Chuyên đề: Chuyên đề: Ứng dụng của laze trong Ứng dụng của laze trong đóng tàu. đóng tàu. SVTH: SVTH: Lê Lê Quốc Duy Quốc Duy GVHD: GVHD: Nguyễn Nguyễn Đình Long Đình Long MSSV: MSSV: 48132057 48132057 I.Ứng dụng của laze trong hàn, I.Ứng dụng của laze trong hàn, cắt,vạch dấu kim loại: cắt,vạch dấu kim loại: Ưu điểm: Ưu điểm:  Cùng một thiết bị có thể dùng cho cả cắt và hàn.  Năng lượng tập trung vào một vùng rất nhỏ (một luồng laser 3 kW có thể tập trung vào một lỗ đường kính 0,2 mm, tạo nên mật độ năng lượng 95 kW/mm2).  Tiếng ồn và khói ít.  Các góc cắt vuông có chất lượng cao.  Cắt các mép vát hàn không có xỉ, vùng bị ảnh hưởng nhiệt nhỏ.  Biến dạng cắt và hàn rất nhỏ.  Dễ lập trình điều khiển số, có khả năng tự động hóa 3 chiều.  T Tiết kiệm sử dụng vật liệu. Nhược điểm: Nhược điểm: • Để hoàn vốn đầu tư mức độ sử dụng phải cao. Để hoàn vốn đầu tư mức độ sử dụng phải cao. • Chỉ hàn được các thép có C, S và Ph thấp. Phải dùng các cách Chỉ hàn được các thép có C, S và Ph thấp. Phải dùng các cách thử phá hoại mới hoặc cải tiến. thử phá hoại mới hoặc cải tiến. • Cần phải có dung sai về độ phẳng và độ dầy riêng. Ứng suất Cần phải có dung sai về độ phẳng và độ dầy riêng. Ứng suất cán được giải phóng khi cắt có thể tạo ra biến dạng tấm. cán được giải phóng khi cắt có thể tạo ra biến dạng tấm. • Mức độ chấp nhận của các cơ quan đăng kiểm: mối hàn có thể Mức độ chấp nhận của các cơ quan đăng kiểm: mối hàn có thể bị cracking cứng hóa, một số mối hàn có tiềm năng bị rỉ cục bị cracking cứng hóa, một số mối hàn có tiềm năng bị rỉ cục bộ. bộ. • Phải thiết kế lại chế độ hàn khi hàn laser (đặc biệt là hàn dầm Phải thiết kế lại chế độ hàn khi hàn laser (đặc biệt là hàn dầm chữ T). chữ T). • Các vết cắt phải mài cạnh do rất sắc. Các vết cắt phải mài cạnh do rất sắc. • Các mối hàn giáp mối đi một lần chỉ hàn được tôn tới 15 mm. Các mối hàn giáp mối đi một lần chỉ hàn được tôn tới 15 mm. Chưa cạnh tranh được với các kỹ thuật hàn hồ quang điện khi Chưa cạnh tranh được với các kỹ thuật hàn hồ quang điện khi hàn giáp mối. hàn giáp mối. Khái niệm về laser Khái niệm về laser • Laser, là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ Laser, là khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích, là quá trình mà nhờ đó một vật liệu kích thích, là quá trình mà nhờ đó một vật liệu có thể bị cắt hoặc đánh dấu bằng cách sử dụng có thể bị cắt hoặc đánh dấu bằng cách sử dụng chùm tia laser dưới sự điều khiển của máy tính chùm tia laser dưới sự điều khiển của máy tính Các kiểu máy hàn, cắt laser chính Các kiểu máy hàn, cắt laser chính trong đóng tàu trong đóng tàu Laser CO2: Laser CO2:  Được phát triển đầu tiên tại Được phát triển đầu tiên tại Mỹ năm 1964 Mỹ năm 1964  Nó có công suất lớn nhưng Nó có công suất lớn nhưng không truyền qua được cáp không truyền qua được cáp quang quang  Dẫn tia laser đến vị trí yêu cầu Dẫn tia laser đến vị trí yêu cầu bằng hệ thống gương chính bằng hệ thống gương chính xác và mỏng manh và dùng xác và mỏng manh và dùng chuyển động của chi tiết hoặc chuyển động của chi tiết hoặc của đầu laser hoặc cả hai. của đầu laser hoặc cả hai. • Laser CO2 dùng cắt các loại thép ferit (dùng oxy áp suất thấp), thép không rỉ (dùng nitơ cao áp), thép hợp kim titan hoặc manhê (dùng khí acgon). • Laser CO2 dùng khí hêli hoặc acgon làm khí bảo vệ khi hàn. • Hiệu suất nhiệt đạt 10%, công suất lớn nhất tới 45 kW. • Trong ứng dụng, 85% dùng để cắt, 14% hàn và 1% nhiệt luyện. • Hiện nay, laser CO2 cắt được tôn dầy đến 20 mm, hàn tôn dầy đến 7 mm trong một lần hành trình. Các kiểu máy hàn, cắt laser chính Các kiểu máy hàn, cắt laser chính trong đóng tàu: trong đóng tàu: Laser Nd YAG (neodymium- Laser Nd YAG (neodymium- yttrium aluminium garnet) yttrium aluminium garnet)  Được phát triển lần đầu tại Được phát triển lần đầu tại Mỹ năm 1964. Mỹ năm 1964.  Hiệu suất nhiệt của chúng Hiệu suất nhiệt của chúng thấp hơn laser CO2 và được thấp hơn laser CO2 và được ứng dụng khá chậm ứng dụng khá chậm  Nd YAG có thể truyền qua Nd YAG có thể truyền qua cáp quang cáp quang * * Các loại khí bảo vệ cũng giống như laser CO2 Các loại khí bảo vệ cũng giống như laser CO2 * Hiệu suất nhiệt tới 2,5%, công suất cực đại 5 kW * Hiệu suất nhiệt tới 2,5%, công suất cực đại 5 kW * Laser Nd YAG dùng 70% trong hàn chính xác, 25% trong * Laser Nd YAG dùng 70% trong hàn chính xác, 25% trong cắt và khoan lỗ, 5% trong vạch dấu. cắt và khoan lỗ, 5% trong vạch dấu.  Khả năng truyền được theo cáp quang làm cho loại laser này Khả năng truyền được theo cáp quang làm cho loại laser này có ứng dụng tốt trong các công việc 3 chiều. có ứng dụng tốt trong các công việc 3 chiều.  Nó được dùng rất nhiều trong công nghiệp ô tô và hàng không Nó được dùng rất nhiều trong công nghiệp ô tô và hàng không . . 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.  Ứng dụng trong cắt kim loại: các phần rất nhỏ của phôi gia công bị ăn mòn khỏi vật liệu chủ, thông qua các vụ nổ nhỏ, khi chùm tia laser đi qua, dẫn tới lượng quét bỏ kim loại rất nhanh.  Tuy nhiên, khi năng lượng laser tập trung vào chi tiết ở dạng nhiệt, nó làm mềm dẻo chi tiết gia công, cho phép thực hiện quá trình hàn.  Laser rất hiệu quả trong việc nối các kim loại không giống nhau, cần hay không cần hàn vật liệu, và chùm laser có thể được biến đổi để thâm nhập vào phôi ở độ sâu quy định. [...]... điều khiển cũng cho phép tia laser được sử dụng trong đánh dấu chi tiết gia công o Quá trình đánh dấu nhìn chung được dùng cho khả năng tạo vết của chi tiết, các biểu tượng thương mại và cho các yêu cầu thông tin o Nhưng trong ứng dụng này, cũng như trong các ứng dụng hàn, laser YAG được ưa chuộng hơn là CO2 bởi nó hoạt động ở mức năng lượng thấp hơn, do nó sử dụng môi trường phát sáng khác o Vì thế,... kết hợp ngay tức khắc vào trong sản phẩm  Tính vạn năng của laser giúp nó phù hợp với các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp đa dạng từ làm khuôn mẫu tới đóng tàu  Khả năng tạo ra các bán thành phẩm mà không đòi hỏi dụng cụ gia công phức tạp không những giảm rất thấp chi phí sản xuất các nguyên mẫu mà còn giảm thời gian cần thiết đi rất nhiều  Hơn thế nữa, độ hẹp rãnh của chùm tia laser có thể... ra thấp hơn, tạo ra ít nhiệt hơn trong phôi Lợi ích toàn diện của laser đối với người sử dụng là khả năng xoay vòng Nó đưa đến một trong những lợi ích quan trọng hơn của công nghệ laser, là thời gian và vì thế, tiết kiệm chi phí Những tiết kiệm này thường đạt được mà không cần dụng cụ gia công rắn Và bởi vì không cần phải chống lại áp lực dao cắt, các yêu cầu về dụng cụ gia công và gá kẹp được... nghệ cắt laser được sử dụng để tạo ra các quan niệm đột phá, đặc biệt với việc sử dụng uốn cong mềm Đây là một quá trình mà các khe hở được cắt thành tiết diện để có thể uốn bằng tay Tốc độ cắt cao hơn của laser khiến chúng vượt trội đến nỗi sự chênh lệch thời gian giữa các kỹ thuật gia công khác không còn là yếu tố ảnh hưởng đến cách lập kế hoạch công việc II .Ứng dụng laser trong căn tim hệ trục... Tiết kiệm sử dụng vật liệu cũng là một lợi ích chính khác trong sử dụng công nghệ laser Các bộ phận cắt laser, tùy vào hình dạng, có thể được lắp rất gần để đạt được sản lượng tối đa và vì thế chi phí thấp nhất Điều này có thể đạt được bằng cách tải các chi tiết được tạo từ CAD và lập trình các máy cắt laser Các mô hình toán học trên bộ xử lý máy tính gần như được tái tạo một cách chính xác trong quá... trên các dụng cụ máy cắt kim loại thông thường Laser cung cấp tốc độ cực tốt cho việc cắt lỗ với các kích thước khác nhau, và cũng dùng cho các vết cắt phức tạp hoặc là các dấu trên bề mặt nhấp nhô, và lỗ đục và các mẫu lỗ với hầu hết các hình dạng và kích thước khác nhau có thể được cắt thường xuyên và có thể đoán trước được Nó cung cấp cho khách hàng các sản phẩm được gia công ổn định vốn, trong hầu... chính xác trong quá trình tạo nguyên mẫu, sau đó được đưa vào dây chuyền sản xuất với độ chính xác thống kê vốn không thể thực hiện với các kỹ thuật gia công khác * Quá trình cắt bằng laser không gây ra ứng suất hoặc làm méo chi tiết do nhiệt * Nó để lại mép chi tiết sạch và loại trừ các hoạt động thứ cấp như là mài nhẵn • Điều này có thể xảy ra do các máy laser có khả năng tạo ra các • xung sóng cực . Chuyên đề: Chuyên đề: Ứng dụng của laze trong Ứng dụng của laze trong đóng tàu. đóng tàu. SVTH: SVTH: Lê Lê . Long Đình Long MSSV: MSSV: 48132057 48132057 I .Ứng dụng của laze trong hàn, I .Ứng dụng của laze trong hàn, cắt,vạch dấu kim loại: cắt,vạch dấu kim