Η επίδραση του προστατευτικού αερίου στη συγκόλληση με λέιζερ
Χειροσυγκολλητής λέιζερ
Περιεχόμενο κεφαλαίου:
▶ Τι μπορεί να σας προσφέρει το Right Shield Gas;
▶ Διάφοροι τύποι προστατευτικού αερίου
▶ Δύο Μέθοδοι Χρήσης Προστατευτικού Αερίου
▶ Πώς να επιλέξετε το κατάλληλο προστατευτικό αέριο;
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Θετική επίδραση του κατάλληλου προστατευτικού αερίου
Στη συγκόλληση με λέιζερ, η επιλογή του προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει σημαντικό αντίκτυπο στον σχηματισμό, την ποιότητα, το βάθος και το πλάτος της ραφής συγκόλλησης. Στη συντριπτική πλειονότητα των περιπτώσεων, η εισαγωγή προστατευτικού αερίου έχει θετική επίδραση στη ραφή συγκόλλησης. Ωστόσο, μπορεί επίσης να έχει αρνητικές επιπτώσεις. Τα θετικά αποτελέσματα της χρήσης του σωστού προστατευτικού αερίου είναι τα εξής:
1. Αποτελεσματική προστασία της δεξαμενής συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά τη δεξαμενή συγκόλλησης από την οξείδωση ή ακόμη και να αποτρέψει την οξείδωση εντελώς.
2. Μείωση του πιτσιλίσματος
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το πιτσίλισμα κατά τη διαδικασία συγκόλλησης.
3. Ομοιόμορφη διαμόρφωση της ραφής συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου προάγει την ομοιόμορφη εξάπλωση της δεξαμενής συγκόλλησης κατά τη στερεοποίηση, με αποτέλεσμα μια ομοιόμορφη και αισθητικά ευχάριστη ραφή συγκόλλησης.
4. Αυξημένη χρήση λέιζερ
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά την επίδραση θωράκισης μεταλλικών ατμών ή νεφών πλάσματος στο λέιζερ, αυξάνοντας έτσι την απόδοση του λέιζερ.
5. Μείωση πορώδους συγκόλλησης
Η σωστή εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να ελαχιστοποιήσει αποτελεσματικά τον σχηματισμό πόρων αερίου στη ραφή συγκόλλησης. Επιλέγοντας τον κατάλληλο τύπο αερίου, ρυθμό ροής και μέθοδο εισαγωγής, μπορούν να επιτευχθούν ιδανικά αποτελέσματα.
Ωστόσο,
Η ακατάλληλη χρήση προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στη συγκόλληση. Οι ανεπιθύμητες ενέργειες περιλαμβάνουν:
1. Φθορά της ραφής συγκόλλησης
Η ακατάλληλη εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να οδηγήσει σε κακή ποιότητα ραφής συγκόλλησης.
2. Ρηγμάτωση και μειωμένες μηχανικές ιδιότητες
Η επιλογή λανθασμένου τύπου αερίου μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές της ραφής συγκόλλησης και μειωμένη μηχανική απόδοση.
3. Αυξημένη οξείδωση ή παρεμβολή
Η επιλογή λανθασμένου ρυθμού ροής αερίου, είτε πολύ υψηλή είτε πολύ χαμηλή, μπορεί να οδηγήσει σε αυξημένη οξείδωση της ραφής συγκόλλησης. Μπορεί επίσης να προκαλέσει σοβαρές διαταραχές στο λιωμένο μέταλλο, με αποτέλεσμα την κατάρρευση ή τον ανομοιόμορφο σχηματισμό της ραφής συγκόλλησης.
4. Ανεπαρκής προστασία ή αρνητικός αντίκτυπος
Η επιλογή της λανθασμένης μεθόδου εισαγωγής αερίου μπορεί να οδηγήσει σε ανεπαρκή προστασία της ραφής συγκόλλησης ή ακόμη και να έχει αρνητική επίδραση στο σχηματισμό της ραφής συγκόλλησης.
5. Επίδραση στο βάθος συγκόλλησης
Η εισαγωγή προστατευτικού αερίου μπορεί να έχει κάποιο αντίκτυπο στο βάθος της συγκόλλησης, ειδικά στη συγκόλληση λεπτής πλάκας, όπου τείνει να μειώσει το βάθος συγκόλλησης.
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Τύποι προστατευτικών αερίων
Τα συνήθως χρησιμοποιούμενα προστατευτικά αέρια στη συγκόλληση με λέιζερ είναι το άζωτο (N2), το αργό (Ar) και το ήλιο (He). Αυτά τα αέρια έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα ποικίλες επιπτώσεις στη ραφή συγκόλλησης.
1. Άζωτο (N2)
Το N2 έχει μέτρια ενέργεια ιοντισμού, υψηλότερη από το Ar και χαμηλότερη από το He. Υπό τη δράση του λέιζερ, ιονίζεται σε μέτριο βαθμό, μειώνοντας αποτελεσματικά τον σχηματισμό νεφών πλάσματος και αυξάνοντας τη χρήση του λέιζερ. Ωστόσο, το άζωτο μπορεί να αντιδράσει χημικά με κράματα αλουμινίου και ανθρακούχο χάλυβα σε ορισμένες θερμοκρασίες, σχηματίζοντας νιτρίδια. Αυτό μπορεί να αυξήσει την ευθραυστότητα και να μειώσει την σκληρότητα της ραφής συγκόλλησης, επηρεάζοντας αρνητικά τις μηχανικές της ιδιότητες. Επομένως, δεν συνιστάται η χρήση αζώτου ως προστατευτικού αερίου για κράματα αλουμινίου και συγκολλήσεις ανθρακούχου χάλυβα. Από την άλλη πλευρά, το άζωτο μπορεί να αντιδράσει με τον ανοξείδωτο χάλυβα, σχηματίζοντας νιτρίδια που ενισχύουν την αντοχή της ένωσης συγκόλλησης. Επομένως, το άζωτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως προστατευτικό αέριο για τη συγκόλληση ανοξείδωτου χάλυβα.
2. Αέριο αργόν (Ar)
Το αέριο αργό έχει τη σχετικά χαμηλότερη ενέργεια ιονισμού, με αποτέλεσμα υψηλότερο βαθμό ιονισμού υπό τη δράση λέιζερ. Αυτό δεν είναι ευνοϊκό για τον έλεγχο του σχηματισμού νεφών πλάσματος και μπορεί να έχει κάποιο αντίκτυπο στην αποτελεσματική χρήση των λέιζερ. Ωστόσο, το αργό έχει πολύ χαμηλή αντιδραστικότητα και είναι απίθανο να υποστεί χημικές αντιδράσεις με κοινά μέταλλα. Επιπλέον, το αργό είναι οικονομικά αποδοτικό. Επιπλέον, λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, το αργό βυθίζεται πάνω από τη δεξαμενή συγκόλλησης, παρέχοντας καλύτερη προστασία για τη δεξαμενή συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμβατικό αέριο θωράκισης.
3. Αέριο Ήλιο (He)
Το αέριο ήλιο έχει την υψηλότερη ενέργεια ιονισμού, οδηγώντας σε πολύ χαμηλό βαθμό ιονισμού υπό τη δράση λέιζερ. Επιτρέπει τον καλύτερο έλεγχο του σχηματισμού νεφών πλάσματος και τα λέιζερ μπορούν να αλληλεπιδράσουν αποτελεσματικά με μέταλλα. Επιπλέον, το ήλιο έχει πολύ χαμηλή αντιδραστικότητα και δεν υφίσταται εύκολα χημικές αντιδράσεις με μέταλλα, καθιστώντας το ένα εξαιρετικό αέριο για θωράκιση συγκόλλησης. Ωστόσο, το κόστος του ηλίου είναι υψηλό, επομένως γενικά δεν χρησιμοποιείται στη μαζική παραγωγή προϊόντων. Χρησιμοποιείται συνήθως στην επιστημονική έρευνα ή για προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας.
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Μέθοδοι εισαγωγής προστατευτικού αερίου
Επί του παρόντος, υπάρχουν δύο κύριες μέθοδοι για την εισαγωγή προστατευτικού αερίου: πλευρική εμφύσηση εκτός άξονα και αέριο ομοαξονικής θωράκισης, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1 και στο Σχήμα 2, αντίστοιχα.
Σχήμα 1: Αέριο θωράκισης πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα
Εικόνα 2: Ομοαξονικό αέριο θωράκισης
Η επιλογή μεταξύ των δύο μεθόδων εμφύσησης εξαρτάται από διάφορους παράγοντες. Γενικά, συνιστάται η χρήση της μεθόδου πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα για τη θωράκιση του αερίου.
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Αρχές για την επιλογή της μεθόδου εισαγωγής προστατευτικού αερίου
Πρώτον, είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι ο όρος "οξείδωση" των συγκολλήσεων είναι μια έκφραση της καθομιλουμένης. Θεωρητικά, αναφέρεται στην υποβάθμιση της ποιότητας της συγκόλλησης λόγω χημικών αντιδράσεων μεταξύ του μετάλλου της συγκόλλησης και των επιβλαβών συστατικών στον αέρα, όπως το οξυγόνο, το άζωτο και το υδρογόνο.
Η πρόληψη της οξείδωσης της συγκόλλησης περιλαμβάνει τη μείωση ή την αποφυγή της επαφής μεταξύ αυτών των επιβλαβών συστατικών και του μετάλλου συγκόλλησης σε υψηλή θερμοκρασία. Αυτή η κατάσταση υψηλής θερμοκρασίας περιλαμβάνει όχι μόνο το λιωμένο μέταλλο της δεξαμενής συγκόλλησης αλλά και ολόκληρη την περίοδο από την τήξη του μετάλλου συγκόλλησης μέχρι να στερεοποιηθεί η δεξαμενή και η θερμοκρασία της να μειωθεί κάτω από ένα ορισμένο όριο.
Για παράδειγμα, στη συγκόλληση κραμάτων τιτανίου, όταν η θερμοκρασία είναι πάνω από 300°C, λαμβάνει χώρα ταχεία απορρόφηση υδρογόνου. πάνω από 450°C, λαμβάνει χώρα ταχεία απορρόφηση οξυγόνου. και πάνω από 600°C, λαμβάνει χώρα ταχεία απορρόφηση αζώτου. Επομένως, απαιτείται αποτελεσματική προστασία για τη συγκόλληση του κράματος τιτανίου κατά τη φάση που στερεοποιείται και η θερμοκρασία του μειώνεται κάτω από τους 300°C για να αποφευχθεί η οξείδωση. Με βάση την παραπάνω περιγραφή, είναι σαφές ότι το προστατευτικό αέριο που διοχετεύεται πρέπει να παρέχει προστασία όχι μόνο στη δεξαμενή συγκόλλησης την κατάλληλη στιγμή αλλά και στην μόλις στερεοποιημένη περιοχή της συγκόλλησης. Ως εκ τούτου, η μέθοδος πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα που φαίνεται στο Σχήμα 1 προτιμάται γενικά επειδή προσφέρει ευρύτερο εύρος προστασίας σε σύγκριση με τη μέθοδο ομοαξονικής θωράκισης που φαίνεται στο Σχήμα 2, ειδικά για την μόλις στερεοποιημένη περιοχή της συγκόλλησης. Ωστόσο, για ορισμένα συγκεκριμένα προϊόντα, η επιλογή της μεθόδου πρέπει να γίνεται με βάση τη δομή του προϊόντος και τη διαμόρφωση της άρθρωσης.
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Ειδική Επιλογή Μεθόδου Εισαγωγής Αερίου Θωράκισης
1. Συγκόλληση ευθείας γραμμής
Εάν το σχήμα συγκόλλησης του προϊόντος είναι ευθύγραμμο, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, και η διαμόρφωση της άρθρωσης περιλαμβάνει συνδέσμους άκρου, αρμούς περιτύλιξης, συγκολλήσεις φιλέτου ή συγκολλήσεις στοίβας, η προτιμώμενη μέθοδος για αυτόν τον τύπο προϊόντος είναι η μέθοδος πλευρικής εμφύσησης εκτός άξονα που φαίνεται στο Εικόνα 1.
Εικόνα 3: Συγκόλληση ευθείας γραμμής
2. Επίπεδη Εσωκλειόμενη Γεωμετρία Συγκόλληση
Όπως φαίνεται στο Σχήμα 4, η συγκόλληση σε αυτόν τον τύπο προϊόντος έχει ένα κλειστό επίπεδο σχήμα, όπως ένα σχήμα κυκλικής, πολυγωνικής ή πολλαπλών τμημάτων. Οι διαμορφώσεις των αρθρώσεων μπορεί να περιλαμβάνουν συνδέσμους άκρου, αρμούς αγκαλιάς ή συγκολλήσεις στοίβας. Για αυτόν τον τύπο προϊόντος, η προτιμώμενη μέθοδος είναι η χρήση του ομοαξονικού προστατευτικού αερίου που φαίνεται στο Σχήμα 2.
Σχήμα 4: Επίπεδη κλειστή συγκόλληση γεωμετρίας
Η επιλογή του προστατευτικού αερίου για συγκολλήσεις επίπεδης κλειστής γεωμετρίας επηρεάζει άμεσα την ποιότητα, την απόδοση και το κόστος παραγωγής συγκόλλησης. Ωστόσο, λόγω της ποικιλίας των υλικών συγκόλλησης, η επιλογή του αερίου συγκόλλησης είναι πολύπλοκη στις πραγματικές διαδικασίες συγκόλλησης. Απαιτεί πλήρη εξέταση των υλικών συγκόλλησης, των μεθόδων συγκόλλησης, των θέσεων συγκόλλησης και του επιθυμητού αποτελέσματος συγκόλλησης. Η επιλογή του καταλληλότερου αερίου συγκόλλησης μπορεί να καθοριστεί μέσω δοκιμών συγκόλλησης για την επίτευξη βέλτιστων αποτελεσμάτων συγκόλλησης.
Συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Προβολή βίντεο | Μια ματιά για τη συγκόλληση με λέιζερ χειρός
Βίντεο 1 - Μάθετε περισσότερα για το Τι είναι το Handheld Laser Welder
Video2 - Ευέλικτη συγκόλληση με λέιζερ για διαφορετικές απαιτήσεις
Συνιστώμενος Χειρός Συγκολλητής Λέιζερ
Έχετε ερωτήσεις σχετικά με τη συγκόλληση με λέιζερ χειρός;
Ώρα δημοσίευσης: 19 Μαΐου 2023