Beskyttelsesgas til lasersvejsning |

Lasersvejsning har primært til formål at forbedre svejseeffektiviteten og kvaliteten af tyndvæggede materialer og præcisionsdele. I dag vil vi ikke tale om fordelene ved lasersvejsning, men fokusere på, hvordan man bruger beskyttelsesgasser korrekt til lasersvejsning.

Hvorfor bruge beskyttelsesgas til lasersvejsning?

Ved lasersvejsning vil beskyttelsesgas påvirke svejseformningen, svejsekvaliteten, svejsedybden og svejsebredden. I de fleste tilfælde vil indblæsning af den assisterede gas have en positiv effekt på svejsningen, men det kan også have negative virkninger.

Når du bruger beskyttelsesgas korrekt, vil det hjælpe dig med at:

✦Effektiv beskyttelse af smeltebadet for at reducere eller endda undgå oxidation

✦Reducer effektivt stænk produceret under svejseprocessen

✦Effektiv reduktion af svejseporer

✦Hjælp smeltebadet med at fordele sig jævnt under størkning, så svejsesømmen får en ren og glat kant

✦Den afskærmende effekt af metaldampsøjlen eller plasmaskyen på laseren reduceres effektivt, og laserens effektive udnyttelsesgrad øges.

Så længe somvalg af beskyttelsesgastype, gasstrømningshastighed og blæsetilstander korrekte, kan du opnå den ideelle svejseeffekt. Forkert brug af beskyttelsesgas kan dog også have en negativ indvirkning på svejsningen. Brug af den forkerte type beskyttelsesgas kan føre til knirken i svejsningen eller reducere svejsningens mekaniske egenskaber. En for høj eller for lav gasstrømningshastighed kan føre til mere alvorlig svejseoxidation og alvorlig ekstern interferens af metalmaterialet inde i smeltebadet, hvilket resulterer i svejsekollaps eller ujævn formning.

Typer af beskyttelsesgas

De almindeligt anvendte beskyttelsesgasser til lasersvejsning er hovedsageligt N2, Ar og He. Deres fysiske og kemiske egenskaber er forskellige, så deres virkninger på svejsninger er også forskellige.

Kvælstof (N2)

N2's ioniseringsenergi er moderat, højere end Ar's og lavere end He's. Under laserens stråling forbliver N2's ioniseringsgrad jævn, hvilket bedre kan reducere dannelsen af en plasmasky og øge laserens effektive udnyttelsesgrad. Nitrogen kan reagere med aluminiumlegering og kulstofstål ved en bestemt temperatur for at producere nitrider, hvilket vil forbedre svejsningens sprødhed og reducere sejheden og have en stor negativ indvirkning på svejsefugernes mekaniske egenskaber. Derfor anbefales det ikke at bruge nitrogen ved svejsning af aluminiumlegering og kulstofstål.

Den kemiske reaktion mellem nitrogen og rustfrit stål, der genereres af nitrogen, kan imidlertid forbedre svejsefugens styrke, hvilket vil være gavnligt for at forbedre svejsningens mekaniske egenskaber, så svejsning af rustfrit stål kan bruge nitrogen som beskyttelsesgas.

Argon (Ar)

Argons ioniseringsenergi er relativt lav, og dens ioniseringsgrad vil blive højere under påvirkning af en laser. Derefter kan argon som beskyttelsesgas ikke effektivt kontrollere dannelsen af plasmaskyer, hvilket vil reducere den effektive udnyttelsesgrad af lasersvejsning. Spørgsmålet opstår: Er argon en dårlig kandidat til svejsning som beskyttelsesgas? Svaret er nej. Da argon er en inert gas, er det vanskeligt at reagere med de fleste metaller, og argon er billigt at bruge. Derudover er argons densitet stor, hvilket bidrager til at synke ned til overfladen af smeltebadet og bedre kan beskytte smeltebadet, så argon kan bruges som konventionel beskyttelsesgas.

Helium (He)

I modsætning til argon har helium en relativt høj ioniseringsenergi, der nemt kan kontrollere dannelsen af plasmaskyer. Samtidig reagerer helium ikke med nogen metaller. Det er virkelig et godt valg til lasersvejsning. Det eneste problem er, at helium er relativt dyrt. For producenter, der leverer masseproducerede metalprodukter, vil helium øge produktionsomkostningerne enormt. Derfor bruges helium generelt i videnskabelig forskning eller produkter med meget høj merværdi.

Hvordan blæser man beskyttelsesgassen ud?

Først og fremmest skal det være klart, at den såkaldte "oxidation" af svejsningen blot er en almindelig betegnelse, der teoretisk set refererer til den kemiske reaktion mellem svejsningen og de skadelige komponenter i luften, hvilket fører til forringelse af svejsningen. Svejsemetallet reagerer almindeligvis med ilt, nitrogen og brint i luften ved en bestemt temperatur.

For at forhindre svejsningen i at "oxidere" kræves det, at kontakt mellem sådanne skadelige komponenter og svejsemetallet under høj temperatur reduceres eller undgås, hvilket ikke kun er i det smeltede metal, men i hele perioden fra det tidspunkt, hvor svejsemetallet smelter, indtil det smeltede metal er størknet, og dets temperatur afkøles til en bestemt temperatur.

To primære måder at blæse beskyttelsesgas på

▶Den ene blæser beskyttelsesgas på sideaksen, som vist i figur 1.

▶Den anden er en koaksial blæsemetode, som vist i figur 2.

Figur 1.

Figur 2.

Det specifikke valg af de to blæsemetoder er en omfattende overvejelse af mange aspekter. Generelt anbefales det at anvende metoden med sideblæsende beskyttelsesgas.

Nogle eksempler på lasersvejsning

1. Lige perle-/linjesvejsning

Som vist i figur 3 er produktets svejseform lineær, og samlingsformen kan være en stødsamling, en overlapsamling, en negativ hjørnesamling eller en overlappende svejsesamling. Til denne type produkt er det bedre at anvende den sideaksede blæsende beskyttelsesgas, som vist i figur 1.

2. Luk figur- eller områdesvejsning

Som vist i figur 4 er produktets svejseform et lukket mønster, såsom plan omkreds, plan multilateral form, plan lineær form med flere segmenter osv. Samlingsformen kan være stødsamling, overlapningssamling, overlappende svejsning osv. Det er bedre at anvende den koaksiale beskyttelsesgasmetode som vist i figur 2 til denne type produkt.

Valget af beskyttelsesgas påvirker direkte svejsekvaliteten, effektiviteten og produktionsomkostningerne, men på grund af mangfoldigheden af svejsematerialer er valget af svejsegas i den faktiske svejseproces mere komplekst og kræver omfattende overvejelser af svejsemateriale, svejsemetode, svejseposition samt kravene til svejseeffekten. Gennem svejsetests kan du vælge den mest passende svejsegas for at opnå bedre resultater.

Beskyttelsesgas til lasersvejsning