Các chùm tia laser khác nhau so với hàn chùm tia điện tử

Những người đề xuất hàn tia laser (LBW) và hàn chùm tia điện tử (EBW) từng phát âm những lời khen ngợi duy nhất về công nghệ ưa thích của họ, nhưng thường là giải pháp tốt nhất cho khách hàng là sử dụng cả hai công nghệ. Cả hai quá trình đều rất phù hợp để nối các thành phần với hình học phức tạp và có khả năng đáp ứng các yêu cầu khắt khe nhất đối với các đặc tính luyện kim của lắp ráp cuối cùng.

Hàn tia laser (LBW)

Nguồn năng lượng hàn laser sử dụng sóng liên tục (CW) hoặc đầu ra xung của photon. Với các hệ thống CW, chùm tia laser luôn bật trong suốt quá trình hàn. Các hệ thống xung được điều chế để tạo ra một chuỗi các xung với thời gian tắt giữa các xung đó. Với cả hai phương pháp, chùm tia laser được tập trung quang học vào bề mặt phôi được hàn. Những chùm tia laser này có thể được truyền trực tiếp đến bộ phận thông qua quang học cứng cổ điển hoặc thông qua cáp quang rất linh hoạt có khả năng cung cấp năng lượng laser đến các máy trạm ở xa.

Đó là mật độ năng lượng cao của laser cho phép bề mặt vật liệu được đưa đến nhiệt độ chất lỏng nhanh chóng, cho phép thời gian tương tác chùm tia ngắn so với các phương pháp hàn truyền thống như GTAW (hàn TIG) và các quy trình tương tự. Do đó, năng lượng được cung cấp ít thời gian hơn để tiêu tan vào bên trong phôi. Điều này dẫn đến một khu vực bị ảnh hưởng nhiệt hẹp và ghi nợ ít mệt mỏi cho thành phần.

Hàn chùm tia điện tử (EBW)

Được chấp nhận rộng rãi trên nhiều ngành công nghiệp, EBW cho phép hàn các kim loại chịu lửa và không giống nhau thường không được sử dụng cho các phương pháp khác. Động năng của các electron được chuyển thành năng lượng nhiệt, từ đó trở thành động lực cho phản ứng tổng hợp. Thông thường không có vật liệu phụ được thêm vào được yêu cầu hoặc sử dụng, và biến dạng sau hàn là tối thiểu. Mật độ năng lượng cực cao cho phép thâm nhập sâu và tỷ lệ khung hình cao, trong khi môi trường chân không đảm bảo mối hàn không nhiễm khí trong khí quyển rất quan trọng đối với các kim loại như Electron Beam hàn titan, niobi, kim loại chịu lửa và siêu hợp kim gốc niken.

Tuy nhiên, điều cần thiết chính để hoạt động trong chân không là điều khiển chính xác chùm tia điện tử. Sự tán xạ xảy ra khi các electron tương tác với các phân tử không khí; bằng cách hạ thấp các electron áp suất xung quanh có thể được kiểm soát chặt chẽ hơn. Các buồng chân không hiện đại được trang bị các con dấu hiện đại, cảm biến chân không và hệ thống bơm hiệu suất cao cho phép sơ tán nhanh chóng. Những đặc điểm này cho phép tập trung chùm tia điện tử đến đường kính 0,3 đến 0,8 mm. Bằng cách kết hợp mới nhất trong Bộ vi xử lý điều khiển số máy tính (CNC) và giám sát hệ thống để thao tác phần vượt trội, các bộ phận có kích thước và khối lượng khác nhau có thể được nối mà không bị nóng chảy quá nhiều các thành phần nhỏ hơn. Việc kiểm soát chính xác cả đường kính của chùm electron và tốc độ di chuyển cho phép các vật liệu dày từ 0,001 \"đến vài inch được hợp nhất với nhau. Những đặc điểm này làm cho EBW trở thành một công nghệ cực kỳ có giá trị.

Hàn chùm tia điện tử (EBW) và hàn chùm tia laser (LBW) là hai phương pháp rất phổ biến để nối nhiều thành phần kim loại. Nhưng quá trình nào là hiệu quả nhất? Câu trả lời cho câu hỏi này phụ thuộc vào ứng dụng hàn. Trong hầu hết các trường hợp, rất có lợi khi sử dụng cả hai quy trình ở các giai đoạn khác nhau, đặc biệt là với các quy trình và thành phần sản xuất phức tạp hơn. Cần phải xử lý bằng laser khi kích thước của tổ hợp cuối cùng quá lớn đối với buồng hàn EB, một số thành phần trong tổ hợp không tương thích với xử lý chân không (như chất lỏng hoặc khí) hoặc khi mối hàn không thể tiếp cận với tia điện tử nguồn. Chùm electron sẽ là lựa chọn chính khi lắp ráp hoàn chỉnh phải được niêm phong bằng các bộ phận bên trong trong chân không, khi độ xuyên của mối hàn vượt quá 1⁄2 \", khi vật liệu gặp khó khăn khi bắt đầu ghép laser hoặc khi mối hàn không được tiếp xúc với khí quyển điều kiện cho đến khi nó nguội đến nhiệt độ chấp nhận được. Ví dụ là hàn không gian bằng titan và hợp kim của nó, và nhiều kim loại chịu lửa như vonfram, niobi, rheni và tantalum.