Лазерното заваряване е насочено главно към подобряване на ефективността и качеството на заваряване на тънкостенни материали и прецизни части. Днес няма да говорим за предимствата на лазерното заваряване, а ще се съсредоточим върху това как да използваме правилно защитните газове за лазерно заваряване.
Защо да използвате защитен газ за лазерно заваряване?
При лазерно заваряване, защитният газ ще повлияе на формирането на заварката, качеството на заварката, дълбочината и ширината на заварката. В повечето случаи продухването на помощния газ ще има положителен ефект върху заваръчния шев, но може да доведе и до неблагоприятни ефекти.
Когато издухате правилно защитния газ, той ще ви помогне:
✦Ефективно защитавайте заваръчната вана, за да намалите или дори избегнете окисляването
✦Ефективно намаляване на пръските, получени в процеса на заваряване
✦Ефективно намалява порите при заваряване
✦Помогнете на заваръчната вана да се разпространи равномерно при втвърдяване, така че заваръчният шев да има чист и гладък ръб
✦Екраниращият ефект на струята метална пара или плазмения облак върху лазера е ефективно намален и ефективната степен на използване на лазера се увеличава.
Докато натип защитен газ, скорост на газовия поток и избор на режим на продухванеса правилни, можете да получите идеалния ефект от заваряването. Но неправилното използване на защитен газ също може да повлияе неблагоприятно на заваряването. Използването на грешен тип защитен газ може да доведе до скърцане в заваръчния шев или да намали механичните свойства на заварката. Твърде високата или твърде ниската скорост на газовия поток може да доведе до по-сериозно оксидиране на заваръчния шев и сериозна външна намеса на металния материал вътре в заваръчната вана, което води до срутване на заваръчния шев или неравномерно формоване.
Видове защитен газ
Често използваните защитни газове при лазерно заваряване са главно N2, Ar и He. Техните физични и химични свойства са различни, така че ефектите им върху заваръчните шевове също са различни.
Азот (N2)
Енергията на йонизация на N2 е умерена, по-висока от тази на Ar и по-ниска от тази на He. Под излъчването на лазера степента на йонизация на N2 остава на равномерен кил, което може по-добре да намали образуването на плазмен облак и да увеличи ефективната степен на използване на лазера. Азотът може да реагира с алуминиева сплав и въглеродна стомана при определена температура, за да произведе нитриди, което ще подобри крехкостта на заваръчния шев и ще намали якостта и ще има голямо неблагоприятно въздействие върху механичните свойства на заваръчните съединения. Поради това не се препоръчва използването на азот при заваряване на алуминиева сплав и въглеродна стомана.
Въпреки това, химическата реакция между азот и неръждаема стомана, генерирана от азот, може да подобри здравината на заваръчната връзка, което ще бъде от полза за подобряване на механичните свойства на заваръчния шев, така че заваряването на неръждаема стомана може да използва азот като защитен газ.
Аргон (Ar)
Енергията на йонизация на аргона е относително ниска и нейната степен на йонизация ще стане по-висока под действието на лазер. Тогава аргонът, като защитен газ, не може ефективно да контролира образуването на плазмени облаци, което ще намали ефективната степен на използване на лазерното заваряване. Възниква въпросът: дали аргонът е лош кандидат за използване при заваряване като защитен газ? Отговорът е Не. Тъй като е инертен газ, аргонът трудно реагира с повечето метали, а Ar е евтин за използване. В допълнение, плътността на Ar е голяма, тя ще бъде благоприятна за потъване на повърхността на заваръчната стопена вана и може по-добре да защити заваръчната вана, така че аргонът може да се използва като конвенционален защитен газ.
Хелий (He)
За разлика от аргона, хелият има относително висока йонизационна енергия, която може лесно да контролира образуването на плазмени облаци. В същото време хелият не реагира с никакви метали. Това наистина е добър избор за лазерно заваряване. Единственият проблем е, че хелият е сравнително скъп. За производителите, които предоставят метални продукти за масово производство, хелият ще добави огромна сума към производствените разходи. Следователно хелият обикновено се използва в научни изследвания или продукти с много висока добавена стойност.
Как да издухам защитния газ?
На първо място, трябва да е ясно, че така нареченото "оксидиране" на заваръчния шев е само общо наименование, което теоретично се отнася до химическата реакция между заваръчния шев и вредните компоненти във въздуха, водеща до влошаване на заваръчния шев. . Обикновено заваръчният метал реагира с кислород, азот и водород във въздуха при определена температура.
За да се предотврати "окисляването" на заваръчния шев, е необходимо намаляване или избягване на контакта между такива вредни компоненти и заваръчния метал при висока температура, което не е само в разтопения метал, но и през целия период от времето, когато заваръчният метал се разтопи до разтопеният метал в басейна се втвърдява и температурата му се охлажда до определена температура.
Два основни начина за продухване на защитен газ
▶Единият е издухване на защитен газ по страничната ос, както е показано на фигура 1.
▶Другият е метод на коаксиално издухване, както е показано на фигура 2.
Фигура 1.
Фигура 2.
Конкретният избор на двата метода на издухване е цялостно разглеждане на много аспекти. Като цяло се препоръчва да се приеме начинът на странично издухване на защитния газ.
Някои примери за лазерно заваряване
1. Право заваряване на зърно/линия
Както е показано на фигура 3, формата на заваръчния шев на продукта е линейна и формата на съединението може да бъде челно съединение, припокрито съединение, отрицателно ъглово съединение или припокрито заваръчно съединение. За този тип продукт е по-добре да се приеме защитният газ за издухване на страничната ос, както е показано на фигура 1.
2. Заваряване на близка фигура или област
Както е показано на фигура 4, формата на заваръчния шев на продукта е затворен модел като равнинна обиколка, равнинна многостранна форма, равнинна многосегментна линейна форма и т.н. Формата на съединението може да бъде челно съединение, препокриващо съединение, заваряване при застъпване и т.н. По-добре е да се приеме методът на коаксиален защитен газ, както е показано на фигура 2 за този тип продукт.
Изборът на защитен газ пряко влияе върху качеството на заваряване, ефективността и производствените разходи, но поради разнообразието от заваръчни материали, в действителния процес на заваряване изборът на заваръчен газ е по-сложен и се нуждае от цялостно разглеждане на заваръчния материал, заваряване метод, позиция на заваряване, както и изискванията за заваръчния ефект. Чрез тестовете за заваряване можете да изберете по-подходящия газ за заваряване, за да постигнете по-добри резултати.
Интересува се от лазерно заваряване и има желание да се научи как да избира защитен газ
Свързани връзки:
Време на публикуване: 10 октомври 2022 г