Vật Liệu Nào Có Thể Hàn Bằng Máy Hàn Laser Và Các Vấn Đề Cần Chú Ý

Công nghệ hàn laser ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành cơ khí, sản xuất kim loại và điện tử nhờ khả năng hàn chính xác, tốc độ cao, mối hàn đẹp và ít biến dạng nhiệt. Không giống như các phương pháp hàn truyền thống, máy hàn laser sử dụng chùm tia laser có năng lượng cao tập trung để nung chảy và kết nối vật liệu, mang lại hiệu suất vượt trội trong nhiều ứng dụng sản xuất hiện đại.

Những vật liệu có thể hàn bằng máy hàn laser

Máy hàn laser có khả năng hàn được nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm cả kim loại đen, kim loại màu và một số vật liệu đặc biệt:

1. Thép cacbon

Thép carbon được hàn bằng máy hàn laser, và hiệu quả tốt. Chất lượng hàn phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất. Để có được chất lượng mối hàn tốt, cần gia nhiệt sơ bộ cho hàm lượng cacbon trên 0,25%. Khi các loại thép có hàm lượng cacbon khác nhau được hàn với nhau, mỏ hàn có thể hơi lệch về phía của vật liệu cacbon thấp để đảm bảo chất lượng của mối nối. Do tốc độ nung nóng và tốc độ nguội của máy hàn laser rất nhanh nên khi hàn thép cacbon. Độ nhạy của vết nứt và vết hàn cũng tăng lên khi hàm lượng cacbon tăng lên. Cả thép cacbon trung bình và cao và thép hợp kim thông thường đều có thể được hàn bằng laser tốt, nhưng cần phải gia nhiệt trước và xử lý sau khi hàn để giảm ứng suất và tránh nứt.

2. Thép hợp kim

Hàn bằng tia laze thép cường độ cao hợp kim thấp, miễn là các thông số hàn được lựa chọn phù hợp, có thể thu được các mối nối có cơ tính tương đương với cơ tính của kim loại cơ bản.

3. Thép không gỉ

Nhìn chung, hàn thép không gỉ dễ có được các mối nối chất lượng cao hơn so với hàn thông thường. Do tốc độ hàn cao và vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ của hàn laser, hiện tượng quá nhiệt và tác động bất lợi của hệ số giãn nở tuyến tính lớn trong quá trình hàn thép không gỉ được giảm bớt và đường hàn không có khuyết tật như lỗ rỗng và tạp chất. So với thép cacbon, thép không gỉ dễ dàng có được mối hàn hẹp xuyên sâu hơn do tính dẫn nhiệt thấp, tỷ lệ hấp thụ năng lượng cao và hiệu suất nóng chảy. Hàn các tấm mỏng bằng máy hàn laser công suất thấp có thể thu được các mối nối có hình thức đẹp và mối hàn mịn và đẹp.

4. Đồng và hợp kim của đồng

Hàn đồng và hợp kim đồng dễ xảy ra vấn đề thiếu nhiệt hạch và xuyên thủng, do đó cần sử dụng nguồn nhiệt có năng lượng tập trung và công suất lớn và sử dụng các biện pháp gia nhiệt sơ bộ; khi chiều dày của phôi mỏng hoặc độ cứng kết cấu nhỏ và không có biện pháp chống biến dạng thì hàn Sau khi hàn dễ sinh ra biến dạng lớn và khi mối hàn bị hạn chế bởi độ cứng lớn thì dễ xảy ra biến dạng. để tạo ra ứng suất hàn; khi hàn đồng và hợp kim của đồng dễ sinh ra các vết nứt do nóng; độ rỗng là một khuyết tật thường gặp khi hàn đồng và hợp kim của đồng.

5. Nhôm và hợp kim nhôm

Nhôm và hợp kim nhôm là những vật liệu có độ phản chiếu cao. Khi hàn nhôm và các hợp kim của nó, độ hòa tan của hydro trong nhôm tăng mạnh khi nhiệt độ tăng. Hydro hòa tan trở thành nguồn gốc của các khuyết tật trong mối hàn, và có nhiều lỗ rỗng trong mối hàn. , và chân răng có thể bị rỗng trong quá trình hàn xuyên sâu, và sự hình thành hạt hàn kém.

Các vấn đề cần chú ý khi hàn bằng máy hàn laser

1. Lựa chọn đúng công suất máy

• Công suất máy ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hàn vật liệu dày hay mỏng.

• Gợi ý:

  • Tấm inox, thép mỏng (≤ 2mm): Máy 1000W – 1500W

  • Nhôm, đồng, titan, vật liệu dày (>3mm): Máy 2000W – 3000W trở lên

2. Điều chỉnh tốc độ và độ hội tụ phù hợp

• Tốc độ hàn quá nhanh: Mối hàn yếu, không ngấu

• Tốc độ hàn quá chậm: Mối hàn bị cháy, biến dạng mép

• Độ hội tụ không chuẩn: Gây mất tập trung năng lượng, làm mối hàn không đều

=> Cần thử nghiệm và hiệu chỉnh thông số phù hợp với từng loại vật liệu.

3. Sử dụng khí bảo vệ hợp lý

• Khí bảo vệ thường dùng: Argon, Nitrogen, hoặc hỗn hợp khí trơ.

• Vai trò: Ngăn oxy hóa mối hàn, giữ mối hàn sáng bóng, bền chắc.

• Lưu ý:

  • Hướng thổi khí cần đúng chiều

  • Không nên để áp suất khí quá thấp hoặc quá mạnh (dễ bắn tóe)

4. Chuẩn bị bề mặt vật liệu

• Bề mặt vật liệu phải sạch sẽ, không rỉ sét, không dầu mỡ hoặc lớp phủ sơn.

• Có thể sử dụng máy làm sạch laser hoặc hóa chất chuyên dụng trước khi hàn.

5. An toàn khi vận hành

• Tia laser có thể gây tổn thương mắt và da, cần sử dụng kính bảo hộ chuyên dụng.

• Khu vực hàn nên được che chắn bằng buồng bảo vệ hoặc cabin an toàn.

• Vận hành bởi kỹ thuật viên được đào tạo, tránh điều chỉnh sai thông số gây lỗi kỹ thuật.

 

Công nghệ hàn laser là giải pháp hiện đại, chính xác và hiệu quả cho nhiều loại vật liệu kim loại và một số vật liệu nhựa. Tuy nhiên, mỗi vật liệu lại có những đặc điểm riêng cần lưu ý trong quá trình hàn để đảm bảo mối hàn bền, đẹp và không xảy ra lỗi kỹ thuật.

Do đó, việc lựa chọn máy hàn laser phù hợp, thiết lập thông số chuẩn, và đào tạo nhân sự chuyên môn là điều bắt buộc nếu doanh nghiệp muốn ứng dụng hàn laser vào sản xuất một cách tối ưu và lâu dài.