Com seleccionar les millors mescles de gasos per a la soldadura làser?
Tipus, beneficis i aplicacions
Introducció:
Coses clau que cal saber abans de submergir-se
La soldadura làser és un mètode de soldadura d'alta precisió que utilitza un feix làser per fondre el material de la peça i després forma una soldadura després del refredament. En la soldadura làser, el gas juga un paper clau.
El gas protector no només afecta la formació de la costura de soldadura, la qualitat de la costura de soldadura, la penetració de la costura de soldadura i l'amplada de penetració, sinó que també afecta directament la qualitat i l'eficiència de la soldadura làser.
Quins gasos es necessiten per a la soldadura làser?Aquest article analitzarà en profunditatLa importància dels gasos de soldadura làser, els gasos utilitzats i què fan.
També recomanaremla millor màquina de soldadura làserper a les vostres necessitats.
Per què es necessita gas per a la soldadura làser?
Soldadura amb raig làser
Durant el procés de soldadura làser, un feix làser d'alta densitat d'energia es concentra a la zona de soldadura de la peça.
Provoca la fusió instantània del material superficial de la peça de treball.
Es requereix gas durant la soldadura làser per protegir la zona de soldadura.
Controlar la temperatura, millorar la qualitat de la soldadura i protegir el sistema òptic.
L'elecció del tipus de gas adequat i dels paràmetres de subministrament són factors importants per garantir una eficiència.
I un procés de soldadura làser estable i obtenció de resultats de soldadura d'alta qualitat.
1. Protecció de les zones de soldadura
Durant el procés de soldadura làser, la zona de soldadura està exposada a l'entorn extern i es veu fàcilment afectada per l'oxigen i altres gasos de l'aire.
L'oxigen desencadena reaccions d'oxidació que poden conduir a una reducció de la qualitat de la soldadura i a la creació de porus i inclusions. La soldadura es pot protegir eficaçment de la contaminació per oxigen subministrant un gas adequat, generalment un gas inert com l'argó, a la zona de soldadura.
2. Control de la calor
La selecció i el subministrament de gas poden ajudar a controlar la temperatura de la zona de soldadura. Ajustant el cabal i el tipus de gas, es pot veure afectada la velocitat de refredament de la zona de soldadura. Això és important per controlar la zona afectada per la calor (ZAT) durant la soldadura i reduir la distorsió tèrmica.
3. Millora de la qualitat de la soldadura
Alguns gasos auxiliars, com l'oxigen o el nitrogen, poden millorar la qualitat i el rendiment de les soldadures. Per exemple, afegir oxigen pot millorar la penetració de la soldadura i augmentar la velocitat de soldadura, alhora que afecta la forma i la profunditat de la soldadura.
4. Refrigeració per gas
En la soldadura làser, la zona de soldadura sol estar afectada per altes temperatures. L'ús d'un sistema de refrigeració per gas pot ajudar a controlar la temperatura de la zona de soldadura i evitar el sobreescalfament. Això és essencial per reduir l'estrès tèrmic a la zona de soldadura i millorar la qualitat de la soldadura.
Soldadura automatitzada amb feix làser
5. Protecció contra gasos dels sistemes òptics
El feix làser es concentra a la zona de soldadura mitjançant un sistema òptic.
Durant el procés de soldadura, el material fos i els aerosols generats poden contaminar els components òptics.
En introduir gasos a la zona de soldadura, es redueix el risc de contaminació i s'allarga la vida útil del sistema òptic.
Quins gasos s'utilitzen en la soldadura làser?
En la soldadura làser, el gas pot aïllar l'aire de la placa de soldadura i evitar que reaccioni amb l'aire. D'aquesta manera, la superfície de soldadura de la placa metàl·lica serà més blanca i bonica. L'ús de gas també protegeix les lents de la pols de soldadura. Normalment, s'utilitzen els gasos següents:
1. Gas protector:
Els gasos de protecció, de vegades anomenats "gasos inerts", tenen un paper important en el procés de soldadura làser. Els processos de soldadura làser sovint utilitzen gasos inerts per protegir el bany de soldadura. Els gasos protectors que s'utilitzen habitualment en la soldadura làser inclouen principalment argó i neó. Les seves propietats físiques i químiques són diferents, de manera que els seus efectes sobre la soldadura també són diferents.
Gas protector:Argó
L'argó és un dels gasos inerts més utilitzats.
Té un alt grau d'ionització sota l'acció del làser, cosa que no és propícia per controlar la formació de núvols de plasma, cosa que tindrà un cert impacte en l'ús eficaç dels làsers.
La naturalesa inert de l'argó el manté fora del procés de soldadura, alhora que dissipa bé la calor, cosa que ajuda a controlar la temperatura a la zona de soldadura.
Gas protector:Neó
El neó s'utilitza sovint com a gas inert, similar a l'argó, i s'utilitza principalment per protegir la zona de soldadura de l'oxigen i altres contaminants de l'entorn extern.
És important tenir en compte que el neó no és adequat per a totes les aplicacions de soldadura làser.
S'utilitza principalment per a algunes tasques de soldadura especials, com ara la soldadura de materials més gruixuts o quan es requereixen juntes de soldadura més profundes.
2. Gas auxiliar:
Durant el procés de soldadura làser, a més del gas protector principal, també es poden utilitzar gasos auxiliars per millorar el rendiment i la qualitat de la soldadura. Els següents són alguns gasos auxiliars comuns que s'utilitzen en la soldadura làser.
Gas auxiliar:Oxigen
L'oxigen s'utilitza habitualment com a gas auxiliar i es pot utilitzar per augmentar la calor i la profunditat de soldadura durant la soldadura.
Afegir oxigen pot augmentar la velocitat de soldadura i la penetració, però s'ha de controlar acuradament per evitar que l'excés d'oxigen causi problemes d'oxidació.
Gas auxiliar:Hidrogen/mescla d'hidrogen
L'hidrogen millora la qualitat de les soldadures i redueix la formació de porositat.
Les mescles d'argó i hidrogen s'utilitzen en algunes aplicacions especials, com ara la soldadura d'acer inoxidable. El contingut d'hidrogen de la mescla sol oscil·lar entre el 2% i el 15%.
Gas protector:nitrogen
El nitrogen també s'utilitza sovint com a gas auxiliar en la soldadura làser.
L'energia d'ionització del nitrogen és moderada, superior a la de l'argó i inferior a la de l'hidrogen.
El grau d'ionització generalment es produeix sota l'acció d'un làser. Pot reduir millor la formació de núvols de plasma, proporcionar soldadures i un aspecte de més qualitat i reduir l'impacte de l'oxigen sobre les soldadures.
El nitrogen també es pot utilitzar per controlar la temperatura de la zona de soldadura i reduir la formació de bombolles i porus.
Gas protector:Heli
L'heli s'utilitza normalment per a la soldadura làser d'alta potència perquè té una baixa conductivitat tèrmica i no s'ionitza fàcilment, cosa que permet que el làser passi suaument i que l'energia del feix arribi a la superfície de la peça sense cap obstacle.
Propi per a la soldadura de major potència. L'heli també es pot utilitzar per millorar la qualitat de la soldadura i controlar les temperatures de soldadura. Aquest és el gas de protecció més eficaç que s'utilitza en la soldadura làser, però és relativament car.
3. Gas de refrigeració:
El gas refrigerant s'utilitza sovint durant la soldadura làser per controlar la temperatura de la zona de soldadura, evitar el sobreescalfament i mantenir la qualitat de la soldadura. Els següents són alguns gasos refrigerants que s'utilitzen habitualment:
Gas/medi de refrigeració:Aigua
L'aigua és un medi de refrigeració comú que s'utilitza sovint per refredar generadors làser i sistemes òptics de soldadura làser.
Els sistemes de refrigeració per aigua poden ajudar a mantenir una temperatura estable del generador làser i dels components òptics per garantir l'estabilitat i el rendiment del feix làser.
Gas/medi de refrigeració:Gasos atmosfèrics
En alguns processos de soldadura làser, es poden utilitzar gasos atmosfèrics ambientals per al refredament.
Per exemple, en el sistema òptic d'un generador làser, el gas de l'atmosfera circumdant pot proporcionar un efecte de refredament.
Gas/medi de refrigeració:Gasos inerts
Els gasos inerts com l'argó i el nitrogen també es poden utilitzar com a gasos de refrigeració.
Tenen una conductivitat tèrmica més baixa i es poden utilitzar per controlar la temperatura de la zona de soldadura i reduir la zona afectada per la calor (HAZ).
Gas/medi de refrigeració:nitrogen líquid
El nitrogen líquid és un medi de refrigeració a temperatura extremadament baixa que es pot utilitzar per a la soldadura làser d'alta potència.
Proporciona un efecte de refrigeració molt eficaç i garanteix el control de la temperatura a la zona de soldadura.
4. Gas mixt:
Les mescles de gasos s'utilitzen habitualment en la soldadura per optimitzar diversos aspectes del procés, com ara la velocitat de soldadura, la profunditat de penetració i l'estabilitat de l'arc. Hi ha dos tipus principals de mescles de gasos: mescles binàries i ternàries.
Mescles de gasos binàries:Argó + Oxigen
Afegir una petita quantitat d'oxigen a l'argó millora l'estabilitat de l'arc, refina el bany de soldadura i augmenta la velocitat de soldadura. Aquesta mescla s'utilitza habitualment per soldar acer al carboni, acer de baix aliatge i acer inoxidable.
Mescles de gasos binàries:Argó + Diòxid de carboni
L'addició de CO₂ a l'argó augmenta la força de soldadura i la resistència a la corrosió alhora que redueix les esquitxades. Aquesta mescla s'utilitza sovint per soldar acer al carboni i acer inoxidable.
Mescles de gasos binàries:Argó + Hidrogen
L'hidrogen augmenta la temperatura de l'arc, millora la velocitat de soldadura i redueix els defectes de soldadura. És especialment útil per soldar aliatges a base de níquel i acer inoxidable.
Mescles de gasos ternàries:Argó + Oxigen + Diòxid de Carboni
Aquesta mescla combina els beneficis de les mescles d'argó-oxigen i argó-CO₂. Redueix les esquitxades, millora la fluïdesa del bany de soldadura i millora la qualitat de la soldadura. S'utilitza àmpliament per soldar diversos gruixos d'acer al carboni, acer de baix aliatge i acer inoxidable.
Mescles de gasos ternàries:Argó + Heli + Diòxid de carboni
Aquesta mescla ajuda a millorar l'estabilitat de l'arc, augmenta la temperatura del bany de soldadura i millora la velocitat de soldadura. S'utilitza en soldadura per arc de curtcircuit i aplicacions de soldadura pesada, oferint un millor control sobre l'oxidació.
Selecció de gas en diferents aplicacions
Soldadura làser manual
En diferents aplicacions de soldadura làser, l'elecció del gas adequat és crucial, ja que diferents combinacions de gasos poden produir diferents qualitats, velocitats i eficiència de soldadura. Aquí teniu algunes pautes per ajudar-vos a triar el gas adequat per a la vostra aplicació específica:
Tipus de material de soldadura:
acer inoxidablenormalment utilitzaArgó o mescla d'argó i hidrogen.
Alumini i aliatges d'aluminisovint utilitzenArgó pur.
Aliatges de titanisovint utilitzenNitrogen.
Acers d'alt contingut en carbonisovint utilitzenOxigen com a gas auxiliar.
Velocitat de soldadura i penetració:
Si es requereix una velocitat de soldadura més alta o una penetració de soldadura més profunda, es pot ajustar la combinació de gasos. L'addició d'oxigen sovint millora la velocitat i la penetració, però s'ha de controlar acuradament per evitar problemes d'oxidació.
Control de la zona afectada per la calor (ZAT):
Depenent del material que es netegi, durant el procés de neteja es poden generar residus perillosos que requereixen procediments de manipulació especials. Això pot augmentar el cost total del procés de neteja amb làser.
Qualitat de la soldadura:
Algunes combinacions de gasos poden millorar la qualitat i l'aspecte de les soldadures. Per exemple, el nitrogen pot proporcionar un millor aspecte i qualitat superficial.
Control de porus i bombolles:
Per a aplicacions que requereixen soldadures de molt alta qualitat, cal prestar especial atenció a la formació de porus i bombolles. Una selecció adequada del gas pot reduir el risc d'aquests defectes.
Consideracions sobre l'equipament i el cost:
La selecció del gas també es veu influenciada pel tipus d'equip i el cost. Alguns gasos poden requerir sistemes de subministrament especials o costos més elevats.
Per a aplicacions específiques, es recomana treballar amb un enginyer de soldadura o un fabricant professional d'equips de soldadura làser per obtenir assessorament professional i optimitzar el procés de soldadura.
Normalment cal experimentar i optimitzar abans de seleccionar la combinació final de gasos.
Depenent de l'aplicació específica, es poden provar diferents combinacions de gasos i paràmetres per trobar les condicions de soldadura òptimes.
Coses que cal saber sobre: Soldadura làser manual
Màquina de soldadura làser recomanada
Per optimitzar les vostres tasques de treball amb metalls i processament de materials, és essencial seleccionar l'equip adequat. MimoWork Laser recomana elMàquina de soldadura làser de màper a una unió metàl·lica precisa i eficient.
Alta capacitat i potència per a diverses aplicacions de soldadura
La màquina de soldadura làser manual de 2000 W es caracteritza per una mida petita però una qualitat de soldadura brillant.
Una font làser de fibra estable i un cable de fibra connectat proporcionen un lliurament de feix làser segur i constant.
Amb l'alta potència, el forat de pany de soldadura làser és perfeccionable i permet que la unió de soldadura sigui més ferma fins i tot per a metall gruixut.
Amb una aparença compacta i petita, la soldadora làser portàtil està equipada amb una pistola soldadora làser de mà mòbil que és lleugera i convenient per a aplicacions de soldadura multilàser en qualsevol angle i superfície.
Els diversos tipus de broquets opcionals per a soldadors làser i els sistemes automàtics d'alimentació de filferro faciliten l'operació de soldadura làser i són ideals per a principiants.
La soldadura làser d'alta velocitat augmenta considerablement l'eficiència i el rendiment de la producció, alhora que permet un excel·lent efecte de soldadura làser.
Resumir
En resum, la soldadura làser necessita utilitzar gas per protegir les zones de soldadura, controlar la temperatura, millorar la qualitat de la soldadura i protegir els sistemes òptics. La selecció dels tipus de gas i els paràmetres de subministrament adequats és un factor important per garantir un procés de soldadura làser eficient i estable i obtenir resultats de soldadura d'alta qualitat. Diferents materials i aplicacions poden requerir diferents tipus i proporcions mixtes per satisfer els requisits específics de soldadura.
Poseu-vos en contacte amb nosaltres avui mateixper obtenir més informació sobre les nostres talladores làser i com poden optimitzar el vostre procés de producció de tall.
Enllaços relacionats
Alguna idea sobre màquines de soldadura làser?
Data de publicació: 13 de gener de 2025