Πώς να επιλέξετε τα καλύτερα μείγματα αερίου για τη συγκόλληση με λέιζερ;
Τύποι, Οφέλη και Εφαρμογές
Εισαγωγή:
Βασικά πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε πριν καταδυθείτε
Η συγκόλληση με λέιζερ είναι μια μέθοδος συγκόλλησης υψηλής ακρίβειας που χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ για να λιώσει το υλικό του τεμαχίου εργασίας και στη συνέχεια σχηματίζει μια συγκόλληση μετά την ψύξη. Στη συγκόλληση με λέιζερ, το αέριο παίζει βασικό ρόλο. Το προστατευτικό αέριο όχι μόνο επηρεάζει το σχηματισμό ραφής συγκόλλησης, την ποιότητα της ραφής συγκόλλησης, τη διείσδυση της ραφής συγκόλλησης και το πλάτος διείσδυσης, αλλά επηρεάζει επίσης άμεσα την ποιότητα και την αποτελεσματικότητα της συγκόλλησης με λέιζερ.Ποια αέρια χρειάζονται για τη συγκόλληση με λέιζερ;Αυτό το άρθρο θα εξετάσει σε βάθοςτη σημασία των αερίων συγκόλλησης με λέιζερ, τα αέρια που χρησιμοποιούνται και τι κάνουν. Θα σας προτείνουμε επίσηςη καλύτερη μηχανή συγκόλλησης με λέιζεργια τις ανάγκες σας.
Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, μια δέσμη λέιζερ υψηλής ενεργειακής πυκνότητας εστιάζεται στην περιοχή συγκόλλησης του τεμαχίου εργασίας, προκαλώντας στιγμιαία τήξη του υλικού επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας. Κατά τη συγκόλληση με λέιζερ απαιτείται αέριο για την προστασία της περιοχής συγκόλλησης, τον έλεγχο της θερμοκρασίας, τη βελτίωση της ποιότητας της συγκόλλησης και την προστασία του οπτικού συστήματος. Η επιλογή του κατάλληλου τύπου αερίου και των παραμέτρων παροχής είναι σημαντικοί παράγοντες για τη διασφάλιση μιας αποτελεσματικής και σταθερής διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ και την απόκτηση αποτελεσμάτων συγκόλλησης υψηλής ποιότητας.
1. Προστασία Περιοχών Συγκόλλησης
Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, η περιοχή συγκόλλησης εκτίθεται στο εξωτερικό περιβάλλον και επηρεάζεται εύκολα από το οξυγόνο και άλλα αέρια στον αέρα.
Το οξυγόνο πυροδοτεί αντιδράσεις οξείδωσης που μπορεί να οδηγήσουν σε μειωμένη ποιότητα συγκόλλησης και στη δημιουργία πόρων και εγκλεισμάτων. Η συγκόλληση μπορεί να προστατευθεί αποτελεσματικά από μόλυνση με οξυγόνο παρέχοντας ένα κατάλληλο αέριο, συνήθως ένα αδρανές αέριο όπως αργό, στην περιοχή συγκόλλησης.
2. Έλεγχος θερμότητας
Η επιλογή και η παροχή αερίου μπορούν να βοηθήσουν στον έλεγχο της θερμοκρασίας της περιοχής συγκόλλησης. Προσαρμόζοντας τον ρυθμό ροής και τον τύπο του αερίου, μπορεί να επηρεαστεί ο ρυθμός ψύξης της περιοχής συγκόλλησης. Αυτό είναι σημαντικό για τον έλεγχο της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ) κατά τη συγκόλληση και τη μείωση της θερμικής παραμόρφωσης.
3. Βελτιωμένη ποιότητα συγκόλλησης
Ορισμένα βοηθητικά αέρια, όπως το οξυγόνο ή το άζωτο, μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα και την απόδοση των συγκολλήσεων. Για παράδειγμα, η προσθήκη οξυγόνου μπορεί να βελτιώσει τη διείσδυση της συγκόλλησης και να αυξήσει την ταχύτητα συγκόλλησης, ενώ επηρεάζει επίσης το σχήμα και το βάθος της συγκόλλησης.
4. Ψύξη αερίου
Στη συγκόλληση με λέιζερ, η περιοχή συγκόλλησης συνήθως επηρεάζεται από υψηλές θερμοκρασίες. Η χρήση συστήματος ψύξης αερίου μπορεί να βοηθήσει στον έλεγχο της θερμοκρασίας της περιοχής συγκόλλησης και στην πρόληψη της υπερθέρμανσης. Αυτό είναι απαραίτητο για τη μείωση της θερμικής καταπόνησης στην περιοχή συγκόλλησης και τη βελτίωση της ποιότητας της συγκόλλησης.
5. Προστασία Αερίων Οπτικών Συστημάτων
Η δέσμη λέιζερ εστιάζεται στην περιοχή συγκόλλησης μέσω ενός οπτικού συστήματος. Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης, το λιωμένο υλικό και τα αερολύματα που δημιουργούνται μπορεί να μολύνουν τα οπτικά εξαρτήματα. Με την εισαγωγή αερίων στην περιοχή συγκόλλησης, μειώνεται ο κίνδυνος μόλυνσης και παρατείνεται η διάρκεια ζωής του οπτικού συστήματος.
Στη συγκόλληση με λέιζερ, το αέριο μπορεί να απομονώσει τον αέρα από την πλάκα συγκόλλησης και να τον εμποδίσει να αντιδράσει με τον αέρα. Έτσι, η επιφάνεια συγκόλλησης της μεταλλικής πλάκας θα είναι πιο λευκή και πιο όμορφη. Η χρήση αερίου προστατεύει επίσης τους φακούς από τη σκόνη συγκόλλησης. Συνήθως χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα αέρια:
1. Προστατευτικό Αέριο:
Τα προστατευτικά αέρια, που μερικές φορές ονομάζονται «αδρανή αέρια», παίζουν σημαντικό ρόλο στη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ. Οι διαδικασίες συγκόλλησης με λέιζερ συχνά χρησιμοποιούν αδρανή αέρια για την προστασία της δεξαμενής συγκόλλησης. Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα προστατευτικά αέρια στη συγκόλληση με λέιζερ περιλαμβάνουν κυρίως αργό και νέον. Οι φυσικές και χημικές τους ιδιότητες είναι διαφορετικές, επομένως οι επιδράσεις τους στη συγκόλληση είναι επίσης διαφορετικές.
·Αργό: Το αργό είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αδρανή αέρια. Έχει υψηλό βαθμό ιονισμού υπό τη δράση του λέιζερ, ο οποίος δεν ευνοεί τον έλεγχο του σχηματισμού νεφών πλάσματος, τα οποία θα έχουν κάποιο αντίκτυπο στην αποτελεσματική χρήση των λέιζερ. Η αδρανής φύση του αργού το κρατά εκτός της διαδικασίας συγκόλλησης, ενώ επίσης διαχέει καλά τη θερμότητα, βοηθώντας στον έλεγχο της θερμοκρασίας στην περιοχή συγκόλλησης.
·Νέον: Το νέον χρησιμοποιείται συχνά ως αδρανές αέριο, παρόμοιο με το αργό, και χρησιμοποιείται κυρίως για την προστασία της περιοχής συγκόλλησης από το οξυγόνο και άλλους ρύπους στο εξωτερικό περιβάλλον. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το νέον δεν είναι κατάλληλο για όλες τις εφαρμογές συγκόλλησης με λέιζερ. Χρησιμοποιείται κυρίως για ορισμένες ειδικές εργασίες συγκόλλησης, όπως η συγκόλληση παχύτερων υλικών ή όταν απαιτούνται βαθύτερες ραφές συγκόλλησης.
2. Βοηθητικό Αέριο:
Κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με λέιζερ, εκτός από το κύριο προστατευτικό αέριο, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν βοηθητικά αέρια για τη βελτίωση της απόδοσης και της ποιότητας της συγκόλλησης. Τα ακόλουθα είναι μερικά κοινά βοηθητικά αέρια που χρησιμοποιούνται στη συγκόλληση με λέιζερ:
· Οξυγόνο: Το οξυγόνο χρησιμοποιείται συνήθως ως βοηθητικό αέριο και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της θερμότητας και του βάθους συγκόλλησης κατά τη διάρκεια της συγκόλλησης. Η προσθήκη οξυγόνου μπορεί να αυξήσει την ταχύτητα και τη διείσδυση της συγκόλλησης, αλλά πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά για να αποφευχθεί η πρόκληση προβλημάτων οξείδωσης από το υπερβολικό οξυγόνο.
· Άζωτο: Το άζωτο χρησιμοποιείται επίσης συχνά ως βοηθητικό αέριο στη συγκόλληση με λέιζερ. Η ενέργεια ιοντισμού του αζώτου είναι μέτρια, υψηλότερη από το αργό και χαμηλότερη από το υδρογόνο. Ο βαθμός ιονισμού είναι γενικά υπό τη δράση ενός λέιζερ. Μπορεί να μειώσει καλύτερα τον σχηματισμό νεφών πλάσματος, να παρέχει συγκολλήσεις και εμφάνιση υψηλότερης ποιότητας και να μειώσει την επίδραση του οξυγόνου στις συγκολλήσεις. Το άζωτο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της περιοχής συγκόλλησης και τη μείωση του σχηματισμού φυσαλίδων και πόρων.
· Μείγμα υδρογόνου/υδρογόνου: Το υδρογόνο βελτιώνει την ποιότητα των συγκολλήσεων και μειώνει το σχηματισμό πορώδους. Μείγματα αργού και υδρογόνου χρησιμοποιούνται σε ορισμένες ειδικές εφαρμογές, όπως η συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα. Η περιεκτικότητα σε υδρογόνο του μείγματος κυμαίνεται τυπικά από 2% έως 15%.
·Ήλιο: Το ήλιο χρησιμοποιείται συνήθως για συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ισχύος επειδή έχει χαμηλή θερμική αγωγιμότητα και δεν ιονίζεται εύκολα, επιτρέποντας στο λέιζερ να περάσει ομαλά και στην ενέργεια της δέσμης να φτάσει στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας χωρίς κανένα εμπόδιο. Ευνοεί τη συγκόλληση υψηλότερης ισχύος. Το ήλιο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη βελτίωση της ποιότητας συγκόλλησης και τον έλεγχο των θερμοκρασιών συγκόλλησης. Αυτό είναι το πιο αποτελεσματικό προστατευτικό αέριο που χρησιμοποιείται στη συγκόλληση με λέιζερ, αλλά είναι σχετικά ακριβό.
3. Αέριο ψύξης:
Το ψυκτικό αέριο χρησιμοποιείται συχνά κατά τη συγκόλληση με λέιζερ για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της περιοχής συγκόλλησης, την πρόληψη της υπερθέρμανσης και τη διατήρηση της ποιότητας συγκόλλησης. Τα ακόλουθα είναι μερικά από τα κοινά χρησιμοποιούμενα ψυκτικά αέρια:
·Νερό: Το νερό είναι ένα κοινό ψυκτικό μέσο που χρησιμοποιείται συχνά για την ψύξη γεννητριών λέιζερ και οπτικών συστημάτων συγκόλλησης με λέιζερ. Τα συστήματα ψύξης νερού μπορούν να βοηθήσουν στη διατήρηση μιας σταθερής θερμοκρασίας της γεννήτριας λέιζερ και των οπτικών εξαρτημάτων για να εξασφαλίσουν σταθερότητα και απόδοση δέσμης λέιζερ.
·Ατμοσφαιρικά αέρια: Σε ορισμένες διαδικασίες συγκόλλησης με λέιζερ, τα ατμοσφαιρικά αέρια του περιβάλλοντος μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ψύξη. Για παράδειγμα, στο οπτικό σύστημα μιας γεννήτριας λέιζερ, το αέριο που περιβάλλει την ατμόσφαιρα μπορεί να προσφέρει ένα αποτέλεσμα ψύξης.
·Αδρανή αέρια: Αδρανή αέρια όπως το αργό και το άζωτο μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως ψυκτικά αέρια. Έχουν χαμηλότερη θερμική αγωγιμότητα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον έλεγχο της θερμοκρασίας της περιοχής συγκόλλησης και τη μείωση της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα (HAZ).
·Υγρό άζωτο: Το υγρό άζωτο είναι ένα εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας ψυκτικό μέσο που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συγκόλληση με λέιζερ εξαιρετικά υψηλής ισχύος. Παρέχει πολύ αποτελεσματικό αποτέλεσμα ψύξης και εξασφαλίζει έλεγχο θερμοκρασίας στην περιοχή συγκόλλησης.
4. Μικτό Αέριο:
Τα μείγματα αερίων χρησιμοποιούνται συνήθως στη συγκόλληση για τη βελτιστοποίηση διαφόρων πτυχών της διαδικασίας, όπως η ταχύτητα συγκόλλησης, το βάθος διείσδυσης και η σταθερότητα του τόξου. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι μειγμάτων αερίων: τα δυαδικά και τα τριμερή μείγματα.
1. Δυαδικά μείγματα αερίων:
·Αργό + Οξυγόνο: Η προσθήκη μικρής ποσότητας οξυγόνου στο αργό βελτιώνει τη σταθερότητα του τόξου, βελτιώνει τη δεξαμενή συγκόλλησης και αυξάνει την ταχύτητα συγκόλλησης. Αυτό το μείγμα χρησιμοποιείται συνήθως για τη συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα, χάλυβα χαμηλού κράματος και ανοξείδωτου χάλυβα.
·Αργό + διοξείδιο του άνθρακα: Η προσθήκη CO2 στο αργό αυξάνει την αντοχή συγκόλλησης και την αντίσταση στη διάβρωση ενώ μειώνει το πιτσίλισμα. Αυτό το μείγμα χρησιμοποιείται συχνά για τη συγκόλληση ανθρακούχου χάλυβα και ανοξείδωτου χάλυβα.
·Αργό + Υδρογόνο: Το υδρογόνο αυξάνει τη θερμοκρασία του τόξου, βελτιώνει την ταχύτητα συγκόλλησης και μειώνει τα ελαττώματα συγκόλλησης. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο για τη συγκόλληση κραμάτων με βάση το νικέλιο και ανοξείδωτου χάλυβα.
2. Τριμερή μίγματα αερίων:
·Αργό + Οξυγόνο + Διοξείδιο του Άνθρακα: Αυτό το μείγμα συνδυάζει τα οφέλη τόσο των μιγμάτων αργού-οξυγόνου όσο και αργού-CO2. Μειώνει το πιτσίλισμα, βελτιώνει τη ρευστότητα της δεξαμενής συγκόλλησης και βελτιώνει την ποιότητα της συγκόλλησης. Χρησιμοποιείται ευρέως για τη συγκόλληση διαφόρων παχών ανθρακούχου χάλυβα, χάλυβα χαμηλής κραματοποίησης και ανοξείδωτου χάλυβα.
·Αργό + Ήλιο + Διοξείδιο του άνθρακα: Αυτό το μείγμα βοηθά στη βελτίωση της σταθερότητας του τόξου, αυξάνει τη θερμοκρασία της πισίνας συγκόλλησης και ενισχύει την ταχύτητα συγκόλλησης. Χρησιμοποιείται σε συγκόλληση τόξου βραχυκυκλώματος και βαριές εφαρμογές συγκόλλησης, προσφέροντας καλύτερο έλεγχο της οξείδωσης.
Επιλογή αερίου σε διαφορετικές εφαρμογές
Σε διαφορετικές εφαρμογές της συγκόλλησης με λέιζερ, η επιλογή του κατάλληλου αερίου είναι ζωτικής σημασίας, επειδή διαφορετικοί συνδυασμοί αερίων μπορούν να παράγουν διαφορετική ποιότητα συγκόλλησης, ταχύτητα και απόδοση. Ακολουθούν ορισμένες οδηγίες που θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε το σωστό αέριο για τη συγκεκριμένη εφαρμογή σας:
Τύπος υλικού συγκόλλησης:
Διαφορετικά υλικά απαιτούν διαφορετικούς συνδυασμούς αερίων. Γενικά μιλώντας.
·Ο ανοξείδωτος χάλυβας χρησιμοποιεί συνήθως αργό ή μείγμα αργού/υδρογόνου.
·Το αλουμίνιο και τα κράματα αλουμινίου χρησιμοποιούν συχνά καθαρό αργό.
·Τα κράματα τιτανίου χρησιμοποιούν συχνά άζωτο.
·Οι χάλυβες με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα συχνά χρησιμοποιούν οξυγόνο ως βοηθητικό αέριο.
Ταχύτητα και διείσδυση συγκόλλησης:
Εάν απαιτείται υψηλότερη ταχύτητα συγκόλλησης ή βαθύτερη διείσδυση συγκόλλησης, ο συνδυασμός αερίων μπορεί να ρυθμιστεί. Η προσθήκη οξυγόνου συχνά βελτιώνει την ταχύτητα και τη διείσδυση, αλλά πρέπει να ελέγχεται προσεκτικά για να αποφευχθούν προβλήματα οξείδωσης.
Ποιότητα συγκόλλησης:
Ορισμένοι συνδυασμοί αερίων μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα και την εμφάνιση των συγκολλήσεων. Για παράδειγμα, το άζωτο μπορεί να προσφέρει καλύτερη εμφάνιση και ποιότητα επιφάνειας.
Έλεγχος πόρων και φυσαλίδων:
Για εφαρμογές που απαιτούν πολύ υψηλής ποιότητας συγκολλήσεις, πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στο σχηματισμό πόρων και φυσαλίδων. Η σωστή επιλογή αερίου μπορεί να μειώσει τον κίνδυνο αυτών των ελαττωμάτων.
Έλεγχος Ζώνης Επηρεαζόμενης από Θερμότητα (HAZ):
Ανάλογα με το υλικό που καθαρίζεται, μπορεί να δημιουργηθούν επικίνδυνα απόβλητα που απαιτούν ειδικές διαδικασίες χειρισμού κατά τη διαδικασία καθαρισμού. Αυτό μπορεί να προσθέσει στο συνολικό κόστος της διαδικασίας καθαρισμού με λέιζερ.
Θέματα εξοπλισμού και κόστους:
Η επιλογή αερίου επηρεάζεται επίσης από τον τύπο και το κόστος του εξοπλισμού. Ορισμένα αέρια ενδέχεται να απαιτούν ειδικά συστήματα τροφοδοσίας ή υψηλότερο κόστος.
Για συγκεκριμένες εφαρμογές, συνιστάται να συνεργαστείτε με έναν μηχανικό συγκόλλησης ή έναν επαγγελματία κατασκευαστή εξοπλισμού συγκόλλησης με λέιζερ για να λάβετε επαγγελματικές συμβουλές και να βελτιστοποιήσετε τη διαδικασία συγκόλλησης. Συνήθως απαιτούνται κάποιοι πειραματισμοί και βελτιστοποίηση πριν επιλεγεί ο τελικός συνδυασμός αερίων. Ανάλογα με τη συγκεκριμένη εφαρμογή, μπορούν να δοκιμαστούν διαφορετικοί συνδυασμοί αερίων και παράμετροι για να βρεθούν οι βέλτιστες συνθήκες συγκόλλησης.
Πράγματα που πρέπει να γνωρίζετε για: Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Συνιστώμενη μηχανή συγκόλλησης με λέιζερ
Για να βελτιστοποιήσετε τις εργασίες κατεργασίας μετάλλων και επεξεργασίας υλικών, η επιλογή του σωστού εξοπλισμού είναι απαραίτητη. Η MimoWork Laser συνιστά τοΦορητή μηχανή συγκόλλησης λέιζεργια ακριβή και αποτελεσματική σύνδεση μετάλλων.
Υψηλής χωρητικότητας & ισχύος για διάφορες εφαρμογές συγκόλλησης
Η φορητή μηχανή συγκόλλησης λέιζερ 2000W χαρακτηρίζεται από μικρό μέγεθος μηχανής αλλά αφρώδη ποιότητα συγκόλλησης.
Μια σταθερή πηγή λέιζερ ινών και το συνδεδεμένο καλώδιο οπτικών ινών παρέχουν μια ασφαλή και σταθερή παροχή δέσμης λέιζερ.
Με την υψηλή ισχύ, η κλειδαρότρυπα συγκόλλησης με λέιζερ είναι τέλεια και επιτρέπει στον σύνδεσμο συγκόλλησης πιο σταθερό ακόμα και για χοντρό μέταλλο.
Με μια συμπαγή και μικρή εμφάνιση μηχανής, η φορητή μηχανή συγκόλλησης λέιζερ είναι εξοπλισμένη με ένα φορητό πιστόλι συγκόλλησης λέιζερ που είναι ελαφρύ και βολικό για εφαρμογές συγκόλλησης πολλαπλών λέιζερ σε οποιαδήποτε γωνία και επιφάνεια.
Οι προαιρετικοί διάφοροι τύποι ακροφυσίων συγκόλλησης λέιζερ και τα αυτόματα συστήματα τροφοδοσίας καλωδίων διευκολύνουν τη λειτουργία συγκόλλησης με λέιζερ και αυτό είναι φιλικό για αρχάριους.
Η συγκόλληση με λέιζερ υψηλής ταχύτητας αυξάνει σημαντικά την παραγωγική απόδοση και την απόδοση, ενώ επιτρέπει ένα εξαιρετικό αποτέλεσμα συγκόλλησης με λέιζερ.
Συνοψίζω
Εν ολίγοις, η συγκόλληση με λέιζερ πρέπει να χρησιμοποιεί αέριο για την προστασία των περιοχών συγκόλλησης, τον έλεγχο της θερμοκρασίας, τη βελτίωση της ποιότητας συγκόλλησης και την προστασία των οπτικών συστημάτων. Η επιλογή των κατάλληλων τύπων αερίου και παραμέτρων παροχής είναι ένας σημαντικός παράγοντας για τη διασφάλιση μιας αποτελεσματικής και σταθερής διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ και την απόκτηση αποτελεσμάτων συγκόλλησης υψηλής ποιότητας. Διαφορετικά υλικά και εφαρμογές ενδέχεται να απαιτούν διαφορετικούς τύπους και μικτές αναλογίες για την ικανοποίηση συγκεκριμένων απαιτήσεων συγκόλλησης.
Επικοινωνήστε μαζί μας σήμεραγια να μάθετε περισσότερα για τους κόπτες λέιζερ μας και πώς μπορούν να βελτιστοποιήσουν τη διαδικασία παραγωγής κοπής.
Σχετικοί Σύνδεσμοι
Έχετε κάποια ιδέα για τις μηχανές συγκόλλησης με λέιζερ;
Ώρα δημοσίευσης: Ιαν-13-2025