với các máy hàn tia Laser trên nhưng phải chấp nhận nhược điểm khả năng điều khiển Laser lớn nên khó để đạt được độ chính xác so với các loại nguồn Laser khác.
Nhìn chung có rất nhiều loại máy hàn, công nghệ và nguồn mà chúng tôi chỉ vừa giới thiệu những loại tiêu biểu nhất. Mỗi loại máy thường được tạo ra để nhắm tới đối tượng khác nhau và tiếp tục được phát minh, cải tiến sao cho thực hiện tốt nhất khả năng của mình. Bạn cần cân nhắc kỹ để quyết định loại máy hàn tia Laser phù hợp dựa trên đặc tính ngành nghề và yêu cầu của chính doanh nghiệp.
Lợi thế khi ứng dụng công nghệ máy hàn tia Laser
Công nghệ hàn Laser có nhiều lợi ích vượt trội mà khó có công nghệ nào hiện nay bắt kịp được. Những hơn so với các loại công nghệ hàn thông thường. Dưới đây là một số lợi thế máy hàn Laser đem lại cho người dùng:
- Về tốc độ hàn và năng suất: Hiệu suất cực cao nhờ tốc độ xử lý nhanh gấp 5-10 lần hàn TIG thông thường.
- Về vật liệu bổ sung: Không tốn chi phí cho hạng mục này vì không cần bù hoặc bù ít vật liệu bổ sung.
- Về khả năng xử lý mối hàn sau khi hàn: Công nghệ được cải tiến để giảm bọt khí trong mối hàn tới mức thấp nhất.
- Về mức độ tổn hao năng lượng: Máy hàn Laser cho liên kết hàn có biến dạng cực nhỏ bởi năng lượng tập trung đồng thời tổn hao năng lượng thấp
- Về chất lượng mối hàn: Chất lượng mối hàn vượt trội về cả độ bền, tính thẩm mỹ, được đánh giá là sáng, bóng đẹp, độ chính xác cao.
- Về chi phí: Giúp tiết kiệm 40% chi phí nhân công cũng như giảm đáng kể chi phí khấu hao thiết bị từ đó hỗ trợ tối ưu hóa chi phí sản xuất.
- Về tính vận hành: Máy hàn Laser dễ dàng thao tác, công nghệ tân tiến nhưng các bước sử dụng được tối giản nên không cần công nhân tay nghề cao.
Lưu ý sử dụng máy hàn tia Laser hiệu quả và an toàn
Khi áp dụng phương pháp hàn Laser trên quy mô công nghiệp có nhiều nỗi lo hơn hẳn bởi nó đòi hỏi một kỹ năng nhất định. Người hoàn toàn thiết kiến thức về máy hàn Laser chắc chắn là không thể làm tốt nhiệm vụ. Mặc dù nhược điểm của hàn Laser không nhiều nhưng để đạt được hiệu quả ưng ý nhất không thể bỏ qua những chú ý sau:
- Sử dụng máy hàn Laser công suất lớn sẽ nhanh chóng làm hao tổn mực nước làm mát, phải kiểm tra thường xuyên và bổ sung kịp thời để không gây nóng máy. Mức nước làm mát phải nằm trong vùng xanh, khuyến khích dùng nước cất 2 lần để làm mát.
- Trước khi sử dụng máy, chú ý tăng thông số thời gian xả khí cho thời điểm trước và sau khi hàn nhằm bảo vệ thấu kính trên súng hàn Quilin.
- Đừng quên kiểm tra lăng kính bảo vệ trên súng hàn, vệ sinh kịp thời các bụi bẩn bám vào.
- Dùng đúng bép hàn với các dạng liên kết, tuyệt đối không tùy ý thay thế tạm thời.
- Để đảm bảo đường hàn đẹp và chuẩn xác thì phải kiểm tra bộ cấp dây hàn bao gồm con lăn đẩy dây và bép bù đã phù hợp với đường kính dây hay chưa.
Lời kết
Máy hàn Laser nói riêng và công nghệ hàn Laser nói chung đang thể hiện được vị thế quan trọng của mình. Hàn Laser được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và cũng được phân loại thành những sản phẩm có đặc điểm khác nhau để đáp ứng nhu cầu của từng ngành công nghiệp. Mong rằng bài viết của chúng tôi đã cung cấp nhiều kiến thức bổ ích về máy hàn Laser để bạn tự tin sử dụng nhé!