Việc thiết lập các thông số hàn cho máy hàn laser ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mối hàn, cần được vận hành từng bước kết hợp với yêu cầu hàn và đặc tính của thiết bị. Sau đây là chi tiết về quy trình cài đặt tham số từ năm khía cạnh: công việc chuẩn bị, các tham số cốt lõi, các tham số phụ, hàn thử và điều chỉnh cũng như các biện pháp phòng ngừa an toàn.
1. Công việc chuẩn bị trước khi cài đặt thông số
Trước khi bắt đầu cài đặt các thông số của máy hàn laser, công việc chuẩn bị cơ bản phải được hoàn thành để làm nền tảng cho việc điều chỉnh các thông số tiếp theo. Đầu tiên, cần làm rõ các yêu cầu hàn, bao gồm loại và độ dày của vật liệu hàn, cũng như các yêu cầu về chất lượng sau khi hàn, chẳng hạn như có cần đảm bảo độ bền, độ phẳng hay độ kín của mối hàn hay không.
Thứ hai, cần kiểm tra tình trạng của máy hàn laser để đảm bảo tất cả các bộ phận của thiết bị đều hoạt động bình thường, không có lỗi bất thường nào trong bộ phát laser, hệ thống quang học, cơ cấu chuyển động, v.v. Đồng thời, chuẩn bị các dụng cụ phụ trợ cần thiết cho quá trình hàn như đồ gá, thiết bị khí bảo vệ để đảm bảo phôi được cố định ổn định trong quá trình hàn và khí bảo vệ được cung cấp kịp thời.
2. Cài đặt thông số hàn lõi
Các thông số hàn lõi là chìa khóa để xác định hiệu quả hàn và chúng cần được điều chỉnh chính xác theo yêu cầu hàn. Chúng chủ yếu bao gồm ba mục: công suất laser, tốc độ hàn và vị trí lấy nét.
Việc cài đặt công suất laser phải dựa trên đặc tính và độ dày của vật liệu. Các vật liệu khác nhau có khả năng hấp thụ tia laser khác nhau; ví dụ: sự khác biệt về độ hấp thụ giữa vật liệu kim loại và vật liệu phi kim loại-là tương đối lớn. Ngay cả đối với cùng một loại vật liệu kim loại thì cần có công suất laser cao hơn để đảm bảo độ xuyên thấu của mối hàn khi độ dày tăng lên. Khi cài đặt, bắt đầu với công suất thấp hơn và điều chỉnh dần dần đến phạm vi công suất có thể tạo thành mối hàn liên tục và đồng đều.
Tránh làm cháy vật liệu-do công suất quá cao hoặc độ cứng hàn không đủ do công suất quá thấp.
Việc điều chỉnh tốc độ hàn phải phù hợp với công suất laser. Tốc độ quá nhanh sẽ khiến tia laser tác động lên vật liệu trong thời gian ngắn, mối hàn có thể gặp các vấn đề như nóng chảy không hoàn toàn và không liên tục; tốc độ quá chậm sẽ gây ra hiện tượng nóng cục bộ quá mức của vật liệu, dễ bị biến dạng, cháy và các vấn đề khác. Trong quá trình cài đặt, trên cơ sở công suất laser đã xác định, điều chỉnh tốc độ hàn để bề mặt mối hàn mịn và không có khuyết tật, đồng thời đảm bảo hiệu quả hàn.
Việc xác định vị trí tiêu điểm có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng mối hàn. Vị trí lấy nét khác nhau dẫn đến mật độ năng lượng khác nhau của tia laser trên bề mặt phôi. Thông thường, theo độ dày vật liệu và phương pháp hàn, điều chỉnh vị trí tương đối giữa tiêu điểm và bề mặt phôi để tập trung năng lượng laser vào khu vực cần hàn, để có được hình thành và độ bền mối hàn tốt nhất. Vị trí tiêu điểm thích hợp có thể được xác định bằng cách hàn thử và quan sát hiệu ứng mối hàn ở các vị trí tiêu điểm khác nhau.
3. Cài đặt thông số hàn phụ
Ngoài các thông số lõi, việc thiết lập hợp lý các thông số hàn phụ cũng có thể nâng cao chất lượng mối hàn, trong đó chủ yếu bao gồm các thông số khí bảo vệ và thông số xung (đối với máy hàn laser xung).
Việc thiết lập các thông số khí bảo vệ cần xét đến loại khí và tốc độ dòng khí. Các loại khí bảo vệ thông thường bao gồm argon, nitơ, v.v. Các loại khí khác nhau có tác dụng bảo vệ và vật liệu áp dụng khác nhau, do đó cần phải chọn loại khí bảo vệ phù hợp tùy theo vật liệu hàn. Tốc độ dòng khí quá lớn có thể gây nhiễu loạn trên bề mặt mối hàn và ảnh hưởng đến chất lượng mối hàn; tốc độ dòng khí quá nhỏ không thể cách ly không khí một cách hiệu quả, dẫn đến quá trình oxy hóa mối hàn. Tốc độ dòng khí phải được điều chỉnh theo môi trường hàn và kích thước phôi để đảm bảo hình thành lớp khí bảo vệ ổn định trong khu vực hàn.
Đối với máy hàn laser xung, việc thiết lập các thông số xung là rất quan trọng, bao gồm độ rộng xung và tần số xung. Độ rộng xung xác định thời gian mà một xung laser tác động lên phôi và tần số xung xác định số lượng xung trên một đơn vị thời gian. Độ rộng xung quá ngắn có thể dẫn đến nóng chảy vật liệu không đủ, trong khi độ rộng xung quá dài có thể gây ra quá nhiệt cho vật liệu; tần số xung quá cao có thể dẫn đến mối hàn chồng lên nhau quá mức và ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài, trong khi tần số xung quá thấp sẽ làm giảm hiệu quả hàn. Cần điều chỉnh toàn diện độ rộng xung và tần số xung theo độ dày của vật liệu hàn và yêu cầu hàn để đạt được hiệu quả hàn lý tưởng.
4. Kiểm tra hàn và điều chỉnh các thông số
Sau khi hoàn thành cài đặt thông số ban đầu, phải tiến hành hàn thử và điều chỉnh các thông số theo kết quả hàn thử để đảm bảo chất lượng hàn đạt yêu cầu. Đầu tiên, chọn phôi hàn có cùng chất liệu và độ dày với phôi hàn thực tế và tiến hành hàn thử theo các thông số đã đặt. Sau khi hoàn tất quá trình hàn thử, hãy kiểm tra mối hàn, bao gồm kiểm tra bề ngoài và kiểm tra hiệu suất. Việc kiểm tra bề ngoài chủ yếu quan sát xem mối hàn có liên tục và phẳng hay không và liệu có các khuyết tật như lỗ khí, vết nứt và vết cắt hay không; Kiểm tra hiệu suất có thể phát hiện độ bền và độ dẻo dai của mối hàn thông qua kiểm tra độ bền kéo, kiểm tra uốn và các phương pháp khác.
Điều chỉnh các thông số một cách có chủ đích tùy theo kết quả kiểm tra mối hàn thử nghiệm. Nếu có vấn đề về phản ứng tổng hợp không hoàn toàn trong mối hàn, công suất laser có thể được tăng lên một cách thích hợp hoặc có thể giảm tốc độ hàn; nếu mối hàn bị cháy-thì cần phải giảm công suất laser hoặc tăng tốc độ hàn; nếu quá trình oxy hóa mối hàn nghiêm trọng, phải điều chỉnh tốc độ dòng khí bảo vệ hoặc kiểm tra xem thiết bị khí bảo vệ có hoạt động bình thường không; nếu sự hình thành mối hàn của hàn laser xung không tốt, có thể điều chỉnh độ rộng xung hoặc tần số xung. Sau nhiều vòng hàn thử và điều chỉnh thông số, có thể thu được mối hàn đáp ứng yêu cầu về chất lượng.
5. Biện pháp phòng ngừa an toàn sau khi cài đặt thông số
Sau khi hoàn tất cài đặt thông số và chất lượng hàn được xác nhận là đủ tiêu chuẩn, các biện pháp phòng ngừa an toàn vẫn cần được chú ý để đảm bảo an toàn cho người vận hành và thiết bị. Người vận hành phải đeo thiết bị bảo hộ chuyên nghiệp, chẳng hạn như kính bảo vệ tia laser, để tránh tia laser làm tổn thương mắt; đeo găng tay bảo hộ và quần áo bảo hộ để tránh làm bỏng da do-tán xạ nhiệt độ cao sinh ra trong quá trình hàn. Đồng thời, cần duy trì thông gió tốt tại khu vực hàn, đồng thời thải kịp thời các khí độc hại sinh ra trong quá trình hàn để tránh người vận hành hít phải.
Ngoài ra, cần thường xuyên kiểm tra xem các cài đặt thông số của máy hàn laser có ổn định hay không, để tránh sai lệch thông số do lỗi thiết bị hoặc do nhiễu từ bên ngoài. Trong quá trình vận hành thiết bị, nếu phát hiện các tình trạng bất thường, chẳng hạn như cường độ tia laser thay đổi đột ngột, tiếng ồn của thiết bị bất thường, v.v., thì phải dừng hoạt động hàn ngay lập tức. Thiết bị chỉ có thể được sử dụng lại sau khi đã kiểm tra thiết bị và loại bỏ lỗi.
--Rayther Laser Jack Sun--