I. Phân loại theo loại Laser
1. Máy hàn Laser Fiber
Tính năng kỹ thuật: Sử dụng sự dẫn truyền sợi quang-cho chùm tia laze, có chất lượng chùm tia tuyệt vời (M²<1.5) and a photoelectric conversion rate of over 30%, consuming only 1/3 of the energy of traditional YAG lasers. The spot diameter can be precisely controlled between 0.1-0.6mm, with a weld depth-to-width ratio of up to 5:1 or more, making it particularly suitable for welding 0.1-5mm thin plates.
Ưu điểm ứng dụng:
Kích thước nhỏ gọn (chỉ bằng 1/5 thể tích của tia laser CO₂) và khả năng truyền-khoảng cách xa qua cáp quang (lên tới 200 mét), tạo điều kiện tích hợp vào các máy trạm rô-bốt.
Hỗ trợ hoạt động ổn định liên tục 24 giờ với chi phí bảo trì thấp (phí bảo trì hàng năm thấp hơn 60% so với laser CO₂), lý tưởng để sản xuất hàng loạt các bộ phận ô tô, thiết bị điện tử 3C, v.v.
Trường hợp ví dụ: Máy hàn sợi liên tục của Haiwei Laser đạt tốc độ hàn 200mm/phút khi hàn mô-đun pin năng lượng mới, với độ bền kéo của mối hàn đạt 95% vật liệu cơ bản.
2. Máy hàn Laser CO₂
Tính năng kỹ thuật: Phát ra ở bước sóng 10,6μm, có khả năng hấp thụ cao bởi các vật liệu phi kim loại, cho phép hàn xuyên sâu (độ sâu xuyên thấu lên tới 20 mm). Laser CO₂ dòng chảy chéo có thể đạt công suất 30kW, thích hợp để hàn các tấm dày từ 10 mm trở lên; loại dòng chảy nhanh dọc trục-có chất lượng chùm tia cao (chế độ điểm TEM00) vượt trội để hàn chính xác.
Hạn chế ứng dụng:
Thiết bị cồng kềnh (diện tích vượt quá 10m2) đòi hỏi hệ thống làm mát bằng nước phức tạp, với mức đầu tư ban đầu cao hơn 40% so với laser sợi quang.
High reflectivity of metal materials (e.g., aluminum reflectivity >90%), đòi hỏi phải xử lý trước bề mặt để cải thiện khả năng hấp thụ, tăng độ phức tạp của quy trình.
Kịch bản điển hình: Thân màu trắng của ô tô 拼焊 (ví dụ: WISCO sử dụng tia laser CO₂ dòng chảy chéo 8kW- cho các tấm thép 6 mm), hàn thành phần cấu trúc hợp kim titan hàng không vũ trụ.
3. Máy hàn Laser đĩa
Tính năng kỹ thuật: Sử dụng phương tiện khuếch đại hình đĩa-, có diện tích tản nhiệt lớn hơn 10 lần so với laze dạng que truyền thống, cho phép công suất-cực cao đạt 24kW và chất lượng chùm tia (BPP) Nhỏ hơn hoặc bằng 4mm·mrad. Các mô hình bước sóng xanh (515nm) giải quyết vấn đề bắn tóe trong hàn đồng, tăng độ bền kéo của mối hàn lên 30%.
Ứng dụng đột phá:
Đạt được độ xuyên thấu 3 mm trong hàn thanh cái đồng, nhanh hơn 50% so với laser sợi quang truyền thống, được áp dụng trong các kết nối gói pin xe năng lượng mới.
Hỗ trợ xử lý xung siêu ngắn (picosecond/femtosecond) để hàn chính xác nano-vi mô, thích hợp cho ống thông y tế, thiết bị MEMS, v.v.
II. Phân loại theo chế độ hàn
1. Máy hàn Laser liên tục
Đặc điểm quy trình: Mật độ năng lượng Lớn hơn hoặc bằng 10⁶W/cm², tỷ lệ chiều sâu mối hàn-trên-chiều rộng lên tới 10:1, phù hợp với các tấm dày-trung bình (3-20 mm). Trong hàn kết cấu thân xe ô tô, tốc độ đạt 5m/phút, nhanh gấp 3 lần so với hàn hồ quang truyền thống.
Hạn chế kỹ thuật: Nhiệt lượng đầu vào cao dễ gây ra độ xốp khi hàn hợp kim nhôm (tỷ lệ độ xốp lên tới 5%), cần cải tiến bằng cách bổ sung dây phụ hoặc công nghệ chùm tia kép.
2. Máy hàn xung Laser
Ưu điểm của quy trình: Công suất cực đại lên tới 10⁸W, độ rộng xung 5-20ms, thích hợp hàn điểm các tấm mỏng 0,05-2mm. Trong hàn linh kiện điện tử, vùng ảnh hưởng nhiệt Nhỏ hơn hoặc bằng 0,2mm sẽ tránh được hư hỏng do quá nhiệt của chip.
Nút thắt hiệu quả: Tốc độ hàn chậm hơn (50-100 điểm/phút), chi phí thiết bị cao hơn 20% so với loại liên tục, chủ yếu được sử dụng trong xử lý chính xác lô nhỏ cho các thiết bị y tế, đồ trang sức, v.v.
III. Phân loại theo chức năng ứng dụng
1. Máy hàn Laser cầm tay
Thiết kế linh hoạt:
Trọng lượng đầu súng<1.5kg, supporting 360° arbitrary-angle welding, ideal for on-site repair of large outdoor components (e.g., bridges, pressure vessels).
Tích hợp chức năng làm sạch laser (công suất 50-200W) loại bỏ oxit bề mặt trước khi hàn, giảm độ rỗ khí xuống<1%.
Đổi mới kỹ thuật: Máy cầm tay ba{0}}trong{1} một của Han's Yueming tích hợp các chức năng hàn, làm sạch và đánh dấu, cài đặt trước thông số qua màn hình cảm ứng, cho phép người lao động bình thường vận hành trong vòng 1 giờ.
2. Máy hàn Laser Robot
Tính năng thông minh:
Được trang bị hệ thống hướng dẫn trực quan (độ chính xác ± 0,05mm) để tự động nhận dạng vị trí mối hàn và điều chỉnh thích ứng đường đi khi hàn bề mặt cong phức tạp.
Giám sát dữ liệu theo thời gian thực-ghi lại hơn 20 thông số (dòng hàn, nhiệt độ, v.v.) để truy xuất nguồn gốc chất lượng và tối ưu hóa quy trình, tăng năng suất lên 99,5%.
Ứng dụng điển hình: Nhà máy ở Thượng Hải của Tesla sử dụng máy hàn laser rô-bốt KUKA để hàn hoàn toàn tự động 7,{1}} điểm trên thân Model 3, rút ngắn chu kỳ sản xuất xuống còn 3 phút/chiếc.
IV. Kịch bản đặc biệt-Mô hình chuyên dụng
1. Máy hàn khuôn Laser
Sửa chữa chính xác:
Đường kính điểm 0,2{2}}2mm, độ sâu hàn 0,1-3mm, sửa chữa các khuyết tật nhỏ (lỗ cát, sứt mẻ) trong khuôn, có độ nhám bề mặt sau sửa chữa Ra Nhỏ hơn hoặc bằng 0,8μm.
Hàn không tiếp xúc đảm bảo vùng chịu ảnh hưởng nhiệt Nhỏ hơn hoặc bằng 0,5mm, tránh biến dạng khuôn chính xác (biến dạng<0.01mm).
Khả năng tương thích vật liệu: Hỗ trợ các loại thép khuôn (S136, H13) và đồng berili, đồng đỏ, v.v., khuôn đã sửa chữa có tuổi thọ 80% so với khuôn mới.
2. Máy hàn Laser cảm biến
Hiệu suất niêm phong:
Hàn kín laser xung với chiều rộng mối hàn 0,1-0,3mm và độ kín khí lên tới 1×10⁻⁹Pa·m³/s, đáp ứng yêu cầu bịt kín cho cảm biến dưới nước (độ sâu 1.000m nước).
Nhiệt độ phôi gia tăng<5℃ during welding prevents performance drift of internal sensor components (e.g., MEMS chips).
Xác thực quy trình: Thiết bị dòng WS của Jinmi Laser đạt được cường độ hàn Lớn hơn hoặc bằng 90% vật liệu cơ bản và tỷ lệ khuyết tật<0.1% in temperature sensor welding.
V. Xu hướng kỹ thuật và đề xuất lựa chọn
Nâng cấp thông minh: Máy hàn laze thế hệ-mới thường tích hợp thuật toán AI. Ví dụ: tia laser TruDisk của Trumpf dự đoán trạng thái bể nóng chảy thông qua máy học và tự động điều chỉnh các thông số nguồn điện, giảm 40% thời gian gỡ lỗi thủ công.
Sản xuất xanh: Laser sợi quang tiêu thụ năng lượng ít hơn 60% so với laser CO₂ và không cần khí bảo vệ (He, N₂), giảm 30% chi phí vận hành toàn diện.
Điểm lựa chọn chính:
Thick plate welding (>5mm): Ưu tiên laser CO₂ hoặc laser đĩa để có độ xuyên thấu và chi phí cân bằng.
Gia công chính xác (<0.5mm): Máy hàn laser sợi xung được ưa chuộng hơn để đảm bảo tác động nhiệt thấp.
Dây chuyền sản xuất tự động: Máy hàn laser rô-bốt có hệ thống thị giác cho phép vận hành-không cần người lái toàn bộ quy trình, nâng cao tính ổn định trong sản xuất.