1. Đầu vào nhiệt
Trong hàn laser, năng lượng được cung cấp dưới dạng chùm tia laser tập trung. Năng lượng này được bề mặt kim loại hấp thụ và chuyển thành nhiệt. Số lượng củađầu vào nhiệtphụ thuộc vào một số yếu tố:
Công suất laze
Tốc độ hàn
Tiêu điểm chùm tia
Tính chất vật liệu
Công suất laser cao hơn hoặc tốc độ hàn chậm hơn sẽ làm tăng lượng nhiệt đầu vào, trong khi khả năng tập trung tốt hơn đảm bảo cung cấp năng lượng tập trung hơn. Các vật liệu khác nhau hấp thụ năng lượng laser khác nhau tùy thuộc vào độ phản xạ và độ dẫn nhiệt của chúng.
2. Sự hình thành bể nóng chảy (bể hàn)
Khi tia laser làm nóng bề mặt kim loại, nó đạt đến điểm nóng chảy và tạo thành mộthồ nóng chảy. Hình dạng và kích thước của bể nóng chảy phụ thuộc vào:
Mật độ năng lượng laser
Thời gian phơi nhiễm
Dẫn nhiệt qua vật liệu xung quanh
TRONGhàn xuyên sâu, mật độ năng lượng cao đến mức kim loại bốc hơi, tạo thành một lỗ khóa hẹp cho phép tia laser xuyên sâu hơn. TRONGhàn dẫn nhiệt, năng lượng thấp hơn và chỉ có bề mặt tan chảy mà không tạo thành lỗ khóa.
Kim loại nóng chảy chảy trong bể do sức căng bề mặt, trọng lực và áp suất giật lại do sự bay hơi của kim loại. Kiểm soát thích hợp hành vi động này là điều cần thiết để tránh các khuyết tật như độ xốp hoặc mối hàn không đều.
3. Quá trình kiên cố hóa
Sau khi chùm tia laser di chuyển ra xa, nhiệt tiêu tán và bể nóng chảy bắt đầu nguội đi vàlàm cứng lại. Quá trình hóa rắn ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô, độ bền và hình thức cuối cùng của mối hàn.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình đông đặc bao gồm:
Tốc độ làm mát: Làm mát nhanh hơn có thể dẫn đến các cấu trúc vi mô mịn hơn và các mối hàn chắc chắn hơn.
Thành phần hợp kim: Các nguyên tố khác nhau đông đặc ở nhiệt độ khác nhau, điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc hạt.
Độ dốc nhiệt: Làm mát không đều có thể gây ra ứng suất, nứt hoặc biến dạng.
Kiểm soát lượng nhiệt đầu vào và tốc độ làm nguội đảm bảo mối hàn đông đặc trơn tru mà không có khuyết tật bên trong.
Phần kết luận
Cơ chế truyền năng lượng trong hàn laser bao gồm ba giai đoạn chính: cấp nhiệt, hình thành vũng nóng chảy và đông đặc. Mỗi giai đoạn đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng mối hàn. Bằng cách hiểu và kiểm soát các quy trình này, nhà sản xuất có thể đạt được các mối hàn bền hơn, sạch hơn và đáng tin cậy hơn.
--Rayther Laser Lyra Zhang