Как да изберете най-добрите газови смеси за вашето лазерно заваряване?
Видове, предимства и приложения
Въведение:
Ключови неща, които трябва да знаете, преди да се гмурнете
Лазерното заваряване е високопрецизен метод на заваряване, който използва лазерен лъч за разтопяване на материала на детайла и след това образува заварка след охлаждане. При лазерното заваряване газът играе ключова роля.
Защитният газ не само влияе върху образуването на заваръчния шев, качеството на заваръчния шев, проникването на заваръчния шев и ширината на проникване, но също така пряко влияе върху качеството и ефективността на лазерното заваряване.
Какви газове са необходими за лазерно заваряване?Тази статия ще разгледа задълбоченозначението на газовете за лазерно заваряване, използваните газове и какво правят те.
Ще препоръчаме същонай-добрата машина за лазерно заваряванеза вашите нужди.
Защо е необходим газ за лазерно заваряване?
Лазерно заваряване
По време на процеса на лазерно заваряване, лазерен лъч с висока енергийна плътност се фокусира върху зоната на заваряване на детайла.
Причиняване на мигновено топене на повърхностния материал на детайла.
По време на лазерно заваряване е необходим газ, за да се защити зоната на заваряване.
Контролирайте температурата, подобрете качеството на заварката и защитете оптичната система.
Изборът на подходящ вид газ и параметри на подаване са важни фактори за осигуряване на ефективност.
И стабилен процес на лазерно заваряване и получаване на висококачествени резултати от заваряването.
1. Защита на зоните за заваряване
По време на процеса на лазерно заваряване, зоната на заваряване е изложена на външната среда и лесно се влияе от кислород и други газове във въздуха.
Кислородът предизвиква окислителни реакции, които могат да доведат до намаляване на качеството на заварката и образуване на пори и включвания. Заварката може да бъде ефективно защитена от замърсяване с кислород чрез подаване на подходящ газ, обикновено инертен газ като аргон, в зоната на заваряване.
2. Контрол на топлината
Изборът и подаването на газ могат да помогнат за контрол на температурата на заваръчната зона. Чрез регулиране на дебита и вида на газа може да се повлияе на скоростта на охлаждане на заваръчната зона. Това е важно за контрол на зоната, засегната от топлина (HAZ) по време на заваряване и намаляване на термичната деформация.
3. Подобрено качество на заварката
Някои спомагателни газове, като кислород или азот, могат да подобрят качеството и производителността на заваръчните шевове. Например, добавянето на кислород може да подобри проникването на заваръчния шев и да увеличи скоростта на заваряване, като същевременно повлияе на формата и дълбочината на заваръчния шев.
4. Охлаждане на газ
При лазерното заваряване зоната на заваряване обикновено е засегната от високи температури. Използването на газова охладителна система може да помогне за контролиране на температурата на зоната на заваряване и да предотврати прегряване. Това е от съществено значение за намаляване на термичното напрежение в зоната на заваряване и подобряване на качеството на заваряване.
Автоматизирано лазерно заваряване
5. Газова защита на оптичните системи
Лазерният лъч се фокусира върху зоната на заваряване чрез оптична система.
По време на процеса на запояване, разтопеният материал и генерираните аерозоли могат да замърсят оптичните компоненти.
Чрез въвеждане на газове в зоната на заваряване се намалява рискът от замърсяване и се удължава животът на оптичната система.
Кои газове се използват при лазерно заваряване?
При лазерното заваряване газът може да изолира въздуха от заваръчната плоча и да предотврати реакцията му с въздуха. По този начин заваръчната повърхност на металната плоча ще бъде по-бяла и по-красива. Използването на газ също така предпазва лещите от заваръчен прах. Обикновено се използват следните газове:
1. Защитен газ:
Защитните газове, понякога наричани „инертни газове“, играят важна роля в процеса на лазерно заваряване. При лазерното заваряване често се използват инертни газове за защита на заваръчната вана. Най-често използваните защитни газове при лазерното заваряване включват главно аргон и неон. Техните физични и химични свойства са различни, така че и тяхното въздействие върху заваръчния шев е различно.
Защитен газ:Аргон
Аргонът е един от най-често използваните инертни газове.
Той има висока степен на йонизация под действието на лазера, което не е благоприятно за контролиране на образуването на плазмени облаци, което ще окаже известно влияние върху ефективното използване на лазери.
Инертната природа на аргона го предпазва от процеса на запояване, като същевременно разсейва добре топлината, което помага за контролиране на температурата в зоната на запояване.
Защитен газ:Неон
Неонът често се използва като инертен газ, подобен на аргон, и се използва главно за защита на зоната на заваряване от кислород и други замърсители във външната среда.
Важно е да се отбележи, че неонът не е подходящ за всички приложения на лазерно заваряване.
Използва се главно за някои специални заваръчни задачи, като например заваряване на по-дебели материали или когато са необходими по-дълбоки заваръчни шевове.
2. Спомагателен газ:
По време на процеса на лазерно заваряване, в допълнение към основния защитен газ, могат да се използват и спомагателни газове за подобряване на производителността и качеството на заваряване. По-долу са изброени някои често използвани спомагателни газове при лазерно заваряване.
Спомагателен газ:Кислород
Кислородът обикновено се използва като спомагателен газ и може да се използва за увеличаване на топлината и дълбочината на заваряване по време на заваряване.
Добавянето на кислород може да увеличи скоростта на заваряване и проникването, но трябва да се контролира внимателно, за да се избегне излишъкът от кислород, причиняващ проблеми с окисляването.
Спомагателен газ:Водород/водородна смес
Водородът подобрява качеството на заваръчните шевове и намалява образуването на порьозност.
Смеси от аргон и водород се използват в някои специални приложения, като например заваряване на неръждаема стомана. Съдържанието на водород в сместа обикновено варира от 2% до 15%.
Защитен газ:Азот
Азотът също често се използва като спомагателен газ при лазерно заваряване.
Енергията на йонизация на азота е умерена, по-висока от тази на аргона и по-ниска от тази на водорода.
Степента на йонизация обикновено се определя под действието на лазер. Тя може по-добре да намали образуването на плазмени облаци, да осигури по-високо качество на заваръчните шевове и външен вид, както и да намали въздействието на кислорода върху тях.
Азотът може да се използва и за контрол на температурата на зоната на заваряване и намаляване на образуването на мехурчета и пори.
Защитен газ:Хелий
Хелият обикновено се използва за лазерно заваряване с висока мощност, тъй като има ниска топлопроводимост и не се йонизира лесно, което позволява на лазера да преминава гладко и енергията на лъча да достига до повърхността на детайла без никакви препятствия.
Благоприятства заваряване с по-висока мощност. Хелий може да се използва и за подобряване на качеството на заварката и контрол на температурите на заваряване. Това е най-ефективният защитен газ, използван при лазерно заваряване, но е сравнително скъп.
3. Охлаждащ газ:
Охлаждащият газ често се използва по време на лазерно заваряване, за да се контролира температурата на заваръчната зона, да се предотврати прегряване и да се поддържа качеството на заваряване. Следните са някои често използвани охлаждащи газове:
Охлаждащ газ/среда:Вода
Водата е често срещана охлаждаща среда, често използвана за охлаждане на лазерни генератори и оптични системи за лазерно заваряване.
Системите за водно охлаждане могат да помогнат за поддържане на стабилна температура на лазерния генератор и оптичните компоненти, за да се осигури стабилност и производителност на лазерния лъч.
Охлаждащ газ/среда:Атмосферни газове
При някои процеси на лазерно заваряване, за охлаждане могат да се използват околни атмосферни газове.
Например, в оптичната система на лазерен генератор, заобикалящият атмосферен газ може да осигури охлаждащ ефект.
Охлаждащ газ/среда:Инертни газове
Инертни газове като аргон и азот също могат да се използват като охлаждащи газове.
Те имат по-ниска топлопроводимост и могат да се използват за контрол на температурата на заваръчната зона и намаляване на зоната, засегната от топлина (HAZ).
Охлаждащ газ/среда:Течен азот
Течният азот е изключително нискотемпературна охлаждаща среда, която може да се използва за лазерно заваряване с изключително висока мощност.
Осигурява много ефективен охлаждащ ефект и гарантира контрол на температурата в зоната на заваряване.
4. Смесен газ:
Газовите смеси често се използват при заваряването за оптимизиране на различни аспекти на процеса, като скорост на заваряване, дълбочина на проникване и стабилност на дъгата. Съществуват два основни вида газови смеси: бинарни и трикомпонентни смеси.
Бинарни газови смеси:Аргон + Кислород
Добавянето на малко количество кислород към аргон подобрява стабилността на дъгата, рафинира заваръчната вана и увеличава скоростта на заваряване. Тази смес обикновено се използва за заваряване на въглеродна стомана, нисколегирана стомана и неръждаема стомана.
Бинарни газови смеси:Аргон + въглероден диоксид
Добавянето на CO₂ към аргон увеличава якостта на заваряване и устойчивостта на корозия, като същевременно намалява пръските. Тази смес често се използва за заваряване на въглеродна стомана и неръждаема стомана.
Бинарни газови смеси:Аргон + Водород
Водородът повишава температурата на дъгата, подобрява скоростта на заваряване и намалява дефектите при заваряване. Той е особено полезен за заваряване на сплави на никелова основа и неръждаема стомана.
Тройни газови смеси:Аргон + Кислород + Въглероден диоксид
Тази смес съчетава предимствата както на аргон-кислородните, така и на аргон-CO₂ смесите. Тя намалява пръските, подобрява течливостта на заваръчната вана и повишава качеството на заварката. Широко се използва за заваряване на въглеродна стомана с различна дебелина, нисколегирана стомана и неръждаема стомана.
Тройни газови смеси:Аргон + Хелий + Въглероден диоксид
Тази смес спомага за подобряване на стабилността на дъгата, повишава температурата на заваръчната вана и увеличава скоростта на заваряване. Използва се при късосъединително дъгово заваряване и тежки заваръчни приложения, предлагайки по-добър контрол върху окисляването.
Избор на газ в различни приложения
Ръчно лазерно заваряване
При различните приложения на лазерното заваряване, изборът на подходящ газ е от решаващо значение, тъй като различните газови комбинации могат да доведат до различно качество, скорост и ефективност на заваряване. Ето някои насоки, които ще ви помогнат да изберете правилния газ за вашето конкретно приложение:
Вид заваръчен материал:
Неръждаема стоманаобикновено използваАргон или смес от аргон и водород.
Алуминий и алуминиеви сплавичесто използвамЧист аргон.
Титаниеви сплавичесто използвамАзот.
Високовъглеродни стоманичесто използвамКислород като спомагателен газ.
Скорост на заваряване и проникване:
Ако е необходима по-висока скорост на заваряване или по-дълбоко проникване, газовата комбинация може да се регулира. Добавянето на кислород често подобрява скоростта и проникването, но е необходимо внимателно да се контролира, за да се избегнат проблеми с окисляването.
Контрол на зоната, засегната от топлина (ЗТЗ):
В зависимост от почиствания материал, по време на процеса на почистване могат да се генерират опасни отпадъци, които изискват специални процедури за обработка. Това може да увеличи общите разходи за лазерно почистване.
Качество на заварката:
Някои газови комбинации могат да подобрят качеството и външния вид на заваръчните шевове. Например, азотът може да осигури по-добър външен вид и качество на повърхността.
Контрол на порите и мехурчетата:
За приложения, които изискват много висококачествени заварки, трябва да се обърне специално внимание на образуването на пори и мехурчета. Правилният избор на газ може да намали риска от тези дефекти.
Съображения, свързани с оборудването и разходите:
Изборът на газ също се влияе от вида на оборудването и цената. Някои газове може да изискват специални системи за подаване или по-високи разходи.
За специфични приложения се препоръчва да се работи със заваръчен инженер или професионален производител на оборудване за лазерно заваряване, за да получите професионални съвети и да оптимизирате процеса на заваряване.
Обикновено са необходими някои експерименти и оптимизация, преди да се избере окончателната комбинация от газове.
В зависимост от конкретното приложение, могат да се изпробват различни комбинации от газове и параметри, за да се намерят оптималните условия на заваряване.
Неща, които трябва да знаете за: Ръчно лазерно заваряване
Препоръчителна машина за лазерно заваряване
За да оптимизирате задачите си по обработка на метали и материали, изборът на правилното оборудване е от съществено значение. MimoWork Laser препоръчваРъчна лазерна заваръчна машиназа прецизно и ефикасно съединяване на метали.
Висок капацитет и мощност за различни заваръчни приложения
Ръчната лазерна заваръчна машина с мощност 2000 W се характеризира с малък размер на машината, но с искрящо качество на заваряване.
Стабилен източник на фибролазер и свързан фибролазерен кабел осигуряват безопасно и стабилно доставяне на лазерен лъч.
С високата мощност, лазерният заваръчен отвор е усъвършенстван и позволява по-здраво заваряване дори при дебел метал.
С компактен и малък външен вид, преносимият лазерен заваръчен апарат е оборудван с подвижен ръчен лазерен заваръчен пистолет, който е лек и удобен за многолазерни заваръчни приложения под всякакъв ъгъл и повърхност.
Различните видове дюзи за лазерно заваряване и автоматичните системи за подаване на тел улесняват лазерното заваряване и са удобни за начинаещи.
Високоскоростното лазерно заваряване значително увеличава производствената ефективност и производителност, като същевременно осигурява отличен ефект на лазерно заваряване.
Обобщете
Накратко, лазерното заваряване изисква използване на газ за защита на зоните на заваряване, контрол на температурата, подобряване на качеството на заварката и защита на оптичните системи. Изборът на подходящи видове газ и параметри на подаване е важен фактор за осигуряване на ефективен и стабилен процес на лазерно заваряване и получаване на висококачествени резултати от заваряването. Различните материали и приложения може да изискват различни видове и смесени пропорции, за да отговорят на специфичните изисквания за заваряване.
Свържете се с нас още днесза да научите повече за нашите лазерни режещи машини и как те могат да оптимизират вашия производствен процес на рязане.
Свързани връзки
Някакви идеи за лазерни заваръчни машини?
Време на публикуване: 13 януари 2025 г.