La influència del gas protector en la soldadura làser
Soldador làser de mà
Contingut del capítol:
▶ Què pot obtenir el gas de blindatge adequat per a vosaltres?
▶ Diversos tipus de gas protector
▶ Dos mètodes d'ús de gas protector
▶ Com seleccionar el gas protector adequat?
Soldadura làser de mà
Efecte positiu del gas de blindatge adequat
En 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 en la costura de soldadura. Tot i això, també pot tenir efectes adversos. Els efectes positius d’utilitzar el gas protector correcte són els següents:
1. Protecció efectiva de la piscina de soldadura
La introducció adequada del gas protector pot protegir eficaçment la piscina de soldadura de l’oxidació o fins i tot evitar l’oxidació del tot.
2. Reducció de la ruptura
Introduir correctament el gas protector pot reduir eficaçment les espatlles durant el procés de soldadura.
3. Formació uniforme de la costura de soldadura
La introducció adequada del gas protector promou la propagació uniforme de la piscina de soldadura durant la solidificació, donant lloc a una costura de soldadura uniforme i estèticament agradable.
4. Augment de la utilització del làser
Introduir correctament el gas protector pot reduir eficaçment l'efecte blindant dels plomalls de vapor metàl·lic o dels núvols de plasma al làser, augmentant així l'eficiència del làser.
5. Reducció de la porositat de soldadura
Introduir correctament el 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 obtenir resultats ideals.
Però,
L’ús indegut del gas protector pot tenir efectes perjudicials sobre la soldadura. Els efectes adversos inclouen:
1. Deteriorament de la costura de soldadura
La introducció inadequada del gas protector pot donar lloc a una mala qualitat de costura de soldadura.
2. Esquerda i propietats mecàniques reduïdes
L’elecció del tipus de gas equivocat pot comportar un esquerdament de costures de soldadura i disminuir el rendiment mecànic.
3. Augment d’oxidació o interferència
L’elecció del cabal de gas equivocat, ja sigui massa alt o massa baix, pot comportar un augment de l’oxidació de la costura de soldadura. També pot causar alteracions greus al metall fos, donant lloc a una formació de col·lapse o desigual de la costura de soldadura.
4. Protecció inadequada o impacte negatiu
L’elecció del mètode d’introducció del gas equivocat pot comportar una protecció insuficient de la costura de soldadura o fins i tot tenir un efecte negatiu en la formació de la costura de soldadura.
5. Influència sobre la profunditat de la 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 soldadura.
Soldadura làser de mà
Tipus de gasos de protecció
Els gasos de protecció habitualment utilitzats en soldadura làser són nitrogen (N2), argó (AR) i heli (HE). Aquests gasos tenen diferents propietats físiques i químiques, que tenen com a resultat efectes diferents sobre la costura de soldadura.
1. Nitrogen (N2)
N2 té una energia de ionització moderada, superior a la AR i inferior a la He. Sota l’acció del làser, ionitza en un grau moderat, reduint eficaçment la formació de núvols de plasma i augmentant la utilització del làser. Tot i això, el nitrogen pot reaccionar químicament amb aliatges d'alumini i acer de carboni a certes temperatures, formant nitrurs. Això pot augmentar la fragilitat i reduir la duresa de la costura de soldadura, afectant negativament les seves propietats mecàniques. Per tant, no es recomana l’ús de nitrogen com a gas protector per a aliatges d’alumini i soldadures d’acer de carboni. D'altra banda, el nitrogen pot reaccionar amb acer inoxidable, formant nitrurs que milloren la força de l'articulació de soldadura. Per tant, el nitrogen es pot utilitzar com a gas protector per a la soldadura d'acer inoxidable.
2. Gas argó (AR)
El gas argó té l’energia ionització relativament més baixa, donant lloc a un grau més elevat d’ionització sota l’acció làser. Això és desfavorable per controlar la formació de núvols de plasma i pot tenir un cert impacte en la utilització efectiva dels làsers. Tot i això, l’argó té una reactivitat molt baixa i és poc probable que pateixin reaccions químiques amb metalls comuns. A més, Argon és rendible. A més, a causa de la seva alta densitat, Argon s’enfonsa per sobre de la piscina de soldadura, proporcionant una millor protecció per a la piscina de soldadura. Per tant, es pot utilitzar com a gas de blindatge convencional.
3. Gas d’heli (HE)
El gas d’heli té la major energia d’ionització, donant lloc a un grau d’ionització molt baix sota l’acció 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 reaccions químiques amb metalls, cosa que el converteix en un excel·lent gas per a blindatge de soldadura. Tot i això, el cost de l’heli és alt, de manera que generalment no s’utilitza en la producció massiva de productes. Es fa servir habitualment en investigacions científiques o per a productes de gran valor afegit.
Soldadura làser de mà
Mètodes per introduir gas de blindatge
Actualment, hi ha dos mètodes principals per introduir gas de blindatge: bufar lateral fora de l’eix i blindatge coaxial, tal com es mostra a la figura 1 i a la figura 2, respectivament.
Figura 1: Gas de blindatge de bufades fora de l'eix lateral
Figura 2: gas blindant 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 blindar gas.
Soldadura làser de mà
Principis per triar el mètode per introduir gas de blindatge
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 les reaccions químiques entre el metall de soldadura i els components nocius de l’aire, com 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 d’alta temperatura. Aquest estat d’alta temperatura inclou no només el metall de la piscina de soldadura fos, sinó també el període sencer des de quan el metall de soldadura es fongui fins que la piscina es solidifica i la seva temperatura disminueix per sota d’un determinat llindar.
Per exemple, en la soldadura d’aliatges de titani, quan la temperatura és per sobre dels 300 ° C, es produeix l’absorció ràpida d’hidrogen; Per sobre dels 450 ° C, es produeix una absorció ràpida d’oxigen; i per sobre dels 600 ° C, es produeix una absorció ràpida de nitrogen. Per tant, es requereix una protecció efectiva per a la soldadura d’aliatge de titani durant la fase quan es solidifica i la seva temperatura disminueix per sota dels 300 ° C per evitar l’oxidació. A partir de la descripció anterior, és clar que el gas blindant ha de proporcionar protecció no només a la piscina de soldadura en el moment adequat, sinó també a la regió justificada de la soldadura. Per tant, el mètode de bufat lateral fora de l’eix que es mostra a la figura 1 és generalment preferit perquè ofereix una gamma més àmplia de protecció en comparació amb el mètode de blindatge coaxial que es mostra a la figura 2, especialment per a la regió justificada de la soldadura. Tanmateix, per a determinats productes específics, l’elecció del mètode s’ha de fer en funció de l’estructura del producte i la configuració de les articulacions.
Soldadura làser de mà
Selecció específica del mètode per introduir gas de blindatge
1. Soldadura de línia recta
Si la forma de soldadura del producte és recta, com es mostra a la figura 3, i la configuració de les articulacions inclou juntes de cul, juntes de volta, soldadures de filet o soldadures de pila Figura 1.
Figura 3: soldadura en línia recta
2. Soldadura de geometria tancada plana
Com es mostra a la figura 4, la soldadura en aquest tipus de producte té una forma planar tancada, com ara una forma circular, poligonal o multi-segment. Les configuracions articulars poden incloure juntes de cul, articulacions de volta o soldadures de pila. Per a aquest tipus de producte, el mètode preferit és utilitzar el gas blindant coaxial que es mostra a la figura 2.
Figura 4: soldadura de geometria tancada plana
La selecció de gas de blindatge per a les soldadures de geometria tancada plana afecta directament la qualitat, l'eficiència i el cost de la producció de soldadura. No obstant això, a causa de la diversitat de materials de soldadura, la selecció de gas de soldadura és complexa en els processos reals de soldadura. Requereix una consideració integral de materials de soldadura, mètodes de soldadura, 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 obtenir resultats òptims de soldadura.
Soldadura làser de mà
Pantalla de vídeo | Mirada per soldar làser de mà
Vídeo 1 - Sabeu més sobre què és el soldador làser de mà
Video2: soldadura làser versàtil per a requisits diversos
Alguna pregunta sobre soldadura làser de mà?
Posada a l'hora: 19 de maig-2023