Máy hàn Laser là gì? Công nghệ hàn Laser và những điều bạn chưa biết!

Trong những năm gần đây, sử dụng máy hàn laser đang là giải pháp mới trong gia công chế tạo tấm mỏng. Tuy nhiên, công nghệ hàn laser tiên tiến bậc nhất này vẫn còn khá mới tại Việt Nam, nên nhiều doanh nghiệp vẫn còn đắn đo trước khi quyết định đầu tư. Vậy “hàn Laser là gì? Máy hàn Laser là gì? “. 

Cùng Weldcom tìm hiểu mọi thông tin về máy hàn Laser từ định nghĩa, cấu tạo, nguyên lý, công nghệ,…của phương pháp hàn bằng laser này trong bài viết sau nhé!

1. Hàn Laser là gì?

Phương pháp hàn laser là áp dụng năng lượng cao của mạch xung tia laser, trên vật liệu tiến hành tăng nhiệt cục bộ trên khu vực vô cùng nhỏ, thông qua năng lượng phản xạ chiếu sáng của tia laser dẫn đến khuếch tán bên trong vật liệu sau khi vật liệu bị làm nóng chảy. Và khi vật liệu bị nóng chảy đông cứng lại tạo thành mối hàn đó chính là đã đạt được mục đích của hàn nối.

2. Máy hàn laser là gì?

Máy hàn Laser là thiết bị sử dụng nguồn năng lượng laser sợi quang để hàn các vật liệu là kim loại như: sắt, thép, inox, nhôm.. Đem lại hiệu quả chất lượng hơn hẳn so với các phương pháp hàn kim loại khác. Công nghệ hàn bằng tia Laser sẽ cho tốc độ hàn nhanh, mạch hàn chính xác, sáng và sạch hơn so với hàn mig/tig.

Tham khảo: Máy hàn điện tử Weldcom

3. Cấu tạo máy hàn laser

Cấu tạo máy hàn Laser gồm 5 phần chính:

• Nguồn hàn Laser: Đây là bộ phận quan trọng nhất, tạo ra chùm tia laser mạnh mẽ để thực hiện quá trình hàn. Nguồn hàn laser chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng ánh sáng để tạo ra tia laser.
• Bộ làm mát: Máy hàn laser tạo ra rất nhiều nhiệt trong quá trình hoạt động. Bộ làm mát giúp duy trì nhiệt độ ổn định, tránh làm hỏng các bộ phận của máy hàn laser và đảm bảo hiệu suất hoạt động liên tục.
• Mỏ/Súng hàn laser: Đây là bộ phận thực hiện quá trình hàn. Mỏ hàn laser sẽ tập trung tia laser vào điểm cần hàn và điều khiển hướng tia để đảm bảo mối hàn chính xác.
• Bộ điều khiển: Bộ điều khiển giúp vận hành máy, điều chỉnh cường độ tia laser, tốc độ hàn và các thông số khác để đảm bảo quá trình hàn đạt chất lượng tốt nhất.
• Phụ kiện hàn Laser: Bao gồm các công cụ như lăng kính, bép và các bộ phận hỗ trợ khác giúp tối ưu hóa quá trình hàn và tăng tuổi thọ cho máy hàn laser.

Thiết bị dụng cụ cơ bản của hàn laser: Ngoài các bộ phận trên như bép hàn, súng/mỏ hàn, bộ điều khiển thì máy hàn laser cầm tay còn có các phụ kiện đi kèm máy. Các phụ kiện như bép hàn laser, kính bảo vệ, van giảm áp. Bép hàn laser được sử dụng gắn vào mỏ hàn để điều chỉnh các chùm tia laser.

4. Nguyên lý hoạt động của máy hàn bằng laser

Nguyên lí hoạt động của máy hàn laser dựa trên nguyên lý sử dụng năng lượng của chùm tia sáng đơn sắc ở mật độ siêu cao. Chùm tia này có tác dụng là nóng chảy mép hàn và sau đó kết tinh, sau đó chúng ta sẽ thu được mối hàn hoàn chỉnh.

4.1. Công nghệ hàn Laser

Công nghệ hàn laser hoạt động dựa trên nguyên lý sinh nhiệt của nguồn laser. Các nguồn laser khác nhau phù hợp với các loại vật liệu khác nhau và các tính chất lý hóa của chúng.

Do đó, khi chùm tia laser có năng lượng cao được hội tụ vào một điểm của tấm kim loại, nó sẽ tạo ra các đường nối hoàn hảo trên các tấm kim loại mỏng mà không bị biến dạng ở tốc độ cao tại vị trí đó.

Độ sâu của mối hàn được quản lý bằng các phương pháp hàn khác nhau và thay đổi tương ứng. Quá trình này diễn ra tại đường nối của hai kim loại hoặc vật liệu cần hàn với nhau. Tuy nhiên, có nhiều phương pháp hàn laser tùy thuộc vào loại, độ dày và chất lượng của vật liệu được hàn.

4.2. Phương pháp hàn bằng Laser

Có nhiều phương pháp hàn laser được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau. Cùng tham khảo kỹ thuật hàn laser (tụ thể là hàn dẫn) để bạn có thể hiểu rõ hơn về quá trình thực hiện nhé!

Hàn dẫn là một phương pháp cung cấp cho bạn một mối hàn rộng mà nông. Hàn dẫn được phân làm 2 phương pháp:

Phương pháp 1: Gia nhiệt trực tiếp

Phương pháp gia nhiệt trực tiếp sử dụng sự dẫn nhiệt từ nguồn nhiệt. Sau đó, dẫn đến sự nóng chảy của vật liệu cơ bản và cuối cùng tạo nên mối hàn với vật liệu khác.

Phương pháp 2: Truyền năng lượng

So sánh, phương pháp truyền năng lượng hơi khác một chút và sử dụng vật liệu trung gian dẫn nhiệt từ nguồn đến mối hàn. Thông thường, mực hấp thụ hoạt động giống như vật liệu trung gian để truyền năng lượng.

Tương tự, các khớp đối đầu cũng có thể thực hiện được bằng cách hướng nhiệt năng vào một góc của khớp.

• Cơ chế dẫn/ thâm nhập: Cơ chế này hoạt động dựa trên năng lượng trung bình và tạo ra lỗ sâu hơn phương pháp dẫn điện nhưng nông hơn phương pháp xuyên thấu.
• Cơ chế hàn thâm nhập hoặc lỗ khóa: Một cách khác để hàn bằng cách sử dụng tia laser là sử dụng phương pháp lỗ khóa. Phương pháp này tập trung chùm tia laser vào vật liệu và tạo ra nhiệt xuyên sâu.

Do đó, một lỗ được tạo ra tại chỗ bằng phương pháp này. Lỗ này sau đó được lấp đầy bởi hơi kim loại tạo thành vật liệu liên kết với kim loại kia. Do đó, kết quả của mối hàn tạo ra tỷ lệ chiều sâu và chiều rộng lớn và tạo ra các mối hàn chặt chẽ có độ bền cao.

5. Ứng dụng của công nghệ hàn Laser

Hàn laser ngày càng trở nên quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Từ sản xuất công nghiệp cho đến y tế và chế tác trang sức, công nghệ hàn laser mang lại hiệu quả cao với độ chính xác tuyệt đối. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật của công nghệ hàn laser:

Ngành trang sức

• Trong ngành công nghiệp trang sức, hàn laser được sử dụng để chế tạo các bộ phận phức tạp và tinh xảo từ các vật liệu khác nhau.
• Nhờ vào khả năng hàn chính xác và tối ưu, hàn laser giúp kết hợp các vật liệu như vàng, bạc hoặc kim loại quý với độ mỏng và tinh tế, tạo ra sản phẩm trang sức chất lượng cao.

Công nghiệp ô tô

• Hàn laser đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô. Theo twi-global thì khoảng 15% quy trình sản xuất liên quan đến công nghệ hàn này.
• Hàn CO2 được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bánh răng, bộ phận truyền động, tàu điện. Công nghệ hàn laser giúp tạo ra mối hàn hình tròn và hình khuyên chính xác, nâng cao hiệu quả sản xuất và tiết kiệm chi phí.
• Hàn laser Nd: YAG còn có ứng dụng lớn trong việc gia công các chi tiết thân vỏ và kết cấu của ô tô, nhờ vào tốc độ nhanh chóng, độ chính xác cao và chi phí thấp.

Ngành y tế

• Trong y tế, hàn laser chủ yếu được dùng để hàn các kim loại khác nhau, đặc biệt trong việc chế tạo các dụng cụ y tế phức tạp.
• Các bộ phận điện tử trong các thiết bị y tế, kết hợp với các chất bán dẫn, cần được hàn chính xác để đảm bảo chức năng hoạt động. Kim loại như thép không gỉ, hợp kim Titan, và các vật liệu cứng khác thường được sử dụng trong các thiết bị y tế.
• Hàn laser đảm bảo mối hàn kín, an toàn cho sức khỏe bệnh nhân, đồng thời đảm bảo hiệu quả trong việc sản xuất các thiết bị y tế như máy tạo nhịp tim, AED, và máy bơm thuốc.

6. Phân loại máy hàn Laser

Thị trường hiện nay có rất nhiều dòng máy hàn laser và được phân loại theo chức năng hàn khác nhau.

Hãy bắt đầu xác định máy hàn laser theo các loại khác nhau:

6.1. Phân loại máy hàn laser dựa trên loại laser

Laser xung

• Cơ chế laser xung rất lý tưởng cho các kim loại có bản chất nhẹ và có độ dày thấp. Do đó, tia laser xung tạo ra sự tiếp xúc không liên tục trên bề mặt kim loại.
• Giữ cho nó an toàn không bị cháy hoặc chảy. Hơn nữa, kiểu hàn laser này lý tưởng để hàn các tấm kim loại, dao cạo, đồ trang sức, và thậm chí cả các bộ phận như ốc vít.

Tia laser liên tục

• Tia laser liên tục lý tưởng để hàn trên các bộ phận có độ dày cao và bền. Hơn nữa, công nghệ hàn laser này cũng tốt cho các kim loại bề mặt chịu lửa.
• Kiểu hàn bằng laser này tuy tốn kém hơn kiểu hàn xung nhưng về lâu dài sẽ tiết kiệm được nhiều chi phí và nhân công cho bạn.

6.2. Phân loại máy hàn laser dựa trên nguồn laser

Hiện nay, có ba loại nguồn laser chính được sử dụng cho máy hàn laser đó là : Laser Fiber, laser CO2 và laser Nd: YAG.

Mỗi nguồn laser này có lợi ích riêng và phù hợp với các loại vật liệu hàn khác nhau.

• Máy hàn sợi quang (Laser Fiber): Máy hàn laser sợi quang, hay còn gọi là Máy hàn Laser Fiber rất lý tưởng để làm việc trên các bộ phận kim loại. Hơn nữa, nó mang lại độ tin cậy và hiệu quả cao. Theo ước tính, độ chính xác của máy hàn laser sử dụng sợi quang là gần 25%.
• Máy hàn Laser CO2: Máy hàn laser CO2 có thể cung cấp chùm tia hàn liên tục lớn tạo ra mối hàn hiệu quả và bền. Nó có thể dễ dàng xuyên qua kim loại và bề mặt phi kim loại.
• Máy hàn Laser YAG: Các máy laser Nd: YAG tiết kiệm năng lượng hơn so với các máy hàn laser sợi quang. Tuy nhiên, có một số ứng dụng nhất định như khả năng điều khiển laser lớn hơn mà bạn không thể đạt được với các loại nguồn laser khác.

Tóm lại, bạn sẽ nhận thấy có rất nhiều loại máy hàn laser, công nghệ và nguồn. Bạn sẽ phải quyết định loại máy hàn laser nào sẽ phù hợp với doanh nghiệp của bạn nhất.

7. Ưu – nhược điểm phương pháp hàn laser

Công nghệ hàn laser sở hữu những ưu điểm vượt trội như:

• Tốc độ hàn bằng laser và năng suất: Nhanh gấp 5-10 lần hàn TIG thông thường, hiệu suất cao
• Vật liệu bổ sung: Không cần bù hoặc bù ít vật liệu bổ sung
• Xử lý mối hàn sau khi hàn laser: Giảm bọt khí trong mối hàn tới mức thấp nhất
• Tổn hao năng lượng: Cho liên kết hàn có biến dạng cực nhỏ do năng lượng tập trung, tổn hao năng lượng thấp
• Chất lượng mối hàn bằng laser: Chất lượng mối hàn vượt trội, tính thẩm mỹ cao, sáng, bóng đẹp, độ chính xác cao
• Chi phí nhân công: Tiết kiệm 40% chi phí nhân công, tối ưu hóa chi phí sản xuất
• Chi phí khấu hao thiết bị: Giảm chi phí khấu hao đáng kể
• Nguồn hàn Laser: Laser Raycus chính hãng, phân phối độc quyền bởi Weldcom, bảo hành 24 tháng
• Tính vận hành: Dễ dàng thao tác, không cần tay nghề cao

Nhược điểm của phương pháp hàn laser:

• Giá thành và chi phí đầu tư cao.
• Tốc độ làm nguội nhanh nên các mối hàn laser có nguy cơ rỗ khí và bị giòn.
• Trong quá trình hàn máy sẽ sản sinh ra bức xạ điện từ, cần trang bị đầy đủ đồ bảo hộ cho kỹ sư hàn.

8. Hướng dẫn sử dụng máy hàn bằng laser

Sở hữu nhiều tính năng và ưu điểm nổi bật, máy hàn laser hiện đang được đông đảo cộng đồng đam mê cơ khí yêu thích và đón nhận.

Tuy nhiên, nhiều người có quan ngại rằng với thiết bị tiên tiến này cần đòi hỏi nhiều kiến thức cũng như kinh nghiệm vận hành.

Dưới đây là Video cách làm chủ máy hàn laser Weldcom, một sản phẩm uy tín và dễ dàng sử dụng nhất trên thị trường hiện nay.

Xem thêm: Hướng dẫn sử dụng máy hàn laser

9. Một số lưu ý khi tiến hành hàn bằng Laser

• Sử dụng máy hàn laser nhiều với công suất lớn sẽ hao tổn mực nước làm mát gây nóng máy. Bởi vậy, hãy luôn kiểm tra và đảm bảo mức nước làm mát nằm trong vùng xanh, nên dùng nước cất 2 lần để làm mát.
• Trước khi sử dụng máy hàn laser, bạn hãy tăng thông số thời gian xả khí trước khi hàn và sau khi hàn để bảo vệ thấu kính trên súng hàn Quilin.
• Sau mỗi ca làm việc, bạn hãy kiểm tra lăng kính bảo vệ trên súng hàn để đảm bảo thấu kính sạch không bị tạp chất hay bụi bẩn bám lên. Trường hợp nếu thấu kính bị bẩn, tuyêt đối sử dụng tay hay khăn bẩn để vệ sinh.
• Dùng đúng bép hàn với các dạng liên kết mà bạn đang sử dụng hàn bằng laser.
• Để đảm bảo đường hàn đẹp và có độ chính xác cao, bạn nên kiểm tra bộ cấp dây hàn bao gồm con lăn đẩy dây và bép bù phù hợp với đường kính dây.

Với bài biết của Weldcom trên đây đã cung cấp đầu đủ các thông tin từ định nghĩa hàn laser là gì, máy hàn laser là gì, cấu tạo & nguyên lý của máy hàn laser, ưu và nhược điểm của hàn bằng laser,… đến phân loại và ứng dụng của công nghệ hàn này.

Hi vọng bài viết sẽ giúp bạn chọn được một máy hàn laser phù hợp nhu cầu. Nếu chưa chọn được sản phẩm ưng ý, bạn có thể tham khảo máy hàn Laser Weldcom với hiệu suất cao, tiết kiệm thời gian nhanh gấp 5-10 lần hàn thông thường và tối ưu tới 40% chi phí nhân công, được ứng dụng rộng rãi trong các ngành gia công tấm mỏng.

>>> Nhận báo giá máy hàn Laser mini cầm tay chính hãng: Tại đây