Công nghệ hàn laser là công nghệ tổng hợp tích hợp công nghệ laser, công nghệ hàn, công nghệ tự động hóa, công nghệ vật liệu, công nghệ chế tạo cơ khí và thiết kế sản phẩm. Cuối cùng, nó không chỉ là một bộ thiết bị đặc biệt hoàn chỉnh mà còn là một quá trình hỗ trợ. Là một phần quan trọng của công nghệ sản xuất tiên tiến, công nghệ hàn laser có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong ngành sản xuất hàng không trong tương lai. Hướng phát triển của công nghệ hàn laser chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
1, hàn laser điền đầy dây
Nói chung, dây hàn không cần thiết trong hàn laser, nhưng khe hở lắp ráp của mối hàn rất cao, đôi khi khó đảm bảo trong sản xuất thực tế, điều này làm hạn chế phạm vi ứng dụng của nó. Hàn laser với dây hàn có thể làm giảm đáng kể các yêu cầu về khe hở lắp ráp. Ví dụ, đối với một tấm hợp kim nhôm có độ dày 2mm, nếu không sử dụng dây phụ, khe hở tấm phải bằng 0 để có được hình dạng tốt, chẳng hạn như dây hàn φ 1,6mm làm kim loại phụ có thể đảm bảo hình thành mối hàn tốt ngay cả khi khoảng cách được tăng lên 1,0mm. Ngoài ra, dây phụ còn có thể điều chỉnh thành phần hóa học hoặc thực hiện hàn nhiều lớp bản dày.
2,Hàn tia laser quay
Phương pháp quay chùm tia laze để hàn cũng có thể làm giảm đáng kể yêu cầu lắp ráp mối hàn và căn chỉnh chùm tia. Ví dụ, khi thép tấm hợp kim cường độ cao dày 2mm được gia công, khe hở lắp ghép đối đầu cho phép tăng từ 0,14mm lên 0,25mm; Đối với tấm dày 4mm, nó tăng từ 0,23mm đến 0,30mm. Sai số căn chỉnh cho phép giữa tâm dầm và tâm mối hàn tăng từ 0,25mm lên 0,5mm.
3, Phát hiện và kiểm soát trực tuyến chất lượng hàn laser
Sử dụng tín hiệu ánh sáng, âm thanh và điện tích của plasma để phát hiện quá trình hàn laser đã trở thành điểm nóng nghiên cứu trong và ngoài nước trong những năm gần đây, và một số kết quả nghiên cứu đã đạt đến mức độ kiểm soát vòng kín. Các cảm biến được sử dụng trong hệ thống phát hiện và kiểm soát chất lượng hàn laser và các chức năng của chúng được giới thiệu ngắn gọn như sau:
(1) Cảm biến giám sát plasma
1) Cảm biến quang Plasma (PS): chức năng của nó là thu tín hiệu tia cực tím ánh sáng đặc trưng của plasma.
2) Cảm biến điện tích plasma (PCS): sử dụng vòi phun làm đầu dò để phát hiện sự chênh lệch điện thế giữa vòi phun và phôi do sự khuếch tán không đồng đều của các hạt mang điện plasma (ion dương và electron).
(2) Chức năng hệ thống
1) Xác định chế độ của quá trình hàn laser. Quá trình hàn xuyên sâu ổn định với plasma và tín hiệu PS và PCS mạnh;
Quá trình hàn dẫn nhiệt ổn định, không tạo ra plasma, và tín hiệu PS và PCS gần như bằng 0;
Trong quá trình hàn không ổn định ở chế độ, plasma được tạo ra và biến mất không liên tục, và các tín hiệu PS và PCS tăng và giảm không liên tục theo đó.
2) Chẩn đoán xem công suất laser truyền đến vùng hàn có bình thường không. Khi các thông số khác chắc chắn, cường độ của tín hiệu PS và PCS tương ứng với sự cố nguồn điện đối với khu vực hàn. Do đó, bằng cách theo dõi tín hiệu PS và PCS, chúng ta có thể biết liệu hệ thống đèn dẫn có bình thường hay không và nguồn điện trong khu vực hàn có dao động hay không.
3) Theo dõi chiều cao vòi phun tự động. Tín hiệu PC giảm khi khoảng cách phôi vòi phun tăng lên. Sử dụng Luật này để điều khiển vòng kín có thể đảm bảo rằng khoảng cách giữa vòi phun và phôi không thay đổi và nhận ra tự động theo dõi hướng chiều cao.
4)Tự động tối ưu hóa vị trí lấy nét và điều khiển vòng kín. Trong phạm vi hàn xuyên sâu, khi vị trí tiêu điểm chùm dao động, tín hiệu quang plasma mà PS nhận được cũng thay đổi, và tín hiệu PS tại vị trí tiêu điểm tốt nhất (lúc này lỗ sâu nhất) là nhỏ nhất. Theo luật này, có thể thực hiện việc tối ưu hóa tự động và điều khiển vòng kín của vị trí lấy nét, sao cho dao động của vị trí lấy nét nhỏ hơn 0,2mm và dao động của độ sâu xuyên nhỏ hơn 0,05mm.
Bản tóm tắt:
Trong khi công nghệ hàn laser được sử dụng rộng rãi, người ta cũng tiếp tục tiến hành các nghiên cứu chuyên sâu về nó. Theo quan điểm của những thiếu sót của nó, hiệu suất gia nhiệt của các nguồn nhiệt khác được sử dụng để cải thiện sự gia nhiệt của tia laser tới phôi. Trên cơ sở duy trì các ưu điểm của quá trình gia nhiệt bằng tia laser, tia laser và các nguồn nhiệt khác được sử dụng để hàn nguồn nhiệt hỗn hợp, chủ yếu là tia laser và hồ quang, tia laze và hồ quang plasma Tia laser và nguồn nhiệt cảm ứng hàn lai, và hàn chùm tia laze đôi. Hàn hợp chất có thể làm tăng độ ngấu của mối hàn, cải thiện hiệu suất của mối nối, giảm chi phí thiết bị cũng như cải thiện tốc độ và năng suất hàn. Tóm lại, hàn laser có hiệu quả sản xuất cao, chất lượng gia công ổn định và đáng tin cậy, mang lại lợi ích kinh tế và xã hội tốt. Trong thời đại vô tận và cập nhật liên tục các thiết bị mới, vật liệu mới, công nghệ mới và quy trình mới, các nhà sản xuất không chỉ hiểu rõ các đặc tính, ưu điểm và yêu cầu của hàn laser mà còn phải nhận ra nhiều cải tiến và xu hướng tương lai trong lĩnh vực này. Chỉ bằng cách này, họ mới có thể nắm bắt được xu hướng phổ biến của công nghệ và luôn đi đầu thời đại.