Как да изберете най-добрите газови смеси за вашето лазерно заваряване?
Видове, ползи 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 заваръчен шев 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. Ние също ще препоръчаменай-добрата машина за лазерно заваряванеза вашите нужди.
По време на процеса на лазерно заваряване лазерен лъч с висока енергийна плътност се фокусира върху зоната на заваряване на детайла, причинявайки моментално разтопяване на повърхностния материал на детайла. Газът е необходим по време на лазерно заваряване, за да защити зоната на заваряване, да контролира температурата, да подобри качеството на заваръчния шев и да защити оптичната система. Изборът на подходящ вид газ и параметри на захранване са важни фактори за осигуряване на ефективен 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 заваръчния шев е изложена на външната среда и лесно се влияе от кислорода и други газове във въздуха.
Кислородът предизвиква окислителни реакции, които могат да доведат до намалено качество на заваръчния шев и създаване на пори и включвания. Заваръчният шев може да бъде ефективно защитен от замърсяване с кислород чрез подаване на подходящ газ, обикновено инертен газ като аргон, към зоната на заваряване.
2. Контрол на топлината
Изборът и подаването на газ може да помогне за контролиране на температурата в зоната на заваряване. Чрез регулиране на скоростта на потока и вида на газа може да се повлияе на скоростта на охлаждане на заваръчната зона. Това е важно за контролиране на засегнатата от топлина зона (HAZ) по време на заваряване и намаляване на топлинното изкривяване.
3. Подобрено качество на заваръчния шев
Някои спомагателни газове, като кислород или азот, могат да подобрят качеството и работата 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. Газово охлаждане
При лазерното заваряване зоната на заваряване обикновено се влияе от високи температури. Използването на система за газово охлаждане може да помогне за контролиране на температурата в зоната на заваряване и предотвратяване на прегряване. Това е от съществено значение за намаляване на топлинния стрес в зоната на заваряване и подобряване на качеството на заваряване.
5. Газова защита на оптични 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 вкарване на газове в зоната на заваряване рискът от замърсяване се намалява и животът на оптичната система се удължава.
При лазерно заваряване газът може да изолира въздуха от заваръчната плоча и да я предпази от реакция с въздуха. По този начин заваръчната повърхност на металната плоча ще бъде по-бяла и красива. Използването на газ също 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. Процесите на лазерно заваряване често използват инертни газове за защита на заваръчната вана. Често използваните защитни газове при лазерно заваряване включват главно аргон и неон. Техните физични и химични свойства са различни, така че ефектите им върху заваръчния шев също са различни.
·Аргон: Аргонът е един от най-често използваните инертни газове. 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 лазерите. Инертната природа на аргона го предпазва от процеса на запояване, като същевременно разсейва топлината добре, като помага да се контролира температурата в зоната на запояване.
·Неон: Неонът често се използва като инертен газ, подобно на аргона, 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 заваряване на по-дебели материали или когато са необходими по-дълбоки заваръчни шевове.
2. Допълнителен 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 някои общи спомагателни газове, използвани при лазерно заваряване:
· Кислород: Кислородът обикновено се използва като помощен 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 бъде внимателно контролирано, за да се избегне излишъкът на кислород, причиняващ проблеми с окисляването.
· Азот: Азотът също често се използва като спомагателен газ при лазерно заваряване. Йонизационната енергия на азота е умерена, по-висока от аргона и по-ниска от водорода. Степента на йонизация обикновено е под въздействието на лазер. Може по-добре да намали образуването на плазмени облаци, да осигури по-високо качество на заварките и външния вид и да намали въздействието на кислорода върху заварките. Азотът може да се използва и за контролиране на температурата в зоната на заваряване и намаляване на образуването на мехурчета и пори.
· 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%.
·Хелий: Хелият обикновено се използва за високомощно лазерно заваряване, тъй като има ниска топлопроводимост и не се йонизира лесно, което позволява на лазера да преминава гладко и енергията на лъча да достига повърхността на детайла без никакви препятствия. Благоприятен за заваряване с по-висока мощност. Хелият може да се използва и за подобряване на качеството на заваръчния шев 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 зоната на заваряване, да се предотврати прегряване и да се поддържа качеството на заваряване. Следните са някои често използвани охлаждащи газове:
·Вода: Водата е обичайна 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 осигурят стабилност и производителност на лазерния лъч.
·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.
·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 контролиране на температурата в зоната на заваряване и намаляване на зоната на топлинно въздействие (HAZ).
·Течен азот: Течният азот е охладителна среда с изключително ниска температура, която може да се използва за лазерно заваряване с изключително висока мощност. Осигурява много ефективен охлаждащ ефект и осигурява контрол на температурата в зоната на заваряване.
4. Смесен газ:
Газовите смеси обикновено се използват при заваряване за оптимизиране на различни аспекти на процеса, като скорост на заваряване, дълбочина на проникване и стабилност на дъгата. Има два основни типа газови смеси: бинарни и тройни смеси.
1. Бинарни газови смеси:
·Аргон + Кислород: Добавянето на малко количество кислород към аргона подобрява стабилността на дъгата, пречиства заваръчната вана и увеличава скоростта на заваряване. Тази смес обикновено се използва за заваряване на въглеродна стомана, нисколегирана стомана и неръждаема стомана.
·Аргон + въглероден диоксид: Добавянето на CO₂ към аргона увеличава якостта на заваряване и устойчивостта на корозия, като същевременно намалява разпръскването. Тази смес често се използва за заваряване на въглеродна стомана и неръждаема стомана.
·Аргон + водород: Водородът повишава температурата на дъгата, подобрява скоростта на заваряване и намалява дефектите при заваряване. Особено полезен е за заваряване на сплави на основата на никел и неръждаема стомана.
2. Тройни газови смеси:
·Аргон + Кислород + Въглероден диоксид: Тази смес съчетава предимствата както на смесите аргон-кислород, така и на аргон-CO₂. Намалява разпръскването, подобрява течливостта на заваръчната вана и подобрява качеството на заварката. Използва се широко за заваряване на различни дебелини на въглеродна стомана, нисколегирана стомана и неръждаема стомана.
·Аргон + хелий + въглероден диоксид: Тази смес спомага за подобряване на стабилността на дъгата, повишава температурата на заваръчната вана и подобрява скоростта на заваряване. Използва се при електродъгово заваряване с късо съединение и тежки заваръчни приложения, като предлага по-добър контрол върху окисляването.
Избор на газ в различни приложения
При различни приложения на лазерно 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 да ви помогнат да изберете правилния газ за вашето конкретно приложение:
Тип заваръчен материал:
Различните материали изискват различни газови комбинации. Най-общо казано.
·Неръждаемата стомана обикновено използва аргон или смес от аргон/водород.
·Алуминият и алуминиевите сплави често използват чист аргон.
·Титановите сплави често използват азот.
·Високовъглеродните стомани често използват кислород като спомагателен газ.
Скорост на заваряване и проникване:
Ако се изисква по-висока скорост на заваряване или по-дълбоко проникване на заваряване, газовата комбинация може да се регулира. Добавянето на кислород често подобрява скоростта и проникването, но трябва да се контролира внимателно, за да се избегнат проблеми с окисляването.
Качество на заварката:
Някои газови комбинации могат да подобрят качеството и външния вид на заварките. 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.
Контрол на засегнатата от топлина зона (HAZ):
В зависимост от материала, който се почиства, по време на процеса на почистване може да се генерират опасни отпадъци, които изискват специални процедури за обработка. Това може да увеличи общата цена на процеса на лазерно почистване.
Съображения относно оборудването и разходите:
Изборът на газ също се влияе от вида на оборудването и цената. Някои газове може да изискват специални системи за захранване или по-високи разходи.
За специфични приложения се препоръчва да работите със заваръчен инженер или професионален производител на лазерно заваръчно оборудване, за да получите професионални съвети и да оптимизирате процеса на заваряване. Обикновено са необходими известни експерименти и оптимизация, преди да бъде избрана крайната газова комбинация. В зависимост от конкретното приложение могат да се изпробват различни газови комбинации 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 вашите задачи по металообработка и обработка на материали, изборът на правилното оборудване е от съществено значение. MimoWork Laser препоръчваРъчна машина за лазерно заваряванеза прецизно и ефективно свързване на метали.
Висок капацитет и мощност за различни заваръчни приложения
Ръчната машина за лазерно заваряване с мощност 2000 W се характеризира с малък размер на машината, но искрящо качество на заваряване.
Стабилният оптичен лазерен източник и свързаният оптичен кабел осигуряват безопасно и стабилно доставяне на лазерен лъч.
С високата си мощност ключалката за лазерно заваряване е усъвършенствана и позволява по-твърда заваръчна фуга дори за дебел метал.
С компактен и малък вид на машината, преносимата машина за лазерно заваряване е оборудвана с подвижен ръчен пистолет за лазерно заваряване, който е лек и удобен за многолазерни заваръчни приложения под всякакъв ъгъл и повърхност.
Допълнителни различни видове дюзи за лазерно заваряване и автоматични системи за подаване на тел улесняват операцията по лазерно заваряване и това е удобно за начинаещи.
Високоскоростното лазерно заваряване значително увеличава вашата производствена ефективност и производителност, като същевременно позволява отличен ефект на лазерно заваряване.
Обобщете
Накратко, лазерното заваряване трябва да използва газ за защита на заваръчните зони, контрол на температурата, подобряване на качеството на заварката и защита на оптичните системи. Изборът на подходящи видове газ и параметри на захранване 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 днесза да научите повече за нашите лазерни ножове и как те могат да оптимизират вашия производствен процес на рязане.
Свързани връзки
Някакви идеи за машини за лазерно заваряване?
Време на публикуване: 13 януари 2025 г