La influència del gas protector en la soldadura làser
Què pot oferir-te el gas protector adequat?
IEn la soldadura làser, l'elecció del gas protector pot tenir un impacte significatiu en la formació, la qualitat, la profunditat i l'amplada de la costura de soldadura.
En la gran majoria dels casos, la introducció de gas protector té un efecte positiu sobre la soldadura, mentre que l'ús inadequat del gas protector pot tenir efectes perjudicials sobre la soldadura.
Els efectes adequats i inadequats de l'ús del gas protector són els següents:
Ús correcte
Ús inadequat
1. Protecció eficaç del grup de soldadura
La introducció adequada de gas protector pot protegir eficaçment el bany de soldadura de l'oxidació o fins i tot prevenir-ne l'oxidació per complet.
1. Deteriorament de la costura de soldadura
La introducció incorrecta del gas protector pot provocar una mala qualitat de la soldadura.
2. Reducció de les esquitxades
La introducció correcta del gas protector pot reduir eficaçment les esquitxades durant el procés de soldadura.
2. Esquerdament i propietats mecàniques reduïdes
L'elecció d'un tipus de gas incorrecte pot provocar esquerdes a la soldadura i una disminució del rendiment mecànic.
3. Formació uniforme de la costura de soldadura
La introducció adequada del gas protector afavoreix la distribució uniforme del bany de soldadura durant la solidificació, donant com a resultat una costura de soldadura uniforme i estèticament agradable.
3. Augment de l'oxidació o interferència
Triar un cabal de gas incorrecte, ja sigui massa alt o massa baix, pot provocar una major oxidació de la costura de soldadura. També pot causar greus alteracions al metall fos, provocant el col·lapse o la formació desigual de la costura de soldadura.
4. Augment de l'ús del làser
La introducció correcta del gas protector pot reduir eficaçment l'efecte de blindatge dels núvols de vapor metàl·lic o plasma sobre el làser, augmentant així l'eficiència del làser.
4. Protecció inadequada o impacte negatiu
L'elecció d'un mètode d'introducció de gas incorrecte pot comportar una protecció insuficient de la soldadura o fins i tot tenir un efecte negatiu sobre la formació de la soldadura.
5. Reducció de la porositat de la soldadura
La correcta introducció del gas protector pot minimitzar eficaçment la formació de porus de gas a la costura de soldadura. Seleccionant el tipus de gas, el cabal i el mètode d'introducció adequats, es poden aconseguir resultats ideals.
5. Influència en la profunditat de soldadura
La introducció de gas protector pot tenir un cert impacte en la profunditat de la soldadura, especialment en la soldadura de plaques primes, on tendeix a reduir la profunditat de la soldadura.
Diversos tipus de gas protector
Els gasos protectors més utilitzats en la soldadura làser són el nitrogen (N2), l'argó (Ar) i l'heli (He). Aquests gasos tenen diferents propietats físiques i químiques, que donen lloc a efectes variables sobre la costura de soldadura.
1. Nitrogen (N2)
L'N2 té una energia d'ionització moderada, superior a l'Ar i inferior a l'He. Sota l'acció del làser, s'ionitza en un grau moderat, reduint eficaçment la formació de núvols de plasma i augmentant la utilització del làser. Tanmateix, el nitrogen pot reaccionar químicament amb els aliatges d'alumini i l'acer al carboni a certes temperatures, formant nitrids. Això pot augmentar la fragilitat i reduir la tenacitat de la soldadura, afectant negativament les seves propietats mecàniques. Per tant, no es recomana l'ús de nitrogen com a gas protector per a soldadures d'aliatges d'alumini i acer al carboni. D'altra banda, el nitrogen pot reaccionar amb l'acer inoxidable, formant nitrids que milloren la resistència de la unió soldada. Per tant, el nitrogen es pot utilitzar com a gas protector per soldar acer inoxidable.
2. Gas argó (Ar)
El gas argó té l'energia d'ionització relativament més baixa, cosa que resulta en un grau d'ionització més alt sota l'acció del làser. Això és desfavorable per controlar la formació de núvols de plasma i pot tenir un cert impacte en la utilització efectiva dels làsers. Tanmateix, l'argó té una reactivitat molt baixa i és poc probable que experimenti reaccions químiques amb metalls comuns. A més, l'argó és rendible. A més, a causa de la seva alta densitat, l'argó s'enfonsa per sobre del bany de soldadura, proporcionant una millor protecció per al bany de soldadura. Per tant, es pot utilitzar com a gas de protecció convencional.
3. Gas heli (He)
El gas heli té l'energia d'ionització més alta, cosa que porta a un grau d'ionització molt baix sota l'acció del làser. Permet un millor control de la formació de núvols de plasma i els làsers poden interactuar eficaçment amb els metalls. A més, l'heli té una reactivitat molt baixa i no experimenta fàcilment reaccions químiques amb els metalls, cosa que el converteix en un gas excel·lent per al blindatge de soldadures. Tanmateix, el cost de l'heli és elevat, per la qual cosa generalment no s'utilitza en la producció massiva de productes. S'utilitza habitualment en la investigació científica o per a productes d'alt valor afegit.
Dos mètodes d'ús de gas protector
Actualment, hi ha dos mètodes principals per introduir gas de protecció: el bufat lateral fora de l'eix i el gas de protecció coaxial, tal com es mostra a la Figura 1 i la Figura 2, respectivament.
Figura 1: Gas de protecció de bufat lateral fora de l'eix
Figura 2: Gas de protecció coaxial
L'elecció entre els dos mètodes de bufat depèn de diverses consideracions.
En general, es recomana utilitzar el mètode de bufat lateral fora de l'eix per al gas de protecció.
Com seleccionar el gas protector adequat?
En primer lloc, és important aclarir que el terme "oxidació" de les soldadures és una expressió col·loquial. En teoria, es refereix al deteriorament de la qualitat de la soldadura a causa de reaccions químiques entre el metall soldat i els components nocius de l'aire, com ara l'oxigen, el nitrogen i l'hidrogen.
La prevenció de l'oxidació de la soldadura implica reduir o evitar el contacte entre aquests components nocius i el metall de soldadura a alta temperatura. Aquest estat d'alta temperatura inclou no només el metall fos del bany de soldadura, sinó també tot el període des que el metall de soldadura es fon fins que el bany se solidifica i la seva temperatura disminueix per sota d'un cert llindar.
Procés de soldadura
Per exemple, en la soldadura d'aliatges de titani, quan la temperatura és superior a 300 °C, es produeix una ràpida absorció d'hidrogen; per sobre de 450 °C, es produeix una ràpida absorció d'oxigen; i per sobre de 600 °C, es produeix una ràpida absorció de nitrogen.
Per tant, es requereix una protecció eficaç per a la soldadura d'aliatge de titani durant la fase en què solidifica i la seva temperatura disminueix per sota dels 300 °C per evitar l'oxidació. Segons la descripció anterior, és evident que el gas de protecció bufat ha de proporcionar protecció no només al bany de soldadura en el moment adequat, sinó també a la regió recentment solidificada de la soldadura. Per tant, el mètode de bufat lateral fora de l'eix que es mostra a la Figura 1 es prefereix generalment perquè ofereix una gamma de protecció més àmplia en comparació amb el mètode de blindatge coaxial que es mostra a la Figura 2, especialment per a la regió recentment solidificada de la soldadura.
No obstant això, per a certs productes específics, l'elecció del mètode s'ha de fer en funció de l'estructura del producte i la configuració de la junta.
Selecció específica del mètode d'introducció de gas protector
1. Soldadura en línia recta
Si la forma de la soldadura del producte és recta, com es mostra a la Figura 3, i la configuració de la unió inclou unions a topall, unions de solapament, soldadures de filete o soldadures d'apilament, el mètode preferit per a aquest tipus de producte és el mètode de bufat lateral fora de l'eix que es mostra a la Figura 1.
Figura 3: Soldadura en línia recta
2. Soldadura de geometria plana tancada
Com es mostra a la Figura 4, la soldadura en aquest tipus de producte té una forma plana tancada, com ara una forma circular, poligonal o de línia de diversos segments. Les configuracions de les unions poden incloure unions a topall, unions de solapament o soldadures d'apilament. Per a aquest tipus de producte, el mètode preferit és utilitzar el gas de protecció coaxial que es mostra a la Figura 2.
Figura 4: Soldadura de geometria plana tancada
La selecció del gas de protecció per a soldadures de geometria plana tancada afecta directament la qualitat, l'eficiència i el cost de la producció de soldadura. Tanmateix, a causa de la diversitat de materials de soldadura, la selecció del gas de soldadura és complexa en els processos de soldadura reals. Requereix una consideració exhaustiva dels materials de soldadura, els mètodes de soldadura, les posicions de soldadura i el resultat de soldadura desitjat. La selecció del gas de soldadura més adequat es pot determinar mitjançant proves de soldadura per aconseguir resultats de soldadura òptims.
Pantalla de vídeo | Glance per a soldadura làser manual
Més informació sobre què és un soldador làser portàtil
Aquest vídeo explica què és una màquina de soldadura làser i què és...instruccions i estructures que cal conèixer.
Aquesta també és la teva guia definitiva abans de comprar un soldador làser de mà.
Hi ha composicions bàsiques d'una màquina de soldadura làser de 1000W, 1500w i 2000w.
Soldadura làser versàtil per a diversos requisits
En aquest vídeo, demostrem diversos mètodes de soldadura que podeu aconseguir amb una soldadora làser de mà. Una soldadora làser de mà pot igualar el terreny de joc entre un principiant en soldadura i un operador de màquines de soldadura experimentat.
Oferim opcions des de 500w fins a 3000w.
Preguntes freqüents
- En la soldadura làser, el gas protector és un component crític que s'utilitza per protegir la zona de soldadura de la contaminació atmosfèrica. El feix làser d'alta intensitat utilitzat en aquest tipus de soldadura genera una quantitat significativa de calor, creant una piscina de metall fos.
Sovint s'utilitza gas inert per protegir el bany de material fos durant el procés de soldadura de les màquines de soldadura làser. Quan es solden alguns materials, és possible que no es tingui en compte l'oxidació superficial. Tanmateix, per a la majoria d'aplicacions, sovint s'utilitzen heli, argó, nitrogen i altres gasos com a protecció. A continuació, veurem per què les màquines de soldadura làser necessiten gas de protecció quan solden.
En la soldadura làser, el gas protector afectarà la forma de la soldadura, la qualitat de la soldadura, la penetració de la soldadura i l'amplada de la fusió. En la majoria dels casos, bufar el gas protector tindrà un impacte positiu en la soldadura.
- Mescles d'argó i heliMescles d'argó i heli: generalment recomanades per a la majoria d'aplicacions de soldadura làser d'alumini, depenent del nivell de potència del làser. Mescles d'argó i oxigen: poden proporcionar una alta eficiència i una qualitat de soldadura acceptable.
- Els gasos que s'utilitzen en el disseny i l'aplicació dels làsers de gas són els següents: diòxid de carboni (CO2), heli-neó (H i Ne) i nitrogen (N).
Tens algun dubte sobre la soldadura làser manual?
Data de publicació: 19 de maig de 2023