Kako odabrati najbolje plinske mješavine za lasersko zavarivanje?
Vrste, prednosti i primjene
Uvod:
Ključne stvari koje trebate znati prije ulaska u vodu
Lasersko zavarivanje je visokoprecizna metoda zavarivanja koja koristi laserski snop za topljenje materijala obratka, a zatim formira zavar nakon hlađenja. Kod laserskog zavarivanja, plin igra ključnu ulogu.
Zaštitni plin ne utiče samo na formiranje zavarenog šava, kvalitet zavarenog šava, prodiranje zavarenog šava i širinu prodiranja, već direktno utiče i na kvalitet i efikasnost laserskog zavarivanja.
Koji su plinovi potrebni za lasersko zavarivanje?Ovaj članak će detaljno razmotritivažnost plinova za lasersko zavarivanje, korišteni plinovi i čemu služe.
Također ćemo preporučitinajbolji aparat za lasersko zavarivanjeza vaše potrebe.
Zašto je plin potreban za lasersko zavarivanje?
Zavarivanje laserskim snopom
Tokom procesa laserskog zavarivanja, laserski snop visoke gustoće energije fokusira se na područje zavarivanja obratka.
Uzrokuje trenutno topljenje površinskog materijala obratka.
Tokom laserskog zavarivanja potreban je plin kako bi se zaštitilo područje zavarivanja.
Kontrolirajte temperaturu, poboljšajte kvalitet zavara i zaštitite optički sistem.
Odabir odgovarajuće vrste plina i parametara napajanja važni su faktori za osiguranje efikasnosti.
I stabilan proces laserskog zavarivanja i postizanje visokokvalitetnih rezultata zavarivanja.
1. Zaštita područja zavarivanja
Tokom procesa laserskog zavarivanja, područje zavara je izloženo vanjskoj okolini i lako je pod utjecajem kisika i drugih plinova u zraku.
Kisik izaziva oksidacijske reakcije koje mogu dovesti do smanjenog kvaliteta zavara i stvaranja pora i inkluzija. Zavar se može efikasno zaštititi od kontaminacije kisikom dovodom odgovarajućeg plina, obično inertnog plina poput argona, u područje zavarivanja.
2. Kontrola toplote
Odabir i dovod plina mogu pomoći u kontroli temperature područja zavarivanja. Podešavanjem brzine protoka i vrste plina može se utjecati na brzinu hlađenja područja zavarivanja. Ovo je važno za kontrolu zone utjecaja topline (HAZ) tokom zavarivanja i smanjenje termičke distorzije.
3. Poboljšan kvalitet zavara
Neki pomoćni plinovi, poput kisika ili dušika, mogu poboljšati kvalitetu i performanse zavara. Na primjer, dodavanje kisika može poboljšati prodiranje zavara i povećati brzinu zavarivanja, a istovremeno utječe na oblik i dubinu zavara.
4. Hlađenje plinom
Kod laserskog zavarivanja, područje zavarivanja obično je izloženo visokim temperaturama. Korištenje sistema za hlađenje plinom može pomoći u kontroli temperature područja zavarivanja i spriječiti pregrijavanje. Ovo je neophodno za smanjenje termičkog naprezanja u području zavarivanja i poboljšanje kvalitete zavarivanja.
Automatizirano lasersko zavarivanje
5. Zaštita optičkih sistema od gasa
Laserski snop se fokusira na područje zavarivanja putem optičkog sistema.
Tokom procesa lemljenja, rastopljeni materijal i nastali aerosoli mogu kontaminirati optičke komponente.
Uvođenjem plinova u područje zavarivanja smanjuje se rizik od kontaminacije i produžava se vijek trajanja optičkog sistema.
Koji se plinovi koriste u laserskom zavarivanju?
Kod laserskog zavarivanja, plin može izolirati zrak od ploče za zavarivanje i spriječiti njegovu reakciju sa zrakom. Na taj način, površina zavarivanja metalne ploče bit će bjelja i ljepša. Korištenje plina također štiti sočiva od prašine zavarivanja. Obično se koriste sljedeći plinovi:
1. Zaštitni plin:
Zaštitni plinovi, ponekad nazvani "inertni plinovi", igraju važnu ulogu u procesu laserskog zavarivanja. Procesi laserskog zavarivanja često koriste inertne plinove za zaštitu zavarivačke kupke. Uobičajeno korišteni zaštitni plinovi u laserskom zavarivanju uglavnom uključuju argon i neon. Njihova fizička i hemijska svojstva su različita, pa su i njihovi učinci na zavar također različiti.
Zaštitni plin:Argon
Argon je jedan od najčešće korištenih inertnih plinova.
Ima visok stepen jonizacije pod djelovanjem lasera, što ne pogoduje kontroli formiranja oblaka plazme, što će imati određeni uticaj na efikasnu upotrebu lasera.
Inertna priroda argona ga ne uključuje u proces lemljenja, a istovremeno dobro odvodi toplinu, pomažući u kontroli temperature u području lemljenja.
Zaštitni plin:Neon
Neon se često koristi kao inertni plin, slično argonu, i uglavnom se koristi za zaštitu područja zavarivanja od kisika i drugih zagađivača iz vanjskog okruženja.
Važno je napomenuti da neon nije pogodan za sve primjene laserskog zavarivanja.
Uglavnom se koristi za neke posebne zadatke zavarivanja, kao što je zavarivanje debljih materijala ili kada su potrebni dublji zavareni šavovi.
2. Pomoćni plin:
Tokom procesa laserskog zavarivanja, pored glavnog zaštitnog gasa, mogu se koristiti i pomoćni gasovi za poboljšanje performansi i kvaliteta zavarivanja. U nastavku su navedeni neki uobičajeni pomoćni gasovi koji se koriste u laserskom zavarivanju.
Pomoćni plin:Kisik
Kiseonik se obično koristi kao pomoćni gas i može se koristiti za povećanje toplote i dubine zavara tokom zavarivanja.
Dodavanje kisika može povećati brzinu zavarivanja i prodiranje, ali ga je potrebno pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegli problemi s oksidacijom uzrokovani viškom kisika.
Pomoćni plin:Vodonik/smjesa vodonika
Vodonik poboljšava kvalitet zavara i smanjuje stvaranje poroznosti.
Smjese argona i vodika koriste se u nekim posebnim primjenama, kao što je zavarivanje nehrđajućeg čelika. Sadržaj vodika u smjesi obično se kreće od 2% do 15%.
Zaštitni plin:Dušik
Dušik se također često koristi kao pomoćni plin u laserskom zavarivanju.
Energija jonizacije azota je umjerena, veća nego kod argona i niža nego kod vodonika.
Stepen jonizacije se uglavnom postiže djelovanjem lasera. Može bolje smanjiti stvaranje oblaka plazme, obezbijediti kvalitetniji zavar i izgled, te smanjiti uticaj kiseonika na zavare.
Dušik se također može koristiti za kontrolu temperature područja zavarivanja i smanjenje stvaranja mjehurića i pora.
Zaštitni plin:Helijum
Helij se obično koristi za lasersko zavarivanje visokom snagom jer ima nisku toplinsku provodljivost i ne ionizira se lako, što omogućava laseru nesmetan prolaz i energiju snopa da dosegne površinu obratka bez ikakvih prepreka.
Pogodno za zavarivanje veće snage. Helijum se takođe može koristiti za poboljšanje kvaliteta zavara i kontrolu temperature zavarivanja. Ovo je najefikasniji zaštitni gas koji se koristi u laserskom zavarivanju, ali je relativno skup.
3. Rashladni plin:
Rashladni plin se često koristi tokom laserskog zavarivanja za kontrolu temperature područja zavarivanja, sprječavanje pregrijavanja i održavanje kvalitete zavarivanja. Slijede neki od često korištenih rashladnih plinova:
Rashladni plin/medij:Voda
Voda je uobičajeni rashladni medij koji se često koristi za hlađenje laserskih generatora i optičkih sistema za lasersko zavarivanje.
Sistemi za vodeno hlađenje mogu pomoći u održavanju stabilne temperature laserskog generatora i optičkih komponenti kako bi se osigurala stabilnost i performanse laserskog snopa.
Rashladni plin/medij:Atmosferski plinovi
U nekim procesima laserskog zavarivanja, okolni atmosferski plinovi mogu se koristiti za hlađenje.
Na primjer, u optičkom sistemu laserskog generatora, okolni atmosferski plin može pružiti efekat hlađenja.
Rashladni plin/medij:Inertni plinovi
Inertni plinovi poput argona i dušika također se mogu koristiti kao rashladni plinovi.
Imaju nižu toplinsku provodljivost i mogu se koristiti za kontrolu temperature područja zavarivanja i smanjenje zone utjecaja topline (HAZ).
Rashladni plin/medij:Tečni azot
Tečni azot je rashladni medij izuzetno niske temperature koji se može koristiti za lasersko zavarivanje izuzetno visoke snage.
Pruža vrlo efikasan efekat hlađenja i osigurava kontrolu temperature u području zavarivanja.
4. Mješani plin:
Smjese plinova se često koriste u zavarivanju za optimizaciju različitih aspekata procesa, kao što su brzina zavarivanja, dubina prodiranja i stabilnost luka. Postoje dvije glavne vrste smjesa plinova: binarne i ternarne smjese.
Binarne plinske smjese:Argon + Kiseonik
Dodavanje male količine kisika argonu poboljšava stabilnost luka, pročišćava zavarivačku kupku i povećava brzinu zavarivanja. Ova smjesa se obično koristi za zavarivanje ugljičnog čelika, niskolegiranog čelika i nehrđajućeg čelika.
Binarne plinske smjese:Argon + Ugljik-dioksid
Dodavanje CO₂ argonu povećava čvrstoću zavarivanja i otpornost na koroziju, a istovremeno smanjuje prskanje. Ova smjesa se često koristi za zavarivanje ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika.
Binarne plinske smjese:Argon + Vodonik
Vodonik povećava temperaturu luka, poboljšava brzinu zavarivanja i smanjuje nedostatke zavarivanja. Posebno je koristan za zavarivanje legura na bazi nikla i nehrđajućeg čelika.
Ternarne plinske smjese:Argon + Kiseonik + Ugljik-dioksid
Ova smjesa kombinuje prednosti smjese argon-kisik i argon-CO₂. Smanjuje prskanje, poboljšava fluidnost zavarivačke kupke i poboljšava kvalitet zavara. Široko se koristi za zavarivanje različitih debljina ugljičnog čelika, niskolegiranog čelika i nehrđajućeg čelika.
Ternarne plinske smjese:Argon + Helij + Ugljik-dioksid
Ova smjesa pomaže u poboljšanju stabilnosti luka, povećava temperaturu zavarivačke kupke i povećava brzinu zavarivanja. Koristi se kod kratkospojnog elektrolučnog zavarivanja i teških zavarivanja, nudeći bolju kontrolu nad oksidacijom.
Izbor plina u različitim primjenama
Ručno lasersko zavarivanje
U različitim primjenama laserskog zavarivanja, odabir odgovarajućeg plina je ključan, jer različite kombinacije plinova mogu proizvesti različit kvalitet, brzinu i efikasnost zavarivanja. Evo nekoliko smjernica koje će vam pomoći da odaberete pravi plin za vašu specifičnu primjenu:
Vrsta materijala za zavarivanje:
Nehrđajući čelikobično koristiArgon ili mješavina argona i vodika.
Aluminij i aluminijske legurečesto koristiČisti argon.
Legure titanačesto koristiDušik.
Visokougljični čelicičesto koristiKiseonik kao pomoćni gas.
Brzina i prodiranje zavarivanja:
Ako je potrebna veća brzina zavarivanja ili dublje prodiranje zavarivanja, kombinacija plina se može prilagoditi. Dodavanje kisika često poboljšava brzinu i prodiranje, ali ga je potrebno pažljivo kontrolirati kako bi se izbjegli problemi s oksidacijom.
Kontrola zone uticaja toplote (ZUT):
U zavisnosti od materijala koji se čisti, tokom procesa čišćenja može se generirati opasan otpad koji zahtijeva posebne postupke rukovanja. To može povećati ukupne troškove procesa laserskog čišćenja.
Kvalitet zavara:
Neke kombinacije plinova mogu poboljšati kvalitet i izgled zavara. Na primjer, dušik može pružiti bolji izgled i kvalitet površine.
Kontrola pora i mjehurića:
Za primjene koje zahtijevaju vrlo kvalitetne zavare, posebnu pažnju treba posvetiti stvaranju pora i mjehurića. Pravilan odabir plina može smanjiti rizik od ovih defekata.
Razmatranja opreme i troškova:
Na odabir plina također utječu vrsta opreme i cijena. Neki plinovi mogu zahtijevati posebne sisteme za dovod ili veće troškove.
Za specifične primjene, preporučuje se saradnja sa inženjerom zavarivanja ili profesionalnim proizvođačem opreme za lasersko zavarivanje kako biste dobili stručni savjet i optimizirali proces zavarivanja.
Obično je potrebno provesti određeno eksperimentiranje i optimizaciju prije nego što se odabere konačna kombinacija plinova.
U zavisnosti od specifične primjene, mogu se isprobati različite kombinacije plinova i parametara kako bi se pronašli optimalni uslovi zavarivanja.
Stvari koje trebate znati o: Ručnom laserskom zavarivanju
Preporučeni aparat za lasersko zavarivanje
Za optimizaciju vaših zadataka obrade metala i materijala, odabir prave opreme je ključan. MimoWork Laser preporučujeRučni laserski aparat za zavarivanjeza precizno i efikasno spajanje metala.
Visoki kapacitet i snaga za različite primjene zavarivanja
Ručni laserski aparat za zavarivanje od 2000 W karakterizira mala veličina stroja, ali izvrstan kvalitet zavarivanja.
Stabilan izvor optičkog lasera i povezani optički kabel pružaju sigurnu i stabilnu isporuku laserskog snopa.
Zahvaljujući velikoj snazi, lasersko zavarivanje ključaonice se može usavršiti i omogućava čvršći zavareni spoj čak i kod debelih metala.
Kompaktnog i malog izgleda, prenosivi laserski aparat za zavarivanje opremljen je pokretnim ručnim laserskim pištoljem za zavarivanje koji je lagan i praktičan za primjene više lasera za zavarivanje pod bilo kojim uglom i površinom.
Različite vrste mlaznica za lasersko zavarivanje, kao i automatski sistemi za dovod žice, olakšavaju lasersko zavarivanje i čine ga prilagođenim početnicima.
Brzo lasersko zavarivanje znatno povećava efikasnost i učinak vaše proizvodnje, a istovremeno omogućava odličan efekat laserskog zavarivanja.
Sažeti
Ukratko, lasersko zavarivanje zahtijeva korištenje plina za zaštitu područja zavarivanja, kontrolu temperature, poboljšanje kvalitete zavara i zaštitu optičkih sistema. Odabir odgovarajućih vrsta plina i parametara napajanja važan je faktor u osiguravanju efikasnog i stabilnog procesa laserskog zavarivanja i postizanju visokokvalitetnih rezultata zavarivanja. Različiti materijali i primjene mogu zahtijevati različite vrste i miješane proporcije kako bi se zadovoljili specifični zahtjevi zavarivanja.
Kontaktirajte nas danasda biste saznali više o našim laserskim rezačima i kako oni mogu optimizirati vaš proizvodni proces rezanja.
Povezani linkovi
Imate li kakvih ideja o aparatima za lasersko zavarivanje?
Vrijeme objave: 13. januar 2025.