Utjecaj zaštitnog plina kod laserskog zavarivanja
Šta vam pravi zaštitni plin može donijeti?
IKod laserskog zavarivanja, izbor zaštitnog plina može imati značajan utjecaj na formiranje, kvalitetu, dubinu i širinu zavarenog šava.
U velikoj većini slučajeva, uvođenje zaštitnog plina ima pozitivan učinak na zavareni šav, dok nepravilna upotreba zaštitnog plina može imati štetne učinke na zavarivanje.
Ispravne i nepravilne posljedice korištenja zaštitnog plina su sljedeće:
Pravilna upotreba
Nepravilna upotreba
1. Efikasna zaštita zavarivačke kupke
Pravilno uvođenje zaštitnog plina može efikasno zaštititi zavarivačku kupku od oksidacije ili čak potpuno spriječiti oksidaciju.
1. Pogoršanje zavarenog šava
Nepravilno uvođenje zaštitnog plina može rezultirati lošom kvalitetom zavara.
2. Smanjenje prskanja
Pravilno uvođenje zaštitnog gasa može efikasno smanjiti prskanje tokom procesa zavarivanja.
2. Pukotine i smanjena mehanička svojstva
Odabir pogrešne vrste plina može dovesti do pucanja zavara i smanjenih mehaničkih performansi.
3. Ujednačeno formiranje zavarenog šava
Pravilno uvođenje zaštitnog gasa potiče ravnomjerno širenje zavarivačke kupke tokom skrućivanja, što rezultira ujednačenim i estetski ugodnim zavarenim šavom.
3. Povećana oksidacija ili interferencija
Odabir pogrešne brzine protoka plina, bilo previsoke ili preniske, može dovesti do povećane oksidacije zavarenog šava. Također može uzrokovati ozbiljne poremećaje rastopljenog metala, što rezultira urušavanjem ili neravnomjernim formiranjem zavarenog šava.
4. Povećana upotreba lasera
Pravilno uvođenje zaštitnog gasa može efikasno smanjiti zaštitni efekat metalnih para ili oblaka plazme na laser, čime se povećava efikasnost lasera.
4. Neadekvatna zaštita ili negativan uticaj
Odabir pogrešne metode uvođenja plina može dovesti do nedovoljne zaštite zavarenog šava ili čak negativno utjecati na formiranje zavarenog šava.
5. Smanjenje poroznosti zavara
Pravilno uvođenje zaštitnog plina može efikasno smanjiti stvaranje plinskih pora u zavaru. Odabirom odgovarajuće vrste plina, brzine protoka i metode uvođenja mogu se postići idealni rezultati.
5. Utjecaj na dubinu zavara
Uvođenje zaštitnog plina može imati određeni utjecaj na dubinu zavara, posebno kod zavarivanja tankih ploča, gdje ima tendenciju smanjenja dubine zavara.
Različite vrste zaštitnog plina
Uobičajeno korišteni zaštitni plinovi u laserskom zavarivanju su dušik (N2), argon (Ar) i helij (He). Ovi plinovi imaju različita fizička i hemijska svojstva, što rezultira različitim učincima na zavareni šav.
1. Dušik (N2)
N2 ima umjerenu energiju jonizacije, višu od Ar i nižu od He. Pod djelovanjem lasera, jonizuje se u umjerenom stepenu, efikasno smanjujući stvaranje oblaka plazme i povećavajući iskorištenje lasera. Međutim, dušik može hemijski reagovati sa legurama aluminija i ugljičnim čelikom na određenim temperaturama, formirajući nitride. To može povećati krhkost i smanjiti žilavost zavara, negativno utičući na njegova mehanička svojstva. Stoga se ne preporučuje upotreba dušika kao zaštitnog gasa za zavare legura aluminija i ugljičnog čelika. S druge strane, dušik može reagovati sa nehrđajućim čelikom, formirajući nitride koji povećavaju čvrstoću zavarenog spoja. Stoga se dušik može koristiti kao zaštitni gas za zavarivanje nehrđajućeg čelika.
2. Plin argon (Ar)
Argon ima relativno najnižu energiju jonizacije, što rezultira većim stepenom jonizacije pod djelovanjem lasera. Ovo je nepovoljno za kontrolu formiranja oblaka plazme i može imati određeni uticaj na efikasno korištenje lasera. Međutim, argon ima vrlo nisku reaktivnost i malo je vjerovatno da će podleći hemijskim reakcijama sa uobičajenim metalima. Osim toga, argon je isplativ. Nadalje, zbog svoje visoke gustine, argon tone iznad zavarivačke kupke, pružajući bolju zaštitu za zavarivačku kupku. Stoga se može koristiti kao konvencionalni zaštitni gas.
3. Helijum (He)
Helijum ima najveću energiju jonizacije, što dovodi do vrlo niskog stepena jonizacije pod djelovanjem lasera. Omogućava bolju kontrolu formiranja oblaka plazme, a laseri mogu efikasno interagovati sa metalima. Štaviše, helium ima vrlo nisku reaktivnost i ne podliježe lako hemijskim reakcijama sa metalima, što ga čini odličnim gasom za zaštitu zavara. Međutim, cijena helija je visoka, tako da se uglavnom ne koristi u masovnoj proizvodnji proizvoda. Obično se koristi u naučnim istraživanjima ili za proizvode sa visokom dodanom vrijednošću.
Dvije metode korištenja zaštitnog plina
Trenutno postoje dvije glavne metode za uvođenje zaštitnog plina: bočno uduvavanje van ose i koaksijalni zaštitni plin, kao što je prikazano na slici 1 i slici 2, respektivno.
Slika 1: Zaštitni plin koji se uduvava sa strane van ose
Slika 2: Koaksijalni zaštitni plin
Izbor između dvije metode duvanja zavisi od različitih faktora.
Općenito, preporučuje se korištenje metode bočnog uduvavanja van ose za zaštitni plin.
Kako odabrati odgovarajući zaštitni plin?
Prvo, važno je razjasniti da je termin "oksidacija" zavara kolokvijalni izraz. U teoriji, odnosi se na pogoršanje kvalitete zavara zbog hemijskih reakcija između metala zavara i štetnih komponenti u zraku, kao što su kisik, dušik i vodik.
Sprečavanje oksidacije zavara uključuje smanjenje ili izbjegavanje kontakta između ovih štetnih komponenti i metala zavara na visokoj temperaturi. Ovo stanje visoke temperature uključuje ne samo rastopljeni metal zavara, već i cijeli period od trenutka kada se metal zavara otopi do trenutka kada se zavar stvrdne i njegova temperatura padne ispod određenog praga.
Proces zavarivanja
Na primjer, pri zavarivanju legura titana, kada je temperatura iznad 300°C, dolazi do brze apsorpcije vodika; iznad 450°C, dolazi do brze apsorpcije kisika; a iznad 600°C, dolazi do brze apsorpcije dušika.
Stoga je potrebna efikasna zaštita za zavar titanijumske legure tokom faze kada se ona stvrdnjava i njena temperatura pada ispod 300°C kako bi se spriječila oksidacija. Na osnovu gore navedenog opisa, jasno je da uduvavanje zaštitnog gasa treba da pruži zaštitu ne samo zavarivačkoj kupki u odgovarajućem trenutku, već i upravo stvrdnutom području zavara. Stoga se metoda bočnog uduvavanja van ose, prikazana na slici 1, generalno preferira jer nudi širi opseg zaštite u poređenju sa metodom koaksijalne zaštite prikazanom na slici 2, posebno za upravo stvrdnuto područje zavara.
Međutim, za određene specifične proizvode, izbor metode treba napraviti na osnovu strukture proizvoda i konfiguracije spoja.
Specifičan odabir metode uvođenja zaštitnog plina
1. Pravolinijski zavar
Ako je oblik zavara proizvoda ravan, kao što je prikazano na Slici 3, a konfiguracija spoja uključuje sučeone spojeve, preklopne spojeve, kutne zavare ili slojevite zavare, preferirana metoda za ovu vrstu proizvoda je metoda bočnog duvanja van ose prikazana na Slici 1.
Slika 3: Pravolinijski zavar
2. Planarni zavar zatvorene geometrije
Kao što je prikazano na Slici 4, zavar u ovoj vrsti proizvoda ima zatvoreni planarni oblik, kao što je kružni, poligonalni ili višesegmentni linijski oblik. Konfiguracije spoja mogu uključivati sučeone spojeve, preklopne spojeve ili slojevite zavare. Za ovu vrstu proizvoda, preferirana metoda je korištenje koaksijalnog zaštitnog plina prikazanog na Slici 2.
Slika 4: Planarni zavar zatvorene geometrije
Izbor zaštitnog plina za planarne zavare zatvorene geometrije direktno utiče na kvalitet, efikasnost i troškove proizvodnje zavarivanja. Međutim, zbog raznolikosti materijala za zavarivanje, izbor plina za zavarivanje je složen u stvarnim procesima zavarivanja. Zahtijeva sveobuhvatno razmatranje materijala za zavarivanje, metoda zavarivanja, položaja zavarivanja i željenog rezultata zavarivanja. Izbor najprikladnijeg plina za zavarivanje može se odrediti putem ispitivanja zavarivanja kako bi se postigli optimalni rezultati zavarivanja.
Video prikaz | Pregled ručnog laserskog zavarivanja
Saznajte više o tome šta je ručni laserski aparat za zavarivanje
Ovaj video objašnjava šta je aparat za lasersko zavarivanje iupute i strukture koje trebate znati.
Ovo je ujedno i vaš ultimativni vodič prije kupovine ručnog laserskog aparata za zavarivanje.
Postoje osnovni sastavi laserskog aparata za zavarivanje snage 1000W, 1500W i 2000W.
Svestrano lasersko zavarivanje za različite zahtjeve
U ovom videu demonstriramo nekoliko metoda zavarivanja koje možete postići ručnim laserskim aparatom za zavarivanje. Ručni laserski aparat za zavarivanje može izjednačiti pravila igre između početnika u zavarivanju i iskusnog operatera aparata za zavarivanje.
Nudimo opcije od 500 W pa sve do 3000 W.
Preporučeni ručni laserski aparat za zavarivanje
Često postavljana pitanja
- Kod laserskog zavarivanja, zaštitni plin je ključna komponenta koja se koristi za zaštitu područja zavara od atmosferske kontaminacije. Visokointenzivni laserski snop koji se koristi u ovoj vrsti zavarivanja generira značajnu količinu topline, stvarajući rastopljeni metalni bazen.
Inertni plin se često koristi za zaštitu rastopljenog sloja tokom procesa zavarivanja kod laserskih aparata za zavarivanje. Kada se neki materijali zavaruju, površinska oksidacija se ne mora uzimati u obzir. Međutim, za većinu primjena, helij, argon, dušik i drugi plinovi se često koriste kao zaštita. U nastavku, pogledajmo zašto je laserskim aparatima za zavarivanje potreban zaštitni plin prilikom zavarivanja.
Kod laserskog zavarivanja, zaštitni plin će utjecati na oblik zavara, kvalitet zavara, prodiranje zavara i širinu taljenja. U većini slučajeva, upuhivanje zaštitnog plina će imati pozitivan utjecaj na zavar.
- Smjese argona i helijaSmjese argona i helija: općenito se preporučuju za većinu primjena laserskog zavarivanja aluminija, ovisno o nivou snage lasera. Smjese argona i kisika: mogu pružiti visoku efikasnost i prihvatljiv kvalitet zavarivanja.
- Plinovi koji se koriste u dizajnu i primjeni plinskih lasera su sljedeći: ugljikov dioksid (CO2), helij-neon (H i Ne) i dušik (N).
Imate li pitanja o ručnom laserskom zavarivanju?
Vrijeme objave: 19. maj 2023.