Hvordan vælger man de bedste gasblandinger til din lasersvejsning?
Typer, fordele og applikationer
Indledning:
Vigtige ting at vide, før du dykker ind
Lasersvejsning er en højpræcisionssvejsemetode, der bruger en laserstråle til at smelte emnets materiale og derefter danner en svejsning efter afkøling. Ved lasersvejsning spiller gas en nøglerolle. Beskyttelsesgassen påvirker ikke kun svejsesømdannelsen, svejsesømmekvaliteten, svejsesømsgennemtrængning og penetrationsbredde, men påvirker også direkte kvaliteten og effektiviteten af lasersvejsning.Hvilke gasser er nødvendige til lasersvejsning?Denne artikel vil tage et dybdegående kig påvigtigheden af lasersvejsegasser, de anvendte gasser, og hvad de gør. Vi vil også anbefaleden bedste lasersvejsemaskinetil dine behov.
Under lasersvejseprocessen fokuseres en laserstråle med høj energitæthed på svejseområdet på emnet, hvilket forårsager øjeblikkelig smeltning af emnets overflademateriale. Gas er påkrævet under lasersvejsning for at beskytte svejseområdet, kontrollere temperaturen, forbedre kvaliteten af svejsningen og beskytte det optiske system. Valg af passende gastype og forsyningsparametre er vigtige faktorer for at sikre en effektiv og stabil lasersvejseproces og opnå svejseresultater af høj kvalitet.
1. Beskyttelse af svejseområder
Under lasersvejseprocessen er svejseområdet udsat for det ydre miljø og påvirkes let af ilt og andre gasser i luften.
Ilt udløser oxidationsreaktioner, der kan føre til nedsat svejsekvalitet og dannelse af porer og indeslutninger. Svejsningen kan effektivt beskyttes mod iltforurening ved at tilføre en passende gas, sædvanligvis en inert gas såsom argon, til svejseområdet.
2. Varmekontrol
Gasvalg og -forsyning kan hjælpe med at kontrollere temperaturen i svejseområdet. Ved at justere strømningshastigheden og gastypen kan afkølingshastigheden af svejseområdet påvirkes. Dette er vigtigt for at kontrollere den varmepåvirkede zone (HAZ) under svejsning og reducere termisk forvrængning.
3. Forbedret svejsekvalitet
Nogle hjælpegasser, såsom oxygen eller nitrogen, kan forbedre kvaliteten og ydeevnen af svejsninger. For eksempel kan tilsætning af ilt forbedre indtrængning af svejsningen og øge svejsehastigheden, samtidig med at det påvirker formen og dybden af svejsningen.
4. Gaskøling
Ved lasersvejsning er svejseområdet normalt påvirket af høje temperaturer. Brug af et gaskølesystem kan hjælpe med at kontrollere temperaturen i svejseområdet og forhindre overophedning. Dette er vigtigt for at reducere termisk stress i svejseområdet og forbedre svejsekvaliteten.
5. Gasbeskyttelse af optiske systemer
Laserstrålen fokuseres på svejseområdet gennem et optisk system. Under lodningsprocessen kan det dannede smeltede materiale og aerosoler forurene optiske komponenter. Ved at indføre gasser i svejseområdet reduceres risikoen for forurening, og det optiske systems levetid forlænges.
Ved lasersvejsning kan gassen isolere luften fra svejsepladen og forhindre den i at reagere med luften. På denne måde bliver metalpladens svejseoverflade hvidere og smukkere. Brug af gas beskytter også linserne mod svejsestøv. Normalt anvendes følgende gasser:
1. Beskyttelsesgas:
Beskyttelsesgasser, nogle gange kaldet "inerte gasser", spiller en vigtig rolle i lasersvejseprocessen. Lasersvejseprocesser bruger ofte inerte gasser til at beskytte svejsebassinet. De almindeligt anvendte beskyttelsesgasser ved lasersvejsning omfatter hovedsageligt argon og neon. Deres fysiske og kemiske egenskaber er forskellige, så deres virkninger på svejsningen er også forskellige.
·Argon: Argon er en af de mest almindeligt anvendte inerte gasser. Det har en høj grad af ionisering under påvirkning af laseren, hvilket ikke er befordrende for at kontrollere dannelsen af plasmaskyer, hvilket vil have en vis indflydelse på den effektive brug af lasere. Argons inerte natur holder det ude af loddeprocessen, mens det også spreder varmen godt og hjælper med at kontrollere temperaturen i loddeområdet.
·Neon: Neon bruges ofte som en inert gas, der ligner argon, og bruges hovedsageligt til at beskytte svejseområdet mod ilt og andre forurenende stoffer i det ydre miljø. Det er vigtigt at bemærke, at neon ikke er egnet til alle lasersvejseapplikationer. Det bruges hovedsageligt til nogle specielle svejseopgaver, såsom svejsning af tykkere materialer eller når der kræves dybere svejsesømme.
2. Hjælpegas:
Under lasersvejseprocessen kan hjælpegasser ud over hovedbeskyttelsesgassen også bruges til at forbedre svejseydelsen og kvaliteten. Følgende er nogle almindelige hjælpegasser, der bruges til lasersvejsning:
· Ilt: Ilt bruges almindeligvis som en hjælpegas og kan bruges til at øge varme og svejsedybde under svejsning. Tilsætning af ilt kan øge svejsehastigheden og penetrationen, men skal kontrolleres omhyggeligt for at undgå overskydende ilt, der forårsager oxidationsproblemer.
· Nitrogen: Nitrogen bruges også ofte som en hjælpegas ved lasersvejsning. Ioniseringsenergien af nitrogen er moderat, højere end argon og lavere end brint. Ioniseringsgraden er generelt under påvirkning af en laser. Det kan bedre reducere dannelsen af plasmaskyer, give svejsninger og udseende af højere kvalitet og reducere virkningen af ilt på svejsningerne. Nitrogen kan også bruges til at kontrollere temperaturen i svejseområdet og reducere dannelsen af bobler og porer.
· Brint/brint blanding: Brint forbedrer kvaliteten af svejsninger og reducerer dannelsen af porøsitet. Blandinger af argon og brint bruges i nogle specielle applikationer, såsom svejsning af rustfrit stål. Hydrogenindholdet i blandingen varierer typisk fra 2% til 15%.
·Helium: Helium bruges normalt til lasersvejsning med høj effekt, fordi det har lav varmeledningsevne og ikke let ioniseres, hvilket tillader laseren at passere jævnt, og stråleenergien kan nå arbejdsemnets overflade uden nogen forhindringer. Befordrer svejsning med højere effekt. Helium kan også bruges til at forbedre svejsekvaliteten og kontrollere svejsetemperaturer. Dette er den mest effektive beskyttelsesgas, der bruges til lasersvejsning, men den er relativt dyr.
3. Kølegas:
Kølegas bruges ofte under lasersvejsning til at kontrollere temperaturen i svejseområdet, forhindre overophedning og opretholde svejsekvaliteten. Følgende er nogle almindeligt anvendte kølegasser:
·Vand: Vand er et almindeligt kølemedium, der ofte bruges til at køle lasergeneratorer og optiske lasersvejsesystemer. Vandkølesystemer kan hjælpe med at opretholde en stabil temperatur på lasergeneratoren og de optiske komponenter for at sikre laserstrålens stabilitet og ydeevne.
·Atmosfæriske gasser: I nogle lasersvejseprocesser kan omgivende atmosfæriske gasser bruges til afkøling. For eksempel i det optiske system af en lasergenerator kan den omgivende atmosfære-gas give en kølende effekt.
·Inerte gasser: Inerte gasser som argon og nitrogen kan også bruges som kølegasser. De har lavere varmeledningsevne og kan bruges til at kontrollere temperaturen i svejseområdet og reducere den varmepåvirkede zone (HAZ).
·Flydende nitrogen: Flydende nitrogen er et ekstremt lav temperatur kølemedium, der kan bruges til ekstremt høj effekt lasersvejsning. Det giver en meget effektiv køleeffekt og sikrer temperaturkontrol i svejseområdet.
4. Blandet gas:
Gasblandinger bruges almindeligvis til svejsning for at optimere forskellige aspekter af processen, såsom svejsehastighed, indtrængningsdybde og buestabilitet. Der er to hovedtyper af gasblandinger: binære og ternære blandinger.
1. Binære gasblandinger:
·Argon + Oxygen: Tilsætning af en lille mængde ilt til argon forbedrer lysbuestabiliteten, forfiner svejsebassinet og øger svejsehastigheden. Denne blanding bruges almindeligvis til svejsning af kulstofstål, lavlegeret stål og rustfrit stål.
·Argon + kuldioxid: Tilsætningen af CO₂ til argon øger svejsestyrken og korrosionsbestandigheden og reducerer sprøjt. Denne blanding bruges ofte til svejsning af kulstofstål og rustfrit stål.
·Argon + Brint: Brint øger lysbuetemperaturen, forbedrer svejsehastigheden og reducerer svejsefejl. Det er især nyttigt til svejsning af nikkel-baserede legeringer og rustfrit stål.
2. Ternære gasblandinger:
·Argon + Oxygen + Kuldioxid: Denne blanding kombinerer fordelene ved både argon-oxygen og argon-CO₂-blandinger. Det reducerer sprøjt, forbedrer svejsebassinets flydeevne og forbedrer svejsekvaliteten. Det er meget udbredt til svejsning af forskellige tykkelser af kulstofstål, lavlegeret stål og rustfrit stål.
·Argon + Helium + Kuldioxid: Denne blanding hjælper med at forbedre lysbuestabiliteten, øger svejsebassinets temperatur og øger svejsehastigheden. Det bruges til kortslutningsbuesvejsning og tunge svejseapplikationer, hvilket giver bedre kontrol over oxidation.
Gasvalg i forskellige applikationer
I forskellige anvendelser af lasersvejsning er det afgørende at vælge den passende gas, fordi forskellige gaskombinationer kan producere forskellig svejsekvalitet, hastighed og effektivitet. Her er nogle retningslinjer, der hjælper dig med at vælge den rigtige gas til din specifikke anvendelse:
Type svejsemateriale:
Forskellige materialer kræver forskellige gaskombinationer. Generelt set.
·Rustfrit stål bruger typisk argon eller en argon/brint-blanding.
·Aluminium og aluminiumslegeringer bruger ofte ren argon.
·Titanlegeringer bruger ofte nitrogen.
·Stål med højt kulstofindhold bruger ofte ilt som en hjælpegas.
Svejsehastighed og pentration:
Hvis højere svejsehastighed eller dybere svejsegennemtrængning er påkrævet, kan gaskombinationen justeres. Tilsætning af ilt forbedrer ofte hastighed og penetration, men skal kontrolleres omhyggeligt for at undgå oxidationsproblemer.
Svejsekvalitet:
Nogle gaskombinationer kan forbedre kvaliteten og udseendet af svejsninger. Eksempelvis kan nitrogen give et bedre udseende og overfladekvalitet.
Pore- og boblekontrol:
Til applikationer, der kræver svejsninger af meget høj kvalitet, skal der lægges særlig vægt på dannelsen af porer og bobler. Korrekt gasvalg kan reducere risikoen for disse defekter.
Kontrol af varmepåvirket zone (HAZ):
Afhængigt af materialet, der renses, kan der opstå farligt affald, der kræver særlige håndteringsprocedurer, under rengøringsprocessen. Dette kan øge de samlede omkostninger ved laserrensningsprocessen.
Udstyr og omkostningsovervejelser:
Gasvalg er også påvirket af udstyrstype og omkostninger. Nogle gasser kan kræve specielle forsyningssystemer eller højere omkostninger.
Til specifikke applikationer anbefales det at arbejde med en svejseingeniør eller en professionel producent af lasersvejseudstyr for at få professionel rådgivning og optimere svejseprocessen. Nogle eksperimenter og optimering er normalt påkrævet, før den endelige gaskombination vælges. Afhængigt af den specifikke anvendelse kan forskellige gaskombinationer og parametre prøves for at finde de optimale svejseforhold.
Ting du skal vide om: Håndholdt lasersvejsning
Anbefalet lasersvejsemaskine
For at optimere dine metalbearbejdnings- og materialebearbejdningsopgaver er det vigtigt at vælge det rigtige udstyr. MimoWork Laser anbefalerHåndholdt lasersvejsemaskinetil præcis og effektiv metalsamling.
Høj kapacitet og watt til forskellige svejseapplikationer
Den 2000W håndholdte lasersvejsemaskine er kendetegnet ved lille maskinstørrelse, men funklende svejsekvalitet.
En stabil fiberlaserkilde og tilsluttet fiberkabel giver en sikker og stabil laserstrålelevering.
Med den høje effekt er lasersvejsenøglehullet perfekt og gør svejsefugen fastere selv for tykt metal.
Med et kompakt og lille maskinudseende er den bærbare lasersvejsemaskine udstyret med en bevægelig håndholdt lasersvejserpistol, som er let og praktisk til multilasersvejseapplikationer i enhver vinkel og overflade.
Valgfrie forskellige typer lasersvejsedyser og automatiske trådfremføringssystemer gør lasersvejsning lettere, og det er venligt for begyndere.
Højhastigheds lasersvejsning øger i høj grad din produktionseffektivitet og output, samtidig med at den muliggør en fremragende lasersvejseeffekt.
Sammenfatte
Kort sagt skal lasersvejsning bruge gas til at beskytte svejseområder, kontrollere temperatur, forbedre svejsekvaliteten og beskytte optiske systemer. Valg af passende gastyper og forsyningsparametre er en vigtig faktor for at sikre en effektiv og stabil lasersvejseproces og opnå svejseresultater af høj kvalitet. Forskellige materialer og anvendelser kan kræve forskellige typer og blandede proportioner for at opfylde specifikke svejsekrav.
Kontakt os i dagfor at lære mere om vores laserskærere og hvordan de kan optimere din skæreproduktionsproces.
Relaterede links
Nogle ideer om lasersvejsemaskiner?
Indlægstid: 13-jan-2025