تأثير الغاز الواقي في اللحام بالليزر
لحام الليزر باليد
محتوى الفصل:
▶ ما الذي يمكن أن يحصل عليه غاز الدرع الصحيح لك؟
▶ أنواع مختلفة من الغاز الواقي
▶ طريقتان لاستخدام الغاز الواقي
▶ كيفية اختيار الغاز الواقي المناسب؟
لحام الليزر المحمولة
التأثير الإيجابي لغاز الدرع المناسب
في اللحام بالليزر ، يمكن أن يكون لاختيار الغاز الواقي تأثير كبير على تكوين وجودة وعمق وعرض التماس اللحام. في الغالبية العظمى من الحالات ، فإن إدخال الغاز الواقي له تأثير إيجابي على التماس لحام. ومع ذلك ، يمكن أن يكون أيضا آثار ضارة. الآثار الإيجابية لاستخدام الغاز الوقائي الصحيح هي كما يلي:
1. الحماية الفعالة لمسبح اللحام
يمكن أن يحمي الإدخال الصحيح للغاز الواقي بفعالية تجمع اللحام من الأكسدة أو حتى منع الأكسدة تمامًا.
2. الحد من التناثر
يمكن أن يؤدي إدخال الغاز الواقي بشكل صحيح إلى تقليل التناثر بشكل فعال أثناء عملية اللحام.
3. تشكيل موحد لتماس اللحام
إن الإدخال السليم للغاز الواقي يعزز انتشار تجمع اللحام أثناء التصلب ، مما يؤدي إلى تماس لحام موحد وملعون جمالياً.
4. زيادة استخدام الليزر
إن إدخال الغاز الواقي بشكل صحيح يمكن أن يقلل بشكل فعال من تأثير التدريع لأعمدة البخار المعدني أو غيوم البلازما على الليزر ، مما يزيد من كفاءة الليزر.
5. الحد من مسامية اللحام
إن إدخال الغاز الواقي بشكل صحيح يمكن أن يقلل بشكل فعال من تكوين مسام الغاز في التماس لحام. من خلال اختيار نوع الغاز المناسب ومعدل التدفق وطريقة مقدمة ، يمكن تحقيق نتائج مثالية.
لكن،
يمكن أن يكون للاستخدام غير السليم للغاز الواقي آثار ضارة على اللحام. تشمل الآثار الضارة:
1. تدهور التماس لحام
قد يؤدي إدخال الغاز الواقي غير لائق إلى سوء جودة التماس لحام.
2. التكسير والخصائص الميكانيكية المخفضة
يمكن أن يؤدي اختيار نوع الغاز الخاطئ إلى تكسير التماس لحام وانخفاض الأداء الميكانيكي.
3. زيادة الأكسدة أو التدخل
يمكن أن يؤدي اختيار معدل تدفق الغاز الخاطئ ، سواء كان مرتفعًا جدًا أو منخفضًا جدًا ، إلى زيادة أكسدة التماس اللحام. يمكن أن يسبب أيضًا اضطرابات شديدة للمعادن المنصهرة ، مما يؤدي إلى انهيار أو تشكيل غير متساوٍ لتماس اللحام.
4. عدم كفاية الحماية أو التأثير السلبي
يمكن أن يؤدي اختيار طريقة مقدمة الغاز الخاطئة إلى حماية كافية لتماس اللحام أو حتى تأثير سلبي على تكوين التماس اللحام.
5. التأثير على عمق اللحام
يمكن أن يكون لإدخال الغاز الوقائي تأثير معين على عمق اللحام ، وخاصة في اللحام الرقيق للوحة ، حيث يميل إلى تقليل عمق اللحام.
لحام الليزر المحمولة
أنواع الغازات الواقية
الغازات الواقية شائعة الاستخدام في لحام الليزر هي النيتروجين (N2) ، الأرجون (AR) ، والهيليوم (HE). هذه الغازات لها خصائص الفيزيائية والكيميائية المختلفة ، والتي تؤدي إلى تأثيرات متفاوتة على التماس لحام.
1. النيتروجين (N2)
N2 لديه طاقة التأين المعتدلة ، أعلى من AR وأقل منه. في ظل عمل الليزر ، فإنه يتأين بدرجة معتدلة ، مما يقلل بشكل فعال من تكوين غيوم البلازما وزيادة استخدام الليزر. ومع ذلك ، يمكن للنيتروجين أن يتفاعل كيميائيًا مع سبائك الألومنيوم والصلب الكربوني في درجات حرارة معينة ، ويشكل النيتريد. هذا يمكن أن يزيد من هشاشة ويقلل من صلابة التماس اللحام ، مما يؤثر سلبا على خصائصه الميكانيكية. لذلك ، لا ينصح باستخدام النيتروجين كغاز وقائي لسبائك الألومنيوم واللحامات الصلب الكربوني. من ناحية أخرى ، يمكن أن يتفاعل النيتروجين مع الفولاذ المقاوم للصدأ ، مما يشكل النيتريدات التي تعزز قوة مفصل اللحام. لذلك ، يمكن استخدام النيتروجين كغاز وقائي للحام من الفولاذ المقاوم للصدأ.
2. غاز الأرجون (AR)
غاز الأرجون لديه أدنى طاقة تأين نسبيا ، مما يؤدي إلى درجة أعلى من التأين تحت عمل الليزر. هذا غير موات للسيطرة على تكوين غيوم البلازما ويمكن أن يكون له تأثير معين على الاستخدام الفعال للليزر. ومع ذلك ، فإن الأرجون لديه تفاعل منخفض للغاية ومن غير المرجح أن يخضع لتفاعلات كيميائية مع المعادن الشائعة. بالإضافة إلى ذلك ، الأرجون فعال من حيث التكلفة. علاوة على ذلك ، نظرًا لكثافة عالية ، يغرق الأرجون فوق تجمع اللحام ، مما يوفر حماية أفضل لمجموعة اللحام. لذلك ، يمكن استخدامه كغاز تدريبي تقليدي.
3. غاز الهيليوم (هو)
غاز الهيليوم لديه أعلى طاقة تأين ، مما يؤدي إلى درجة منخفضة للغاية من التأين تحت عمل الليزر. يسمح بتحكم أفضل في تكوين سحابة البلازما ، ويمكن ليزر التفاعل بفعالية مع المعادن. علاوة على ذلك ، فإن الهيليوم لديه تفاعل منخفض للغاية ولا يخضع بسهولة للتفاعلات الكيميائية مع المعادن ، مما يجعله غازًا ممتازًا لدرع اللحام. ومع ذلك ، فإن تكلفة الهيليوم مرتفعة ، لذلك لا يتم استخدامها عمومًا في الإنتاج الضخم للمنتجات. ويعمل بشكل شائع في البحث العلمي أو للمنتجات ذات القيمة العالية.
لحام الليزر المحمولة
طرق إدخال غاز التدريع
حاليًا ، هناك طريقتان رئيسيتان لإدخال غاز التدريع: نفخ الجانب خارج المحور وغاز التدريع المحوري ، كما هو مبين في الشكل 1 والشكل 2 ، على التوالي.
الشكل 1: الجانب خارج المحور ينفخ غاز التدريع
الشكل 2: غاز التدريع المحوري
يعتمد الاختيار بين طريقتي النفخ على اعتبارات مختلفة. بشكل عام ، يوصى باستخدام طريقة نفخ الجانب خارج المحور لحماية الغاز.
لحام الليزر المحمولة
مبادئ اختيار طريقة إدخال غاز التدريع
أولاً ، من المهم أن نوضح أن مصطلح "أكسدة" اللحام هو تعبير عامية. من الناحية النظرية ، فإنه يشير إلى تدهور جودة اللحام بسبب التفاعلات الكيميائية بين المعدن اللحام والمكونات الضارة في الهواء ، مثل الأكسجين والنيتروجين والهيدروجين.
يتضمن منع أكسدة اللحام تقليل أو تجنب التلامس بين هذه المكونات الضارة والمعادن لحام درجة الحرارة العالية. لا تشمل هذه الحالة ذات درجة الحرارة العالية المعدن المليء باللحام المنصهر فحسب ، بل تتضمن أيضًا الفترة بأكملها من عندما يتم ذوبان معدن اللحام حتى يتم تصلب المسبح وتناقص درجة حرارته أقل من عتبة معينة.
على سبيل المثال ، في لحام سبائك التيتانيوم ، عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 300 درجة مئوية ، يحدث امتصاص الهيدروجين السريع ؛ فوق 450 درجة مئوية ، يحدث امتصاص الأكسجين السريع ؛ وفوق 600 درجة مئوية ، يحدث امتصاص النيتروجين السريع. لذلك ، هناك حاجة إلى حماية فعالة للحام من سبيكة التيتانيوم أثناء المرحلة عندما تصلب وتنخفض درجة حرارتها أقل من 300 درجة مئوية لمنع الأكسدة. استنادًا إلى الوصف أعلاه ، من الواضح أن غاز التدريع يحتاج إلى توفير الحماية ليس فقط لمجمع اللحام في الوقت المناسب ولكن أيضًا إلى المنطقة المليئة باللحام. وبالتالي ، فإن طريقة النفخ الجانبية خارج المحور الموضحة في الشكل 1 تفضل عمومًا لأنها توفر مجموعة أوسع من الحماية مقارنةً بطريقة التدريع المحوري الموضح في الشكل 2 ، وخاصة بالنسبة للمنطقة المصححة للتو من اللحام. ومع ذلك ، بالنسبة لبعض المنتجات المحددة ، يجب إجراء اختيار الطريقة بناءً على بنية المنتج وتكوين المفصل.
لحام الليزر المحمولة
اختيار محدد لطريقة إدخال غاز التدريع
1. لحام الخط المستقيم
إذا كان شكل لحام المنتج مستقيمًا ، كما هو موضح في الشكل 3 ، ويتضمن تكوين المفصل مفاصل بعقب ، مفاصل اللفة ، لحامات فيليه ، أو اللحام الشكل 1.
الشكل 3: لحام الخط المستقيم
2. ولحام هندسي مغلق
كما هو مبين في الشكل 4 ، فإن اللحام في هذا النوع من المنتجات له شكل مستوي مغلق ، مثل شكل خط دائري أو مضلع أو متعدد القطاعات. يمكن أن تشمل تكوينات المفصل مفاصل بعقب أو مفاصل اللفة أو اللحامات المكدس. بالنسبة لهذا النوع من المنتجات ، فإن الطريقة المفضلة هي استخدام غاز التدريع المحوري الموضح في الشكل 2.
الشكل 4: اللحام الهندسي المرفق المستوي
يؤثر اختيار الغاز التدريجي على اللحامات الهندسية المغلقة المستوية بشكل مباشر على جودة وكفاءة وتكلفة إنتاج اللحام. ومع ذلك ، نظرًا لتنوع مواد اللحام ، فإن اختيار غاز اللحام معقد في عمليات اللحام الفعلية. يتطلب النظر الشامل في مواد اللحام وطرق اللحام ومواقف اللحام ونتائج اللحام المطلوبة. يمكن تحديد اختيار غاز اللحام الأنسب من خلال اختبارات اللحام لتحقيق نتائج اللحام المثلى.
لحام الليزر المحمولة
عرض الفيديو | نظرة على اللحام بالليزر المحمولة
الفيديو 1 - تعرف على المزيد حول ما هو لحام الليزر المحمول باليد
Video2 - لحام الليزر متعدد الاستخدامات للمتطلبات المتنوعة
أي أسئلة حول اللحام بالليزر المحمولة؟
وقت النشر: مايو -19-2023