Trong hệ thống thiết bị máy hàn laser, mỏ hàn laser đóng vai trò then chốt, là nơi hội tụ tinh hoa của công nghệ hàn hiện đại. Khác biệt hoàn toàn với các mỏ hàn truyền thống, mỏ hàn laser không chỉ thực hiện chức năng tạo ra nhiệt lượng cục bộ cực lớn để làm nóng chảy và liên kết vật liệu, mà còn được thiết kế để đảm bảo sự ổn định, linh hoạt, an toàn trong quá trình hàn.
Nội dung bài viết
Mỏ hàn laser là gì?
Mỏ hàn laser là một thiết bị công nghiệp sử dụng năng lượng tập trung từ tia laser để làm nóng chảy và liên kết các vật liệu. Khác với các phương pháp hàn truyền thống, hàn laser tạo ra một chùm tia sáng tập trung có mật độ năng lượng cực cao, giúp tạo ra nhiệt độ cục bộ rất lớn tại điểm hàn.
Nguyên lý hoạt động cơ bản của mỏ hàn laser dựa trên việc tập trung chùm tia laser cường độ cao vào một điểm nhỏ trên bề mặt vật liệu cần hàn. Năng lượng từ tia laser sẽ được chuyển hóa thành nhiệt năng, làm nóng chảy cục bộ vật liệu tại điểm đó. Khi vật liệu nguội đi, nó sẽ liên kết với vật liệu khác tạo thành mối hàn.
Mỏ hàn laser có phải súng hàn laser không?
Về cơ bản, mỏ hàn laser và súng hàn laser là 2 thiết bị hoặc bộ phận trong cùng hệ thống máy hàn laser.
– Mỏ hàn laser:
+ Thường được dùng để chỉ phần đầu của thiết bị, nơi tia laser được tập trung và phát ra để thực hiện quá trình hàn.
+ Có thể là một bộ phận cố định hoặc gắn liền với hệ thống, đặc biệt trong các máy hàn laser công nghiệp cố định.
+ Thường được dùng để chỉ thiết bị cầm tay, đặc biệt trong các máy hàn laser cầm tay.
+ Nhấn mạnh tính di động và khả năng thao tác của thiết bị.
Do đó, có thể hiểu rằng súng hàn Laser bao gồm cả mỏ hàn Laser trong đó.
Ưu điểm của mỏ hàn laser
Mỏ hàn laser mang lại nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp hàn truyền thống, khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên trong nhiều ngành công nghiệp. Dưới đây là những ưu điểm nổi bật:
1/ Độ chính xác cao:
– Tia laser tập trung tạo ra điểm hàn rất nhỏ, cho phép hàn các chi tiết cực kỳ nhỏ và phức tạp.
– Điều khiển bằng máy tính giúp định vị và điều chỉnh tia laser với độ chính xác cao.
2/ Vùng ảnh hưởng nhiệt nhỏ (HAZ):
– Nhiệt lượng tập trung cao và thời gian tác động ngắn giúp giảm thiểu vùng ảnh hưởng nhiệt, hạn chế biến dạng và thay đổi tính chất vật liệu.
– Điều này đặc biệt quan trọng khi hàn các chi tiết nhạy cảm với nhiệt.
3/ Tốc độ hàn nhanh:
– Năng lượng tập trung cao cho phép hàn với tốc độ cao hơn so với các phương pháp truyền thống.
– Tăng năng suất sản xuất và giảm thời gian gia công.
4/ Chất lượng mối hàn tốt:
– Mối hàn có độ ngấu sâu, độ bền cao và tính thẩm mỹ cao.
– Giảm thiểu sự xuất hiện của các khuyết tật mối hàn.
5/ Khả năng hàn các vật liệu khó hàn:
– Hàn được nhiều loại vật liệu khác nhau, bao gồm cả các vật liệu có độ nóng chảy khác nhau và các vật liệu khó hàn bằng phương pháp truyền thống.
– Hàn được các chi tiết có độ dày rất mỏng.
6/ Tính linh hoạt và tự động hóa:
– Dễ dàng tích hợp vào các hệ thống tự động hóa.
– Có thể hàn các chi tiết có hình dạng phức tạp và vị trí khó tiếp cận.
– Có thể hàn được với các loại vật liệu khác nhau và những chi tiết có hình thù rất phức tạp.
7/ Giảm thiểu biến dạng vật liệu:
– Nhờ có nhiệt lượng được tác động vào điểm hàn là nhỏ, nên quá trình làm biến dạng vật liệu là rất thấp.
Cấu tạo của mỏ hàn laser
Mỏ hàn laser dù có nhiều biến thể khác nhau nhưng đều có cấu tạo cơ bản để thực hiện chức năng tập trung và phát tia laser vào điểm hàn. Dưới đây là cấu tạo chung của mỏ hàn laser:
Hệ thống dẫn tia laser
– Sợi quang (Fiber optic): Đây là thành phần quan trọng, đặc biệt trong các mỏ hàn laser sử dụng nguồn laser sợi quang.
– Sợi quang có nhiệm vụ dẫn truyền tia laser từ nguồn laser đến đầu mỏ hàn.
– Ưu điểm: linh hoạt, giảm thiểu tổn thất năng lượng.
– Hệ thống quang học (Optical system): Bao gồm các gương phản xạ và thấu kính.
– Chức năng: điều chỉnh hướng và hội tụ tia laser vào điểm hàn.
– Các thấu kính được thiết kế để tập trung tia laser thành điểm nhỏ, tăng mật độ năng lượng.
Đầu mỏ hàn (Welding head)
– Bộ phận bảo vệ (Protection component): Bảo vệ các thành phần quang học khỏi bụi bẩn, khói hàn và các tác nhân gây hại khác.
– Bép hàn (Nozzle): Nơi tia laser được phát ra.
+ Có thể có các thiết kế khác nhau để điều chỉnh hình dạng và kích thước chùm tia laser.
+ Một số bép hàn có tích hợp chức năng cấp khí bảo vệ.
– Hệ thống cấp khí bảo vệ (Shielding gas system): Cung cấp khí trơ (như argon, helium) để bảo vệ mối hàn khỏi bị oxy hóa.
+ Giúp cải thiện chất lượng mối hàn.
– Hệ thống cảm biến (Sensor system): một số đầu hàn cao cấp, sẽ được trang bị hệ thống cảm biến.
+ Có thể bao gồm cảm biến khoảng cách, cảm biến nhiệt độ, hoặc camera.
+ Chức năng: giám sát và điều chỉnh quá trình hàn.
Hệ thống làm mát
– Giúp tản nhiệt cho các thành phần của đầu mỏ hàn, đặc biệt là thấu kính và bép hàn.
– Đảm bảo hoạt động ổn định của mỏ hàn.
Nguyên lý hoạt động của mỏ hàn laser
Nguyên lý hoạt động của mỏ hàn laser dựa trên việc sử dụng năng lượng tập trung từ tia laser để tạo ra nhiệt lượng cục bộ cực lớn, làm nóng chảy và liên kết các vật liệu. Dưới đây là mô tả chi tiết:
1/ Tạo ra tia laser:
– Nguồn laser (như laser sợi quang, laser CO2, laser diode) phát ra chùm tia laser.
– Quá trình này thường liên quan đến việc kích thích các nguyên tử hoặc phân tử trong môi trường laser để phát ra ánh sáng.
2/ Dẫn truyền và tập trung tia laser:
– Tia laser được dẫn truyền qua hệ thống dẫn tia, bao gồm sợi quang, gương phản xạ và thấu kính.
– Thấu kính hội tụ được sử dụng để tập trung tia laser thành một điểm nhỏ với mật độ năng lượng cực cao.
3/ Tạo nhiệt và làm nóng chảy vật liệu:
– Khi tia laser tập trung chạm vào bề mặt vật liệu, năng lượng từ tia laser chuyển hóa thành nhiệt năng.
– Nhiệt lượng cực lớn này làm nóng chảy cục bộ vật liệu tại điểm tiếp xúc.
4/ Tạo mối hàn:
– Khi vật liệu nóng chảy nguội đi, nó sẽ liên kết với vật liệu khác, tạo thành mối hàn.
– Quá trình này có thể thực hiện với hoặc không có vật liệu phụ (dây hàn), tùy thuộc vào ứng dụng.
– Khí bảo vệ sẽ được sủ dụng kèm theo quá trình hàn, nhằm bảo vệ mối hàn khỏi quá trình oxi hóa.
***Các yếu tố ảnh hưởng:
– Công suất laser: Quyết định lượng nhiệt được cung cấp.
– Tốc độ hàn: Ảnh hưởng đến lượng nhiệt truyền vào vật liệu.
– Loại khí bảo vệ: Bảo vệ mối hàn khỏi ôxi hóa.
– Khoảng cách tiêu điểm: Ảnh hưởng đến kích thước và mật độ năng lượng của điểm hàn.
– Vật liệu hàn: Các vật liệu khác nhau có tính chất hấp thụ và dẫn nhiệt khác nhau.
Ứng dụng của mỏ hàn laser
– Hàn các bộ phận thân xe, động cơ, hộp số.
– Hàn các linh kiện điện tử nhỏ, mạch in, dây dẫn.
– Hàn các chi tiết máy bay, tàu vũ trụ, động cơ phản lực.
– Hàn các thiết bị y tế, dụng cụ phẫu thuật, thiết bị cấy ghép.
– Hàn các chi tiết trang sức, chế tác đồ trang sức.
– Hàn các mối nối của pin, và các tấm pin năng lượng mặt trời.
– Sản xuất các thiết bị cần độ chính xác cao.
Mỏ hàn laser đang ngày càng trở thành một công cụ không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp. Với sự phát triển của công nghệ, hàn laser sẽ tiếp tục được cải tiến và hoàn thiện, đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của sản xuất hiện đại.
VNTECH - Đơn vị cung cấp máy móc gia công cơ khí chính hãng, uy tín, đa dạng về chủng loại, đáp ứng mọi nhu cầu sản xuất. Để được tư vấn chi tiết và nhận báo giá tốt nhất, quý khách vui lòng liên hệ theo thông tin bên dưới.
________________
THÔNG TIN LIÊN HỆ
- Địa chỉ văn phòng:
- Địa chỉ Hà Nội: Số 39 ngõ 285 đường Phúc Lợi, Phúc Lợi, Long Biên, Hà Nội
- Chi Nhánh Đà Nẵng: Lô 11, Khu A4, Nguyễn Sinh Sắc, Hoà Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng
- Chi Nhánh HCM: 43 Đường N2, KP Thống Nhất, Dĩ An, Bình Dương
- SĐT: 0984.537.333
- Email: sale@vntechcnc.vn
- Facebook: https://www.facebook.com/vntechcnc
- Website: https://thietbivntech.vn
