Công nghệ hàn bằng tia laser (15/11/2008) Khi hàn bằng tia laser không có vật liệu tiếp xúc với chi tiết hàn nên mối hàn không bị bẩn. Phương pháp hàn này hàn vật liệu trong môi trường không khí, trong khí đó hàn bằng tia điện tử phải thực hiện trong môi trường chân không. Vùng ảnh hưởng nhiệt khi hàn bằng tia laser rất nhỏ. Đây là đặc tính rất quan trọng khi hàn những chỗ gần các yếu tố nhạy về nhiệt.
Hàn bằng tia laser được áp dụng phổ biến trong công nghệ chế tạo vi mạch. Nhờ phương pháp này có thể nối các đầu nối với tấm mạch in. Hàn bằng tia laser còn được áp dụng trong công nghệ làm kín vỏ trong các mạch tích hợp. Phương pháp này cũng có thể nối các kim loại có tính chất lý hóa khác nhau, nối kim loại với phi kim loại. Sau đây là một số máy hàn và cắt bằng tia laser
HÌnh 1. Một số hình ảnh về máy hàn và cắt 5 trục bằng tia laser của hãng Alabama Laser Technologies
Mỗi loại vật liệu có khả năng hàn bằng tia laser khác nhau. Bảng 1 so sánh khả năng hàn của hai loại laser CO2 và Nd:YAG đối với nhiều loại vật liệu khác nhau. Thép, hợp kim nickel và hợp kim titan rất dễ hàn bằng laser CO2 hoặc laser Nd:YAG. Nhôm và hợp kim ziriconi (zirconium) thì dễ hàn với laser Nd:YAG. Những vật liệu có độ phản chiếu cao như đồng, vàng và bạc có vẻ khó được hàn bằng laser CO2. Sỡ dĩ như vậy là vì sóng bước dài hơn của laser CO2 phản chiếu một cách hiệu quả do bề mặt vật liệu có độ hấp thụ bé và độ phản chiếu cao. Sóng laser Nd:YAG có bước ngắn hơn thì hễ bị hấp thu bởi các vật liệu kể trên.
Sự chuyển năng lượng laser được chuyển thành nhiệt khiến cho kim loại phải trải qua một sự thay đổi pha từ rắn sang lỏng và khi năng lượng đó không còn nữa, kim loại trở về trạng thái rắn. Quá trình hàn chảy kim loại này được dùng để tạo ra mối hàn điểm hay lớp hàn liên tục. Chiều sâu ngấu khi hàn bằng tia laser khá nhỏ vì nó phụ thuôc vào tốc độ truyền nhiệt từ năng lượng trên bề mặt chi tiết. Tuy nhiên đối với hàn laser năng lượng cao thì chùm tia tạo một lỗ trên vật liệu và năng lượng laser tập trung vào đáy lỗ, cho phép đạt được chiều sâu ngấu lớn hơn. Hình 3 thể hiện mối quan hệ giữa công suất và chiều sâu ngấu khi hàn thép 304 bằng laser CO2 với các tốc độ hàn khác nhau.
