Vliv ochranného plynu na laserové svařování
Kapesní laserový svářeč
Obsah kapitoly:
▶ Co pro vás může mít správný štít?
▶ Různé typy ochranného plynu
▶ Dvě metody použití ochranného plynu
▶ Jak vybrat správný ochranný plyn?
Kapesní laserové svařování
Pozitivní účinek správného štíty plynu
V laserovém svařování může mít výběr ochranného plynu významný dopad na tvorbu, kvalitu, hloubku a šířku svarového švu. Ve velké většině případů má zavedení ochranného plynu pozitivní vliv na svařovací švů. Může však mít také nepříznivé účinky. Pozitivní účinky používání správného ochranného plynu jsou následující:
1. Efektivní ochrana svařovacího fondu
Správné zavedení ochranného plynu může účinně chránit fond svaru před oxidací nebo dokonce zabránit oxidaci.
2. Snížení rozstřikování
Správné zavedení ochranného plynu může během svařovacího procesu účinně snížit rozstřikování.
3. jednotná formace svarového švu
Správné zavedení ochranného plynu podporuje rovnoměrné šíření svařovacího bazénu během ztuhnutí, což vede k uniformě a esteticky příjemnému svařovacímu švu.
4. Zvýšené využití laseru
Správné zavádění ochranného plynu může účinně snížit účinek stínění kovových parních oblaků nebo plazmatických mraků na laser, čímž se zvýší účinnost laseru.
5. Snížení poréznosti svaru
Správné zavedení ochranného plynu může účinně minimalizovat tvorbu plynových pórů ve svarovém švu. Výběrem vhodného typu plynu, průtoku a metody úvodu lze dosáhnout ideálních výsledků.
Však,
Nesprávné použití ochranného plynu může mít škodlivé účinky na svařování. Mezi nepříznivé účinky patří:
1. Zhoršení svarového švu
Nesprávné zavedení ochranného plynu může vést ke špatné kvalitě svarového švu.
2. praskání a snížené mechanické vlastnosti
Výběr nesprávného typu plynu může vést k praskání švu a snížení mechanického výkonu.
3. Zvýšená oxidace nebo rušení
Výběr nesprávného průtoku plynu, ať už je příliš vysoký nebo příliš nízký, může vést ke zvýšené oxidaci svarového švu. Může také způsobit závažné poruchy roztaveného kovu, což má za následek kolaps nebo nerovnoměrné tvorby svarového švu.
4. Nedostatečná ochrana nebo negativní dopad
Výběr nesprávné metody úvodu plynu může vést k nedostatečné ochraně svarového švu nebo dokonce mít negativní dopad na tvorbu svarového švu.
5. Vliv na hloubku svaru
Zavedení ochranného plynu může mít určitý dopad na hloubku svaru, zejména při svařování tenkých desek, kde má tendenci snižovat hloubku svaru.
Kapesní laserové svařování
Typy ochranných plynů
Běžně používanými ochrannými plyny při laserovém svařování jsou dusík (N2), argon (AR) a helium (HE). Tyto plyny mají různé fyzikální a chemické vlastnosti, které mají za následek různé účinky na svařovací šev.
1. dusík (N2)
N2 má mírnou ionizační energii, vyšší než AR a nižší než on. Pod působením laseru ionizuje do mírného stupně, účinně snižuje tvorbu plazmatických mraků a zvyšuje využití laseru. Dusík však může chemicky reagovat s slitiny hliníku a uhlíkovou ocelí při určitých teplotách a vytvářet nitridy. To může zvýšit křehkost a snížit houževnatost svarového švu, což negativně ovlivňuje jeho mechanické vlastnosti. Proto se nedoporučuje použití dusíku jako ochranného plynu pro slitiny hliníku a svary z uhlíkové oceli. Na druhé straně může dusík reagovat s nerezovou ocelí a vytvářet nitridy, které zvyšují sílu svarového kloubu. Proto může být dusík použit jako ochranný plyn pro svařování nerezové oceli.
2. Argonový plyn (AR)
Argonový plyn má relativně nejnižší ionizační energii, což má za následek vyšší stupeň ionizace při laserovém působení. To je nepříznivé pro kontrolu tvorby plazmatických mraků a může mít určitý dopad na účinné využití laserů. Argon má však velmi nízkou reaktivitu a je nepravděpodobné, že by podstoupily chemické reakce s běžnými kovy. Kromě toho je Argon nákladově efektivní. Kromě toho, díky své vysoké hustotě, argon klesá nad svařovací bazén a poskytuje lepší ochranu pro svařovací bazén. Proto může být použit jako konvenční stínící plyn.
3. Hémový plyn (HE)
Hémo plyn má nejvyšší ionizační energii, což vede k velmi nízkému stupni ionizace při laserovém působení. Umožňuje lepší kontrolu tvorby cloudu v plazmě a lasery mohou účinně interagovat s kovy. Kromě toho má Helium velmi nízkou reaktivitu a snadno podrobuje chemickým reakcím s kovy, což z něj činí vynikající plyn pro stínění svaru. Náklady na helium jsou však vysoké, takže se obecně nepoužívají při hromadné výrobě produktů. Běžně se používá ve vědeckém výzkumu nebo pro produkty s vysokou hodnotou.
Kapesní laserové svařování
Metody zavádění stínění plynu
V současné době existují dvě hlavní metody pro zavádění stínícího plynu: foukání na straně mimo osu a koaxiální stínící plyn, jak je znázorněno na obrázku 1, respektive obrázek 2.
Obrázek 1: Off-Axis Boční foukání stínícího plynu
Obrázek 2: Koaxiální stínění plynu
Volba mezi těmito dvěma metodami foukání závisí na různých úvahách. Obecně se doporučuje používat metodu foukání strany mimo osu pro stínění plynu.
Kapesní laserové svařování
Principy pro výběr metody zavádění stínícího plynu
Za prvé, je důležité objasnit, že termín „oxidace“ svarů je hovorová exprese. Teoreticky se týká zhoršení kvality svaru v důsledku chemických reakcí mezi svařovacím kovem a škodlivými složkami ve vzduchu, jako je kyslík, dusík a vodík.
Prevence oxidace svaru zahrnuje snížení nebo zabránění kontaktu mezi těmito škodlivými komponenty a vysokoteplotním svařovacím kovem. Tento vysokoteplotní stav zahrnuje nejen kov roztaveného svarového bazénu, ale také celé období od doby, kdy se svařový kov roztaví, dokud se bazén ztuhne a jeho teplota se neklesne pod určitým prahem.
Například při svařování slitin titanu, když je teplota nad 300 ° C, dochází k rychlé absorpci vodíku; nad 450 ° C se vyskytuje rychlá absorpce kyslíku; a nad 600 ° C, dochází k rychlé absorpci dusíku. Proto je pro svar titanového svaru titanu nutná účinná ochrana během fáze, kdy ztuhne a její teplota klesá pod 300 ° C, aby se zabránilo oxidaci. Na základě výše uvedeného popisu je zřejmé, že foukaný plyn stínícího plynu musí poskytnout ochranu nejen ve svaru ve vhodnou dobu, ale také pro spravedlivou solidifikovanou oblast svaru. Metoda foukání strany mimo osu znázorněnou na obrázku 1 je tedy obecně preferováno, protože nabízí širší rozsah ochrany ve srovnání s metodou koaxiálního stínění znázorněnou na obrázku 2, zejména pro právě upravenou oblast svaru. U některých specifických produktů je však třeba provést výběr metody na základě struktury produktu a konfigurace kloubů.
Kapesní laserové svařování
Specifický výběr metody zavádění stínícího plynu
1. Svažující svar
Pokud je tvar svaru produktu rovný, jak je znázorněno na obrázku 3, a konfigurace kloubů zahrnuje klouby zadku, kopské klouby, filetové svary nebo svary zásobníku, preferovanou metodou pro tento typ produktu je metoda foukání mimo osu zobrazenou Obrázek 1.
Obrázek 3: Svařovací svař
2. rovinné uzavřené svařování geometrie
Jak je znázorněno na obrázku 4, svar v tomto typu produktu má uzavřený rovinný tvar, jako je kruhový, polygonální nebo vícesegmentový tvar linie. Konfigurace kloubů mohou zahrnovat tupé klouby, lapové klouby nebo zásobníky. Pro tento typ produktu je preferovanou metodou použít koaxiální stínící plyn znázorněný na obrázku 2.
Obrázek 4: Planární uzavřený svar geometrie
Výběr stínícího plynu pro rovinné uzavřené geometrické svary přímo ovlivňuje kvalitu, efektivitu a náklady na svařování. Vzhledem k rozmanitosti svařovacích materiálů je však výběr svařovacího plynu ve skutečných svařovacích procesech složitý. Vyžaduje komplexní zvážení svařovacích materiálů, metod svařování, svařovacích pozic a požadovaného výsledku svařování. Výběr nejvhodnějšího svařovacího plynu může být stanoven testy svařování, aby se dosáhlo optimálních výsledků svařování.
Kapesní laserové svařování
Video displej | Pohled na kapesní laserové svařování
Video 1 - Zjistěte více o tom, co je kapesní laserový svářeč
Video2 - všestranné svařování laseru pro různé požadavky
Máte nějaké dotazy týkající se svařování kapesního laseru?
Čas příspěvku: květen-12-2023