Jak vybrat nejlepší směsi plynů pro laserové svařování?
Typy, výhody a aplikace
Zavedení:
Klíčové věci, které byste měli vědět před potápěním
Laserové svařování je vysoce přesná svařovací metoda, která využívá laserový paprsek k roztavení materiálu obrobku a následně po ochlazení vytvoří svar. Při laserovém svařování hraje klíčovou roli plyn. Ochranný plyn ovlivňuje nejen tvorbu svarového švu, kvalitu svarového švu, průnik svarového švu a šířku průniku, ale také přímo ovlivňuje kvalitu a účinnost laserového svařování.Jaké plyny jsou potřebné pro laserové svařování?Tento článek se na to podívá do hloubkyvýznam plynů pro laserové svařování, používané plyny a co dělají. Také doporučímenejlepší laserový svařovací strojpro vaše potřeby.
Během procesu laserového svařování je laserový paprsek s vysokou energetickou hustotou zaměřen na svařovanou oblast obrobku, což způsobuje okamžité roztavení povrchového materiálu obrobku. Plyn je vyžadován během laserového svařování k ochraně oblasti svařování, řízení teploty, zlepšení kvality svaru a ochraně optického systému. Výběr vhodného typu plynu a parametrů dodávky jsou důležitými faktory pro zajištění efektivního a stabilního procesu laserového svařování a získání vysoce kvalitních výsledků svařování.
1. Ochrana svařovacích ploch
Během procesu laserového svařování je oblast svaru vystavena vnějšímu prostředí a je snadno ovlivněna kyslíkem a jinými plyny ve vzduchu.
Kyslík spouští oxidační reakce, které mohou vést ke snížení kvality svaru a tvorbě pórů a vměstků. Svar může být účinně chráněn před kontaminací kyslíkem přiváděním vhodného plynu, obvykle inertního plynu, jako je argon, do oblasti svařování.
2. Regulace tepla
Výběr a přívod plynu může pomoci řídit teplotu svařované oblasti. Úpravou průtoku a typu plynu lze ovlivnit rychlost ochlazování svařované oblasti. To je důležité pro kontrolu tepelně ovlivněné zóny (HAZ) během svařování a snížení tepelné deformace.
3. Zlepšená kvalita svaru
Některé pomocné plyny, jako je kyslík nebo dusík, mohou zlepšit kvalitu a výkon svarů. Například přidání kyslíku může zlepšit penetraci svaru a zvýšit rychlost svařování a zároveň ovlivnit tvar a hloubku svaru.
4. Chlazení plynu
Při laserovém svařování je oblast svařování obvykle ovlivněna vysokými teplotami. Použití systému chlazení plynu může pomoci řídit teplotu svařované oblasti a zabránit přehřátí. To je nezbytné pro snížení tepelného namáhání v oblasti svařování a zlepšení kvality svařování.
5. Plynová ochrana optických systémů
Laserový paprsek je zaostřen na svařovanou oblast prostřednictvím optického systému. Během procesu pájení může roztavený materiál a vytvořené aerosoly kontaminovat optické součásti. Zaváděním plynů do oblasti svařování se snižuje riziko kontaminace a prodlužuje se životnost optického systému.
Při laserovém svařování může plyn izolovat vzduch od svařovací desky a zabránit jeho reakci se vzduchem. Tímto způsobem bude svařovací povrch kovové desky bělejší a krásnější. Použití plynu také chrání čočky před prachem ze svařování. Obvykle se používají následující plyny:
1. Ochranný plyn:
Ochranné plyny, někdy nazývané „inertní plyny“, hrají důležitou roli v procesu laserového svařování. Procesy laserového svařování často používají k ochraně svarové lázně inertní plyny. Mezi běžně používané ochranné plyny při laserovém svařování patří především argon a neon. Jejich fyzikální a chemické vlastnosti jsou různé, takže i jejich účinky na svar jsou různé.
·Argon: Argon je jedním z nejčastěji používaných inertních plynů. Má vysoký stupeň ionizace působením laseru, což neprospívá kontrole tvorby plazmových oblaků, což bude mít určitý vliv na efektivní využití laserů. Inertní povaha argonu ho udržuje mimo proces pájení a zároveň dobře odvádí teplo, což pomáhá řídit teplotu v oblasti pájení.
·Neon: Neon se často používá jako inertní plyn, podobně jako argon, a používá se hlavně k ochraně oblasti svařování před kyslíkem a jinými znečišťujícími látkami ve vnějším prostředí. Je důležité si uvědomit, že neon není vhodný pro všechny aplikace laserového svařování. Používá se hlavně pro některé speciální svařovací úkoly, jako je svařování silnějších materiálů nebo když jsou vyžadovány hlubší svarové švy.
2. Pomocný plyn:
Během procesu laserového svařování lze kromě hlavního ochranného plynu použít také pomocné plyny pro zlepšení výkonu a kvality svařování. Níže jsou uvedeny některé běžné pomocné plyny používané při laserovém svařování:
· Kyslík: Kyslík se běžně používá jako pomocný plyn a lze jej použít ke zvýšení tepla a hloubky svaru během svařování. Přidání kyslíku může zvýšit rychlost svařování a penetraci, ale musí být pečlivě kontrolováno, aby se předešlo problémům s oxidací nadbytku kyslíku.
· Dusík: Dusík se také často používá jako pomocný plyn při laserovém svařování. Ionizační energie dusíku je střední, vyšší než u argonu a nižší než u vodíku. Stupeň ionizace je obecně pod působením laseru. Dokáže lépe omezit tvorbu plazmových oblaků, zajistit kvalitnější svary a vzhled a snížit dopad kyslíku na svary. Dusík lze také použít ke kontrole teploty svařované oblasti a snížení tvorby bublin a pórů.
· Směs vodíku a vodíku: Vodík zlepšuje kvalitu svarů a snižuje tvorbu poréznosti. Směsi argonu a vodíku se používají v některých speciálních aplikacích, jako je svařování nerezové oceli. Obsah vodíku ve směsi se typicky pohybuje od 2 % do 15 %.
·Helium: Helium se obvykle používá pro vysoce výkonné laserové svařování, protože má nízkou tepelnou vodivost a není snadno ionizovatelné, což umožňuje hladký průchod laseru a energii paprsku dosáhnout povrchu obrobku bez jakýchkoli překážek. Přispívá k vyššímu výkonu svařování. Helium lze také použít ke zlepšení kvality svaru a kontrole svařovacích teplot. Jedná se o nejúčinnější ochranný plyn používaný při laserovém svařování, je však poměrně drahý.
3. Chladicí plyn:
Chladicí plyn se často používá během laserového svařování k řízení teploty svařované oblasti, zabránění přehřátí a udržení kvality svařování. Níže jsou uvedeny některé běžně používané chladicí plyny:
·Voda: Voda je běžné chladicí médium často používané k chlazení laserových generátorů a optických systémů laserového svařování. Systémy vodního chlazení mohou pomoci udržovat stabilní teplotu laserového generátoru a optických součástí, aby byla zajištěna stabilita a výkon laserového paprsku.
·Atmosférické plyny: V některých procesech laserového svařování lze k chlazení použít okolní atmosférické plyny. Například v optickém systému laserového generátoru může plyn obklopující atmosféru poskytovat chladicí efekt.
·Inertní plyny: Inertní plyny jako argon a dusík lze také použít jako chladicí plyny. Mají nižší tepelnou vodivost a lze je použít k řízení teploty svařované oblasti a snížení tepelně ovlivněné zóny (HAZ).
·Kapalný dusík: Kapalný dusík je extrémně nízkoteplotní chladicí médium, které lze použít pro extrémně výkonné laserové svařování. Poskytuje velmi účinný chladicí účinek a zajišťuje kontrolu teploty v oblasti svařování.
4. Směsný plyn:
Směsi plynů se běžně používají při svařování k optimalizaci různých aspektů procesu, jako je rychlost svařování, hloubka průniku a stabilita oblouku. Existují dva hlavní typy směsí plynů: binární a ternární směsi.
1. Binární směsi plynů:
·Argon + kyslík: Přidání malého množství kyslíku do argonu zlepšuje stabilitu oblouku, zjemňuje svarovou lázeň a zvyšuje rychlost svařování. Tato směs se běžně používá pro svařování uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a nerezové oceli.
·Argon + oxid uhličitý: Přidání CO₂ k argonu zvyšuje pevnost svařování a odolnost proti korozi a zároveň snižuje rozstřik. Tato směs se často používá pro svařování uhlíkové oceli a nerezové oceli.
·Argon + vodík: Vodík zvyšuje teplotu oblouku, zlepšuje rychlost svařování a snižuje vady svařování. Je zvláště užitečný pro svařování slitin na bázi niklu a nerezové oceli.
2. Ternární směsi plynů:
·Argon + kyslík + oxid uhličitý: Tato směs kombinuje výhody směsi argon-kyslík a argon-CO₂. Snižuje rozstřik, zlepšuje tekutost svarové lázně a zlepšuje kvalitu svaru. Je široce používán pro svařování různých tlouštěk uhlíkové oceli, nízkolegované oceli a nerezové oceli.
·Argon + helium + oxid uhličitý: Tato směs pomáhá zlepšit stabilitu oblouku, zvyšuje teplotu svarové lázně a zvyšuje rychlost svařování. Používá se při zkratovém obloukovém svařování a těžkých svařovacích aplikacích, nabízí lepší kontrolu nad oxidací.
Výběr Plynu V Různých Aplikacích
V různých aplikacích laserového svařování je výběr vhodného plynu zásadní, protože různé kombinace plynů mohou produkovat různou kvalitu svařování, rychlost a účinnost. Zde je několik pokynů, které vám pomohou vybrat správný plyn pro vaši konkrétní aplikaci:
Typ svařovacího materiálu:
Různé materiály vyžadují různé kombinace plynů. Obecně řečeno.
·Nerezová ocel obvykle používá argon nebo směs argon/vodík.
·Hliník a slitiny hliníku často používají čistý argon.
·Slitiny titanu často používají dusík.
·Vysokouhlíkové oceli často používají jako pomocný plyn kyslík.
Rychlost svařování a penetrace:
Je-li požadována vyšší rychlost svařování nebo hlubší průvar svařování, lze kombinaci plynů upravit. Přidávání kyslíku často zlepšuje rychlost a penetraci, ale musí být pečlivě kontrolováno, aby se předešlo problémům s oxidací.
Kvalita svaru:
Některé kombinace plynů mohou zlepšit kvalitu a vzhled svarů. Například dusík může zajistit lepší vzhled a kvalitu povrchu.
Kontrola pórů a bublin:
U aplikací, které vyžadují velmi kvalitní svary, je třeba věnovat zvláštní pozornost tvorbě pórů a bublin. Správný výběr plynu může snížit riziko těchto závad.
Kontrola tepelně ovlivněné zóny (HAZ):
V závislosti na čištěném materiálu může během procesu čištění vznikat nebezpečný odpad, který vyžaduje speciální manipulační postupy. To může zvýšit celkové náklady na proces čištění laserem.
Úvahy o vybavení a ceně:
Výběr plynu je také ovlivněn typem zařízení a cenou. Některé plyny mohou vyžadovat speciální napájecí systémy nebo vyšší náklady.
Pro specifické aplikace se doporučuje spolupracovat se svářečským inženýrem nebo profesionálním výrobcem laserového svařovacího zařízení, abyste získali odbornou radu a optimalizovali svařovací proces. Před výběrem konečné kombinace plynů je obvykle vyžadováno určité experimentování a optimalizace. V závislosti na konkrétní aplikaci lze vyzkoušet různé kombinace a parametry plynů pro nalezení optimálních podmínek svařování.
Věci, které potřebujete vědět: Ruční laserové svařování
Doporučený laserový svařovací stroj
Pro optimalizaci vašich úkolů při obrábění kovů a zpracování materiálů je nezbytný výběr správného zařízení. MimoWork Laser doporučujeRuční laserový svařovací strojpro přesné a efektivní spojování kovů.
Vysoká kapacita a příkon pro různé svařovací aplikace
2000W ruční laserový svařovací stroj se vyznačuje malou velikostí stroje, ale jiskřivou kvalitou svařování.
Stabilní zdroj vláknového laseru a připojený optický kabel poskytují bezpečný a stabilní přívod laserového paprsku.
Díky vysokému výkonu je klíčová dírka laserového svařování zdokonalitelná a umožňuje pevnější svarový spoj i u tlustého kovu.
Díky kompaktnímu a malému vzhledu stroje je přenosná laserová svářečka vybavena pohyblivou ruční laserovou svářecí pistolí, která je lehká a vhodná pro aplikace multilaserového svařování v jakémkoli úhlu a na jakémkoli povrchu.
Volitelné různé typy laserových svařovacích trysek a systémy automatického podávání drátu usnadňují laserové svařování a jsou přívětivé pro začátečníky.
Vysokorychlostní laserové svařování výrazně zvyšuje efektivitu vaší výroby a výkon a zároveň umožňuje vynikající efekt laserového svařování.
Shrnout
Stručně řečeno, laserové svařování potřebuje používat plyn k ochraně svařovaných oblastí, kontrole teploty, zlepšení kvality svaru a ochraně optických systémů. Výběr vhodných typů plynu a parametrů přívodu je důležitým faktorem pro zajištění efektivního a stabilního procesu laserového svařování a získání vysoce kvalitních výsledků svařování. Různé materiály a aplikace mohou vyžadovat různé typy a smíšené poměry, aby byly splněny specifické požadavky na svařování.
Obraťte se na nás ještě dnesse dozvíte více o našich laserových řezačkách a o tom, jak mohou optimalizovat váš výrobní proces řezání.
Související odkazy
Máte nějaké nápady ohledně laserových svařovacích strojů?
Čas odeslání: 13. ledna 2025